[发明专利]一种储缆绞车及其收放缆控制方法

权利要求书

1.一种储缆绞车，其特征在于，由触摸屏、可编程序控制器(PLC)、第一伺服驱动器、制动电阻、第一编码器、第一伺服减速电机、储缆卷筒、缆绳、第一行程开关、排缆导轮、排缆丝杆、第二行程开关、第二伺服减速电机、第二编码器和第二伺服驱动器组成，其中，所述触摸屏连接可编程序控制器，可编程序控制器再分别连接第一伺服驱动器和第二伺服驱动器；所述第一伺服驱动器依顺序连接第一伺服减速电机和储缆卷筒的左端，第一伺服驱动器还与制动电阻连接，第一伺服减速电机内置第一编码器；所述第二伺服驱动器依顺序连接第二伺服减速电机和排缆丝杆，第二伺服减速电机内置第二编码器，排缆丝杆通过螺母连接排缆导轮，排缆丝杆右端一侧安装有第一行程开关，排缆丝杆左端一侧安装有第二行程开关；所述缆绳在储缆卷筒上固定并缠绕若干圈，再垂直进入排缆导轮，并缠绕四分之一圈后出绳。

2.根据权利要求1所述的一种储缆绞车，其特征在于，所述第二编码器为26位绝对式光电编码器。

3.一种根据权利要求1或2所述的储缆绞车的收放缆控制方法，其特征在于，包括收缆控制方法和放缆控制方法，其中，

一、收缆控制方法，设储缆卷筒内侧有效容绳宽度为L，缆绳直径为d，储缆卷筒的实时转速为n₁，收缆时的控制方法包括如下步骤：

步骤1，PLC初始化，积分器清零，INT1＝0、INT2＝0、INT3＝0；

步骤2，PLC检测当前操作指令是否为收缆指令，当是，则转入下一步；当否，则在此循环检测；

步骤3，PLC采集第二编码器信号，并折算成排缆导轮当前实际线位移LF和当前实际线速度υF；

步骤4，PLC检测当前缆绳是否为奇数层，当是，则转入下一步；当否，则转入步骤12；

步骤5，PLC判断排缆导轮当前位移LF是否小于(L-2d)，当是，则转入下一步；当否，则转入步骤13；

步骤6，PLC采集第一编码器信号，并以此为依据设置当前排缆导轮线速度υR＝d×n₁；

步骤7，PLC对排缆导轮设置线速度υR与当前实际线速度υF取误差，得到误差结果υE＝υR-υF；

步骤8，PLC对误差υE进行一次累加积分，得到一次累加积分结果INT1＝INT1+υE；

步骤9，PLC对一次累加积分结果INT1乘以一次积分系数Ki1，得到一次乘法运算结果M1＝INT1×Ki1；

步骤10，PLC对当前实际线速度υF乘以一次反馈系数Kf1，得到二次乘法运算结果M2＝υF×Kf1；

步骤11，PLC对一次乘法运算结果M1和二次乘法运算结果M2进行一次减法运算，得到一次减法运算结果S1＝M1-M2，并转入步骤25；

步骤12，PLC判断排缆导轮当前位移LF是否大于2d，当是，则转入步骤6；当否，则转入步骤14；

步骤13，PLC设置排缆导轮线位移数值LR＝L-d/2；

步骤14，PLC设置排缆导轮线位移数值LR＝d/2；

步骤15，PLC对排缆导轮设置线位移LR与当前实际线位移LF取误差，得到误差结果LE＝LR-LF；

步骤16，PLC对误差LE进行二次累加积分，得到二次累加积分结果INT2＝INT2+LE；

步骤17，PLC对二次累加积分结果INT2乘以二次积分系数Ki2，得到三次乘法运算结果M3＝INT2×Ki2；

步骤18，PLC对当前实际线位移LF乘以二次反馈系数Kf2，得到四次乘法运算结果M4＝LF×Kf2；

步骤19，PLC对三次乘法运算结果M3和四次乘法运算结果M4进行三次减法运算，得到三次减法运算结果S3＝M3-M4；

步骤20，PLC对三次减法运算结果S3和排缆导轮当前实际线速度υF进行四次减法运算，得到四次减法运算结果S4＝S3-υF；

步骤21，PLC对四次减法运算结果S4进行三次累加积分，得到三次累加积分结果INT3＝INT3+S4；

