四绳抓斗自动控制装置[实用新型专利]

[12]实用新型专利说明书

[21]ZL 专利号

00239328.X

[51]Int.CI7

B66C 3/18

[45]授权公告日2001年8月1日[22]申请日2000.09.01

[73]专利权人广东省韶关钢铁集团有限公司

地址512123广东省曲江马坝[72]设计人何凌

[11]授权公告号CN 2440793Y

[21]申请号00239328.X

[74]专利代理机构广东专利事务所

代理人蔡蔚毅

权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 18 页

[]实用新型名称

四绳抓斗自动控制装置

[57]摘要

本实用新型涉及四绳抓斗自动控制装置。克服现有技术中升降、开闭机构控制无联系,两组钢丝绳受力不均易断,对机械机构和电气元件冲击大,寿命短的缺陷。采用电机主轴上设有旋转盘,上面设感应块,支架上设接近开关,通过程序控制器结合接近开关感应信号对控制电机升降及开闭的接触器进行控制。具有减少抓斗钢丝绳消耗,避免频繁断绳,消除电机过载烧毁,电器元件寿命长、可靠性高,选择方式多,使用灵活方便,安全性高的优点。

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权 利 要 求 书

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1.一种四绳抓斗自动控制装置，包括程序控制器，控制抓斗升降和开闭的电机(5)，控制电机(5)升降及开闭的接触器，其特征是：

在每台电机(5)主轴上设有旋转盘(2)，所述的旋转盘(2)上面有两个中心与电机轴心线(6)距离连线成一合适角度的感应块(4)，每个旋转盘(2)对应的支架(1)上装有两个接近开关(3)，所述的接近开关(3)中心连线的中心与电机轴心线(6)相交，接近开关(3)至电机轴心线(6)的距离与感应块(4)至电机轴心线的距离相等；

所述的程序控制器中的继电器1J的常开触点1J与继电器2J的常闭触点2J、接触器1FC的常闭触点1FC及接触器线圈1ZC串接；程序控制器中的继电器3J的常开触点3J与继电器4J的常闭触点4J、接触器2FC的常闭触点2FC及接触器线圈2ZC串接；上述两个升降正反转控制回路接于电源上；

所述的程序控制器中的继电器2J的常开触点2J与继电器1J的常闭触点1J、接触器1ZC的常闭触点1ZC及接触器线圈1FC串接；程序控制器中的继电器4J的常开触点4J与继电器3J的常闭触点3J、接触器2ZC的常闭触点2ZC及接触器线圈2FC串接；上述两个开闭正反转控制回路接于电源上；

所述的程序控制器中的继电器5J的常开触点5J与控制四绳抓斗升降的电阻接触器线圈1JSC串接；程序控制器中的继电器6J的常开触点6J与电阻接触器1JSC的第一常开触点1JSC1及电阻接触器线圈3JSC串联；程序控制器中的继电器J7的常开触点7J与电阻接触器1JSC的第二常开触点1JSC2、电阻接触器3JSC常开触点3JSC及电阻接触器线圈5JSC串联；上述三个升降控制回路接于电源上；

所述的程序控制器中的继电器8J的常开触点8J与控制四绳抓斗升降的电阻接触器线圈2JSC串接；程序控制器中的继电器9J的常开触点9J与电阻接触器2JSC的第一常开触点2JSC1及电阻接触器线圈4JSC串联；程序控制器中的继电器10J的常开触点10J与电阻接触器2JSC的第二常开触点2JSC2、电阻接触器4JSC常开触点4JSC及电阻接触器线圈6JSC串联；上述三个开闭控制回路接于电源上。

2.根据权利要求1所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的两个升降正反转控制回路并接后与终点保护行程开关1X、2X串接接于电源上。 3.根据权利要求1所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的电机中电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ串接于电源上。

4.根据权利要求3所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的升降主令控制器1KZ和开闭主令控制器2KZ串接于电机中的电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ的串接回路中。

5.根据权利要求3所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是在所述的电机中的电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ的串接回路中设有零位失压继电器线圈LYJ，

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其常闭触头LYJ串接在电机中的电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ的串接回路之后其它串接回路之间的电源电路中。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的接近开关(3)1JK、2JK和3JK、4JK分别接在程序控制器的X0□X1和X2、X3端。继电器2J的常闭触点2J与继电器1J的线圈串接于程序控制器的Y0端，继电器1J的常闭触点1J与继电器2J的线圈串接于程序控制器的Y1端，继电器4J的常闭触点4J与继电器3J的线圈串接于程序控制器的Y2端，继电器3J的常闭触点3J与继电器4J的线圈串接于程序控制器的Y3端。

