【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抓斗起重机，具体涉及一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法。
技术介绍
1、抓斗起重机常用于矿山料场、码头船运等散料的倒运和装车，以及高炉过滤池的渣料抓取等等场合。
2、人工操作抓斗过程中，在不同步骤中，需要控制起升和开闭两组钢丝绳处于不同状态，因此能清楚观察到抓斗和钢丝绳至关重要。智能抓斗起重机在运行过程中，激光扫描仪就是它的眼睛，也需要清楚的扫描到料面轮廓及高度。
3、然而在现场，如码头经常会有大雨、大雾的情况，在矿山料场和高炉过滤池会有高温水在冬天发生冷凝形成大雾，严重影响视线和激光扫描效果。此时操作人员无法看清钢丝绳状态和抓斗状态，如是否碰触料面、倾斜角度过大等，导致倒斗、乱绳、空抓等情况。智能抓斗起重机由于未能正确获取到实时料堆高度，给出的料面抓取高度不准确，过高时抓斗在空中就闭斗，过低时钢丝绳下放过多导致卷筒乱绳或缠绕抓斗。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提出了一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，利用永磁同步电机不需要励磁，变频器输出的电流用来控制抓斗做有功，克服抓斗的重力和其它摩擦力，能准确的反映出当前钢丝绳拉力情况。
2、本专利技术提供一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，包括：
3、s1.开启起升机构，抓斗同速下降，实现未触料面继续下降；
4、s2.在抓斗下降过程中，实现已触料面自动停止下降；
5、s3.抓斗接触料面时，自动停止起升机构，控制抓斗自动沉抓；>
6、s4.闭斗完成后，开启起升机构，抓斗同速上升，上升到位后完成卸料；
7、步骤s1中，抓斗下降过程中，为避免空抓，需要实现未触料面继续自动下降的功能，具体为：
8、下降抓料时，抓斗必然是空斗状态，通过公式(1)得到：
9、
10、式(1)中，i0为当前起升开闭总电流，m0为空斗重量，u为摩擦系数，k为线性变换系数，g为重力加速度；
11、即当前电流在i0附近波动，根据现场情况，设定一个未触料面判断电流i1，当前电流i≥i1，抓斗应继续下降。
12、在一个具体的实施例中，设定i1＝0.4i0，即判断重量m1＝0.4m0，则当前电流i≥i1，抓斗应继续下降。
13、在可编程控制器(plc)中加入上述逻辑判断，当未触料面时继续下降，此时plc即使接收到闭斗抓料的指令，它仍将控制抓斗继续下降，直到触及料面再执行闭斗抓料。
14、步骤s2中，抓斗下降过程中，为避免下放过多，需要实现已触料面自动停止下降的功能，具体为：
15、下降抓料时，抓斗必然是空斗状态，代入公式(1)得到：
16、
17、即当前电流在i0附近波动，根据现场情况，设定一个已触料面判断电流i2，即当前电流i≤i2，抓斗应停止下降。
18、在一个具体的实施例中，设定i2＝0.2i0，即判断重量m2＝0.2m0，即当前电流i≤i2，抓斗应停止下降。
19、在可编程控制器(plc)中加入上述逻辑判断，当已触料面时应停止下降，此时plc即使接收到下降的指令，它将控制抓斗停止下降，而不是继续下降松绳。
20、在一个具体的实施例中，以上两个功能可分别开启，并且i1、i2可根据实际需求修改。
21、进一步的，通过设定i2在[0,i0]区间，控制抓取重量在空斗和满斗的区间内的任意值，达到自动装车目的。
22、两个极端情况：1)抓斗完全落地，电流i＝0，两组钢丝绳完全松弛不再有拉力，抓斗受到完整重力m0g，下沉后可抓满斗；2)抓斗未接触地面，电流i＝i0，抓斗的重力被钢丝绳拉力抵消，悬浮半空，且没有重力则无法下沉，只能抓空斗。因此i2在[0,i0]区间内任意取值。
23、更进一步的，通过控制抓斗自动减速，实现快速平稳落地，具体的：
24、增加更多判断点，如i3＝0.8i0，m3＝0.8m0；
25、i4＝0.6i0，m4＝0.6m0；
26、i5＝0.4i0，m5＝0.4m0；
27、在下降过程中，抓斗逐渐接触料面到完全落地，应当逐渐减速；
28、当i＜0.8i0时，下降减速为额定速度的60％；
29、当i＜0.6i0时，下降减速为额定速度的40％；
30、当i＜0.4i0时，下降减速为额定速度的20％；