步骤22，PLC对三次累加积分结果INT3乘以三次积分系数Ki3，得到五次乘法运算结果M5＝INT3×Ki3；

步骤23，PLC对当前实际线速度υF进行乘以三次反馈系数Kf3，得到六次乘法运算结果M6＝υF×Kf3；

步骤24，PLC对五次乘法运算结果M5和六次乘法运算结果M6进行五次减法运算，得到五次减法运算结果S5＝M5-M6；

步骤25，PLC对运算结果进行数字量/模拟量转换，并返回到步骤2；

步骤26，模拟量控制信号输出至第二伺服驱动器，用于第二伺服电机的驱动；

二、放缆控制方法，设储缆卷筒内侧有效容绳宽度为L，缆绳直径为d，储缆卷筒的实时转速为n₁，放缆时的控制方法包括如下步骤：

步骤31，PLC初始化，积分器清零，INT1＝0、INT2＝0、INT3＝0；

步骤32，PLC检测当前操作指令是否为放缆指令，当是，则转入下一步；当否，则在此循环检测；

步骤33，PLC采集第二编码器信号，并折算成排缆导轮当前实际线位移LF和当前实际线速度υF；

步骤34，PLC检测当前缆绳是否为奇数层，当是，则转入下一步；当否，则转入步骤42；

步骤35，PLC判断排缆导轮当前位移LF是否大于2d，当是，则转入下一步；当否，则转入步骤43；

步骤36，PLC采集第一编码器信号，并以此为依据设置当前排缆导轮线速度υR＝d×n₁；

步骤37，PLC对排缆导轮设置线速度υR与当前实际线速度υF取误差，得到误差结果υE＝υR-υF；

步骤38，PLC对误差υE进行一次累加积分，得到一次累加积分结果INT1＝INT1+υE；

步骤39，PLC对一次累加积分结果INT1乘以一次积分系数Ki1，得到一次乘法运算结果M1＝INT1×Ki1；

步骤40，PLC对当前实际线速度υF乘以一次反馈系数Kf1，得到二次乘法运算结果M2＝υF×Kf1；

步骤41，PLC对一次乘法运算结果M1和二次乘法运算结果M2进行一次减法运算，得到一次减法运算结果S1＝M1-M2，并转入步骤55；

步骤42，PLC判断排缆导轮当前位移LF是否小于(L-2d)，当是，则转入步骤36；当否，则转入步骤44；

步骤43，PLC设置排缆导轮线位移数值LR＝L-d/2；

步骤44，PLC设置排缆导轮线位移数值LR＝d/2；

步骤45，PLC对排缆导轮设置线位移LR与当前实际线位移LF取误差，得到误差结果LE＝LR-LF；

步骤46，PLC对误差LE进行二次累加积分，得到二次累加积分结果INT2＝INT2+LE；

步骤47，PLC对二次累加积分结果INT2乘以二次积分系数Ki2，得到三次乘法运算结果M3＝INT2×Ki2；

步骤48，PLC对当前实际线位移LF乘以二次反馈系数Kf2，得到四次乘法运算结果M4＝LF×Kf2；

步骤49，PLC对三次乘法运算结果M3和四次乘法运算结果M4进行三次减法运算，得到三次减法运算结果S3＝M3-M4；

步骤50，PLC对三次减法运算结果S3和排缆导轮当前实际线速度υF进行四次减法运算，得到四次减法运算结果S4＝S3-υF；

步骤51，PLC对四次减法运算结果S4进行三次累加积分，得到三次累加积分结果INT3＝INT3+S4；

步骤52，PLC对三次累加积分结果INT3乘以三次积分系数Ki3，得到五次乘法运算结果M5＝INT3×Ki3；

步骤53，PLC对当前实际线速度υF进行乘以三次反馈系数Kf3，得到六次乘法运算结果M6＝υF×Kf3；

步骤54，PLC对五次乘法运算结果M5和六次乘法运算结果M6进行五次减法运算，得到五次减法运算结果S5＝M5-M6；

步骤55，PLC对运算结果进行数字量/模拟量转换，并返回到步骤32；

步骤56，模拟量控制信号输出至第二伺服驱动器，用于第二伺服电机的驱动。