[发明专利]一种变频驱动式锚绞机自张紧控制系统及自张紧控制方法

说明书

本发明公开了一种变频驱动式锚绞机自张紧控制系统，包括锚绞机，变频电机，变频器，PLC控制单元及多个主令控制器，其中：变频电机输出轴与锚绞机减速箱的传动轴连接，驱动锚绞机转动；主令控制器连接PLC控制单元，将接管，收锚，放锚或自张紧的控制信号发送给PLC控制单元的开关量输入模块，而手柄操作的收锚模拟量及放锚模拟量信号发送至PLC控制单元的模拟量输入模块；变频器连接变频电机及PLC控制单元的模拟量输入输出模块，根据PLC控制单元发出的变频信号对变频电机的输入频率进行无级调节，同时监测的变频电机转矩及转向，并反馈至PLC控制单元。

技术领域

本发明涉及一种绞锚机，尤其涉及一种变频驱动式锚绞机自张紧控制系统及自张紧控制方法。

背景技术

目前，锚绞机的驱动方式为液压驱动或三速电机驱动，但随着人们对节能的概念越来越注重，现有的液压驱动主要由液压泵站、液压马达、液压操作阀、电控箱、减速箱及锚绞机的主轴传动系统等组成。因液压系统元器件多，不可避免存在液压油泄漏，对环境有一定的污染，船厂在安装液压锚绞机时需要对液压管路安装和清洗，需要大量的人工和成本。

三速电机驱动的锚绞机只有三档速度，不可以实现无级调速，在船东要求有自动张力要求的情况下，需要增加载荷轴和放大板等其他元器件才能实现，成本增加大。

针对现有的客户对节能，自动化水平，可靠性以及操控性要求的提升，需要一种全新的锚绞机驱动形式来取代液压驱动或者三级电机驱动，来消除维护成本高并且不可以无级调速的问题，在已有的专利申请中(专利名称为锚绞机的变频驱动系统，专利号为201210126527.X)，提及了一种变频驱动形式，通过变频器及变频电机实现对锚绞机的无级调速，然而由其文稿内容可以看出，其在变频电机上设置编码器来检测变频电机的输出扭矩，从而进行张力调节实现张紧，这种结构的编码器是安装在电机的转轴上，其要求编码器与电机轴同心度要求高，但随着电机的长时间使用，转轴会出现变形情况，从而就会导致编码器与转轴无法同心，进而导致编码器损坏无法使用，更换起来较为麻烦，同时锚绞机是安装在船舶上的，其编码器随变频电机是直接裸露在空气中，当遇到海浪拍打船舶时，海水的冲击会使得编码器错位甚至损坏，从而影响其正常工作。

针对编码器进行输出扭矩检测的问题，专利带载荷限制及缆绳自张紧功能的电动锚绞机(专利号为2014105510509)，中提及了另一种检测形式，通过外装的拉力传感器进行扭矩检测，可以精确检测电机的输出扭矩，然而这种外装的拉力传感器成本比较高，且要在减速箱内部安装配套的辅助电路，电路的存在就导致其存在的故障点增多，检测起来需要将减速箱拆开进行操作，非常麻烦，而且电路的增加使得减速箱体积增大，占用船体表面空间增大；此外这种拉力传感器使用过程中容易损坏，不仅影响张紧操作的正常使用，而且拉力传感器无法直接更换，需要进行前期校准操作，由于整个是安装在船舶上的，所以在使用过程中是无法进行校准，需要对整个减速箱传动轴之类的整体拆除进行校准才可，导致维修非常麻烦，且维护成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种变频驱动式锚绞机自张紧控制系统，采用变频驱动形式实现对锚绞机的无极调速，且在自张紧控制中，利用变频器的直接转矩控制实现对电机转矩的检测及调节，并通过配合PLC对调节参数的设定，实现自张紧功能的稳定可靠实现。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种变频驱动式锚绞机自张紧控制系统，包括锚绞机，变频电机，变频器，PLC控制单元及多个主令控制器，其中：

变频电机输出轴与锚绞机减速箱的传动轴连接，驱动锚绞机转动；

主令控制器连接PLC控制单元，将接管，收锚，放锚或自张紧的控制信号发送给PLC控制单元的开关量输入模块，而手柄操作的收锚模拟量及放锚模拟量信号发送至PLC控制单元的模拟量输入模块；