31、当i＜0.2i0时，减速到完全停止；
32、以上判断点可增减，并可按现场设置为不同值，实现快速平稳落地，防止大冲击导致钢丝绳跳绳、斜面倒斗等情况。
33、步骤s3中，通过控制抓斗自动沉抓，提高满斗率，具体为：
34、抓斗要实现沉抓，就必须在闭斗时同步下放起升绳，因为抓斗是靠自重下沉，高度逐渐下降，起升绳会逐渐受力拉紧而阻止抓斗下降；
35、增加起升绳的两个判断电流iq1、iq2和下降速度v1、v2，其中iq2＞iq1，v2＞v1；
36、当起升变频器的输出电流i'＞iq1时，说明起升绳正在拉紧，此时由plc发送速度指令给变频器，使其控制抓斗以v1速度下降；
37、当起升变频器的输出电流i'＞iq2时，说明起升绳下放速度不够，其仍然在拉紧，此时由plc发送速度指令给变频器，使其控制抓斗以更快的v2速度下降；
38、当起升变频器的输出电流i'≤iq1时，说明起升绳下放高度合适，并且保持在这个小拉力使它不至于松弛；
39、最终达到沉抓时起升绳跟随下降，实现抓斗沉抓，并且保持钢丝绳预紧状态，防止刮断钢丝绳、卷筒乱绳情况。
40、进一步的，控制抓斗自动完成负载均衡，在闭斗操作时，开闭钢丝绳逐渐绷紧并达到最大拉力，而起升钢丝绳还处于预紧或松弛状态，此时闭斗完成开始起升，必须先将起升钢丝绳绷紧来分担开闭钢丝绳的负载，才能再同步上升。
41、步骤s4中，负载的均衡或者说电机力矩的均衡，可以直接以电流表达，即变频器输出电流的均衡；
42、上升过程中，收绳越快钢丝绳绷紧的越快，通过控制上升速度达到目的。
43、进一步的，计算开闭变频器输出电流ik和起升变频器输出电流iq的差值并取绝对值：iabs＝|ik-iq|；
44、以电流差值iabs变小为目标，并以其为反馈进行闭环控制，应用pi比例积分算法自动调节两个变频器的输出速度；
45、设定比例参数kp和积分参数ki，以iabs为偏差信号，进行起升和开闭的上升速度控制，最终能使负载均衡在平衡值i'abs之内，并且2秒内快速高精度的完成。
46、本专利技术具有如下优点：
47、1、本专利技术一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，实现了视线不佳环境下的起重机抓斗控制，仅需利用永磁同步电机的特性，现有抓斗起重机无需改造，不要额外增加任何检测装置(不需增加绝对值编码器、力矩传感器、高精度电子秤、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于，步骤S1中，具体为：
3.根据权利要求1所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于，步骤S2中，具体为：
4.根据权利要求3所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于，步骤S3中，具体为：
8.根据权利要求7所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于，控制抓斗自动完成负载均衡，在闭斗操作时，开闭钢丝绳逐渐绷紧并达到最大拉力，而起升钢丝绳还处于预紧或松弛状态，此时闭斗完成开始起升，必须先将起升钢丝绳绷紧来分担开闭钢丝绳的负载，才能再同步上升。
9.根据权利要求1所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗
...【技术特征摘要】
1.一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于，步骤s1中，具体为：
3.根据权利要求1所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于，步骤s2中，具体为：
4.根据权利要求3所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述一种视线不佳环境下的起重机抓斗控制方法，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：毛彦淇，陈程，向斌，
申请(专利权)人：江西工埠机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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