7.根据权利要求4所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的升降主令控制器1KZ有一组触头接于程序控制器的X30、X31；开闭主令控制器2KZ有一组触头接于程序控制器的X32、X33端。

8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的升降主令控制器设有接于RUN端的运行选择开关1XK；接于X10、X11、X12、X13和X14端进行操作方式选择的工作方式选择开关2XK；接于X20、X21、X22和X23端的沉抓选择开关3XK。

9.根据权利要求6所述的四绳抓斗自动控制装置，其特征是所述的继电器1J、2J的常开触点1J、2J并联后与继电器5J的线圈串接于程序控制器的Y10端；所述的继电器5J的常开触点5J与继电器6J的线圈串接于程序控制器的Y11端；所述的继电器6J的常开触点6J与继电器7J的线圈串接于程序控制器的Y12端；所述的继电器3J、4J的常开触点3J、4J并联后与继电器8J的线圈串接于程序控制器的Y20端；所述的继电器8J的常开触点8J与继电器9J的线圈串接于程序控制器的Y21端；所述的继电器9J的常开触点9J与继电器10J的线圈串接于程序控制器的Y22端。

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说 明 书

四绳抓斗自动控制装置

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本实用新型涉及可应用于桥式、门式起重机和装卸桥的四绳抓斗自动控制装置。 我国广泛使用的四绳抓斗机构控制装置普遍采用两个主令控制器地控制升降、开闭两台绕线式电机，如应用于桥式起重机上的PQR6型控制屏。

抓斗升降和开闭由两台电机驱动，操作时，先开动开闭机构，使抓斗闭合，再开动升降机构，使松驰的承载索迅速拉紧，然后两边电机同时驱动抓斗上升；下降时，将两电机同时向下开动；当需要卸料时，可将升降电机停住，使开闭电机向下开动，即可使抓斗张开。

由于升降、开闭机构控制上并无联系，操作抓斗闭合和张开时，易出现两组钢丝绳中一组松驰不受力，另一组单独受力，使一台电机单独出力，受力钢丝绳因过载而断。同时，由于受力不均，对机械机构和电气元件冲击大，影响使用寿命。为尽可能保持升降和开闭绳均匀受力，需频繁点动操作，严重影响了作业速度，生产率不高。 本实用新型的目的在于提供一种保证抓斗在完全张开和完全闭合时，相应工作着的电机能及时准确地停止，在控制上使升降和开闭动作相配合，紧密联系，避免出现两组绳受力不均的四绳抓斗自动控制装置。

为实现本实用新型的目的，所述的四绳抓斗自动控制装置包括程序控制器，控制抓斗升降和开闭的电机5，控制电机5升降及开闭的接触器。

在每台电机5主轴上设有旋转盘2，所述的旋转盘2上面有两个中心与电机轴心线6距离连线成一合适角度的感应块4，每个旋转盘2对应的支架1上装有两个接近开关3，所述的接近开关3中心连线的中心与电机轴心线6相交，接近开关3至电机轴心线6的距离与感应块4至电机轴心线的距离相等。

所述的程序控制器中的继电器1J的常开触点1J与继电器2J的常闭触点2J、接触器1FC的常闭触点1FC及接触器线圈1ZC串接；程序控制器中的继电器3J的常开触点3J与继电器4J的常闭触点4J、接触器2FC的常闭触点2FC及接触器线圈2ZC串接；上述两个升降正反转控制回路接于电源上；

所述的程序控制器中的继电器2J的常开触点2J与继电器1J的常闭触点1J、接触器1ZC的常闭触点1ZC及接触器线圈1FC串接；程序控制器中的继电器4J的常开触点4J与继电器3J的常闭触点3J、接触器2ZC的常闭触点2ZC及接触器线圈2FC串接；上述两个开闭正反转控制回路接于电源上；

所述的程序控制器中的继电器5J的常开触点5J与控制四绳抓斗升降的电阻接触器线圈1JSC串接；程序控制器中的继电器6J的常开触点6J与电阻接触器1JSC的第一常开触点1JSC1及电阻接触器线圈3JSC串联；程序控制器中的继电器J7的常开触点7J与电阻接触器1JSC的第二常开触点1JSC2、电阻接触器3JSC常开触点3JSC及电阻接

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触器线圈5JSC串联；上述三个升降控制回路接于电源上；

所述的程序控制器中的继电器8J的常开触点8J与控制四绳抓斗升降的电阻接触器线圈2JSC串接；程序控制器中的继电器9J的常开触点9J与电阻接触器2JSC的第一常开触点2JSC1及电阻接触器线圈4JSC串联；程序控制器中的继电器10J的常开触点10J与电阻接触器2JSC的第二常开触点2JSC2、电阻接触器4JSC常开触点4JSC及电阻接触器线圈6JSC串联；上述三个开闭控制回路接于电源上。 附图的图面说明如下： 图1为传感装置结构示意图。 图2为图1中的A向视图。 图3为图1中的B向视图。 图4为程序控制器系统原理图。 图5为升降开闭控制电气原理图。 图6为程序流程图。 图7为程序梯形图。

下面将结合附图，对本实用新型四绳抓斗自动控制装置的实施例作进一步详述： 如图1、2、3中所示，本实用新型四绳抓斗自动控制装置包括两套的传感装置，每套传感装置中有一个旋转盘2，两个感应块4，两个支架1，两个接近开关3，电机轴在两个支架1之间，两个接近开关3分别设置在两个支架1上。当电机5旋转使接近开关3与感应块4正对时，将输出脉冲，旋转方向变化时，两路脉冲信号相位会变化，由此可获得电机转动圈数和方向信号。通过传感装置中的接近开关3、感应块4测得电机旋转的脉冲信号，输入程序控制器，进行计数相位比较，得出电机转动圈数和电机旋转方向，电机转动圈数可反映钢丝绳移动长度。经程序控制器内部运算比较，得出开闭绳与升降的长度差，此差值与零和设定值(抓斗由完全闭合到完全张开时，开闭绳移动长度)比较，从而获得抓斗完全张开和完全闭合信号，由该信号和允许有关动作，从而保证两组绳均匀受力，不出槽，电机不过载。

本装置通过程序控制器中的控制电路和程序控制器软件实现自动控制，升降开闭电机主回路参照通用10t桥抓。

可编程序控制器为三菱FX2-MR型，软元件安排见表1。

如图4中所示，在程序控制器电路中，所述的接近开关3有四个，分别为1JK、2JK和3JK、4JK，接在程序控制器的X0、X1和X2、X3端。当升降或开闭电机旋转时，感应脉冲信号由X0、X1、X2、X3端输入芯片PC，由芯片PC内部计数器计数，获得升降或开闭钢丝绳移动长度，通过设入的运算方式，获得各种限位信号，保证抓斗均匀受力，使电机均匀出力。

所述的升降主令控制器1KZ有一组触头接于程序控制器的X30、X31；开闭主令控

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制器2KZ有一组触头接于程序控制器的X32、X33端。

所述的升降主令控制器设有接于RUN端的运行选择开关1XK；接于X10、X11、X12、X13和X14端进行操作方式选择的工作方式选择开关2XK；接于X20、X21、X22和X23端的沉抓选择开关3XK。

所述的继电器1J、2J的常开触点1J、2J并联后与继电器5J的线圈串接于程序控制器的Y10端；所述的继电器5J的常开触点5J与继电器6J的线圈串接于程序控制器的Y11端；所述的继电器6J的常开触点6J与继电器7J的线圈串接于程序控制器的Y12端；所述的继电器3J、4J的常开触点3J、4J并联后与继电器8J的线圈串接于程序控制器的Y20端；所述的继电器8J的常开触点8J与继电器9J的线圈串接于程序控制器的Y21端；所述的继电器9J的常开触点9J与继电器10J的线圈串接于程序控制器的Y22端。

1K为PC电源开关；1JK、2JK为升降电机传感器上的接近开关，3JK、4JK为开闭电机传感器上的接近开关，1JK和2JK产生两路脉冲由X0、X1端子进入PC二相A、B相型计数器C2，3JK和4JK产生两路脉冲由X3、X4端子进入PC二相A、B相型计数器C255；1XK为PC运行开关；2XK为运行方式选择开关，共五档，分别由PC机X10～X14端子输入，分别为调试方式、手动方式，自动方式1、自动方式2、自动方式3；3XK为沉抓功能选择开关，连结PCX20～X23端子，分为四档，分别实现无沉抓、沉抓1、沉抓2、沉抓3；1AK～4AK为按钮，1AK为设定值输入按钮，连结X15端子，2AK为计数器复位按钮，连结X16端子，3AK为沉抓触发接钮，连结X17端子，4AK为沉抓中止按钮，连结X25端子。继电器2J的常闭触点2J与继电器1J的线圈串接于程序控制器的Y0端，继电器1J的常闭触点1J与继电器2J的线圈串接于程序控制器的Y1端，继电器4J的常闭触点4J与继电器3J的线圈串接于程序控制器的Y2端，继电器3J的常闭触点3J与继电器4J的线圈串接于程序控制器的Y3端。1KZ为升降主令控制器，正向由X30输入，反向由X31输入；2KZ为开闭主令控制器，正向由X32输入，反向由X33输入，使用者操纵1KZ、2KZ主令控制器，X30～33端获得信号，经PC内部处理，驱动由Y0～Y3输出的1J～4J升降开闭中间继电器，继电器相应触点控制升降电机接触器1ZC、1FC和开闭电机接触器2ZC、2FC，从而使抓斗产生各种相应动作。1J～4J分别为升、降、闭、开动作中间继电器，连结Y0～Y3输出端；5J～7J为升降档位电阻继电器，连结Y10～Y12，8J～10J为开闭档位电阻继电器，连结Y20～Y22，1J～10J有关触点分别控制图5中相应的接触器；1XD～10XD分别为状态指示灯，1XK为输入指示，2XK为计数器复位指示，3XK为慢降指示，4XD为沉抓指示，5XD、6XD为抓取、起升指示，7XD、8XD分别为升降绳和开闭绳上极限指示，9XD、10XD为完全闭合和完全张开指示，对应PC端子见图。

如图5中所示，2K为电源开关；LYJ为零位失压继电器，与1KZ、2KZ等构成保

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00239328.X说 明 书 第4/5页

护电路。所述的升降主令控制器1KZ和开闭主令控制器2KZ串接于电机中的电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ的串接回路中。当电机出现过流情况时，常闭触头断开，控制回路断电，起过流保护作用。在所述的电机中的电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ的串接回路中设有零位失压继电器线圈LYJ，其常闭触头LYJ串接在电机中的电流继电器常闭触头1LJ、2LJ、3LJ和4LJ的串接回路之后其它串接回路之间的电源电路中。当整车电源消失，失压继电器线圈LYJ失压，控制回路失电；若主令控制器1KZ、2KZ不在零位档，则电源恢复时，电机不能自行起动；只有主令控制器1KZ、2KZ处于零位档，才能操纵主令控制器再次起动电机；起零位保护作用。1X和2X为终点保护行程开关，所述的两个升降正反转控制回路并接后与终点保护行程开关1X、2X串接接于电源上，任何一个行程开关断开，将停止升降作业。1ZC、2ZC、1FC、2FC为升降和开闭电机下反转接触器；1JSC、3JSC、5JSC为升降电机转子电阻接触器；2JSC、4JSC、6JSC为开闭电机转子电阻接触器。

程序控制器PC型号为三菱FX2-MR型。

表1列出程序控制器所用主要软元件名称、符号和功能，包括定时器，计数器、数据寄存器和程序指针等。

如图6中所示，程序框图包括启动、判断、比较、各子程序、结束等。 如图7中所示，这是程序梯形图，参数具体设置根据实际情况确定。 本装置双重终点保护由限位开关和软件设定的软终点实现。

本实用新型相比于现有技术，可减少抓斗钢丝绳消耗，避免频繁断绳，消除升降开闭电机因单独出力而过载烧毁；不需频点动操作，大大延长了电器元件的寿命，提高可靠性，有多种操作方式可供选择，使用灵活方便，双重终点保护提高了设备的安全性。

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表1

名称定时器

符号T200～T202T203～T205T206～T209T210～T214C2C255C150D0 D1D2 D3

数据寄存器

D100 D101D102 D103D104 D105

D106 D107 D108 D109D110 D111 D112 D113D114 D115D200 D201

功能升降档位延时开闭档位延时故障用

点动自动延时升降绳移动计数开闭绳移动计数动作次数

C255-C2差值

D200 D201-K20差值

沉抓开始时  C2值

沉抓开始时  C255-C2值沉抓下降设定值

D102 D103×D104 D105

D106 D107 D108 D109÷(K5×1915)C2-D100 D101完全闭至完全开设定

计数器

程序指针

P0P1P2P3P4P10P20P21P30P31

调试运行方式手动运行方式自动运行方式1自动运行方式2自动运行方式3沉抓

自动方式1无慢降自动方式1有慢降

自动方式2先升降后开闭自动方式2先开闭后升降

注：输入、输出中间继电器略

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说 明 书 附 图

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图1

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图2

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00239328.X说 明 书 附 图 第3/18页

图3

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00239328.X说 明 书 附 图 第4/18页

图4

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00239328.X说 明 书 附 图 第5/18页

图5

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00239328.X说 明 书 附 图 第6/18页

图6

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00239328.X说 明 书 附 图 第7/18页

图7

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