阅读说明：本技术 一种卷扬入绳角调整控制系统及入绳角调整控制方法 ([db:专利名称-en]) 是由 梁更生 谢子云 陈立 范志勇 周科雄 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种卷扬入绳角调整控制系统,包括：一入绳角调整机构,用于调整钢丝绳的入绳角度,并将所述钢丝绳以小于或等于经调整的所述入绳角度引导并缠绕到所述卷扬的卷筒上,入绳角调整控制系统,通信连接所述入绳角调整机构,用于控制所述入绳角调整机构将所述钢丝绳的入绳角调整到合理的所述入绳角度,本发明可减小钢丝绳的入绳角度,从而保证钢丝绳在卷筒上能够均匀规则排列,可有效避免钢丝绳缠绕在卷筒上出现乱绳、陷绳、绕绳不到位的现象发生。([db:摘要-en])

一种卷扬入绳角调整控制系统及入绳角调整控制方法

技术领域

本发明涉及一种卷扬入绳角调整控制系统，尤其涉及一种卷扬入绳角调整控制系统及入绳角调整控制方法。

背景技术

如图7所示，现有技术中，钢丝绳通过一定滑轮10被引导缠绕到卷扬卷筒20上。但由于设备结构限制，定滑轮10与卷筒20之间的相对距离被限制在一长度范围内而无法进一步延长。由于卷筒20本身具有一定的长度，钢丝绳从定滑轮10引导并从左到右或从右到左被缠绕到卷筒20上的过程中，如果入绳角度过大，钢丝绳便无法通过自然排绳方式在卷筒20上整齐排列，会造成乱绳、陷绳、绕绳不到位而严重影响钢丝绳的使用寿命和卷扬设备的作业安全。理想状态下，钢丝绳的入绳角度最好小于2.0°，但现有的入绳机构由于受限于定滑轮10和卷筒20之间的相对距离，入绳角度普遍在3.0°以上，无法确保钢丝绳在卷筒20上的整齐规则排列。

发明内容

鉴于上述存在的技术问题，本发明提供了一种卷扬入绳角调整控制系统，以解决上述技术问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是，提供一种卷扬入绳角调整控制系统，用于调整钢丝绳缠绕到卷扬卷筒上的入绳角度，包括：

一入绳角调整机构，用于调整钢丝绳的入绳角度，并将所述钢丝绳以小于或等于经调整的所述入绳角度引导并缠绕到所述卷扬的卷筒上，

入绳角调整控制系统，通信连接所述入绳角调整机构，用于控制所述入绳角调整机构将所述钢丝绳的入绳角调整到合理的所述入绳角度。

优选地，所述入绳角调整机构包括一导向轮、一导向杆和一导向轮移动油缸，所述导向轮移动油缸固定连接所述导向轮，所述导向轮移动油缸根据所述入绳角调整控制系统发送的入绳角调整信号改变自身的伸缩状态，进而改变所述导向轮在所述导向杆上的设置位置，以将所述钢丝绳的入绳角度调整到合理范围内。

优选地，所述入绳角调整控制系统包括：

一编码器，用于采集所述钢丝绳缠绕在所述卷筒上的圈数数据并存储；

一PLC控制器，通信连接所述编码器，用于于所述编码器处获取所述圈数数据，并根据所述圈数数据分析计算出所述钢丝绳缠绕在所述卷筒上的实时所处位置，

所述PLC控制器还用于根据计算的所述钢丝绳在所述卷筒上的所述实时所处位置信息生成相对应的移动油缸开关电磁阀控制信号并输出；

所述移动油缸开关电磁阀，分别通信连接所述PLC控制器和所述导向轮移动油缸，用于根据接收到的所述移动油缸开关电磁阀控制信号执行相应的开关动作，进而驱动所述导向轮移动油缸工作，以改变所述导向轮移动油缸的伸缩状态。

优选地，所述PLC控制器中具体包括：

钢丝绳缠绕圈数数据获取模块，用于于所述编码器中获取所述钢丝绳缠绕在所述卷筒上的所述圈数数据；

钢丝绳所处位置分析计算模块，连接所述钢丝绳圈数数据获取模块，用于根据获取到的所述圈数数据，并基于预设的计算方法计算得到所述钢丝绳缠绕在所述卷筒上的所述实时所处位置；

开关电磁阀控制信号生成模块，连接所述钢丝绳所处位置分析计算模块，用于根据计算到的所述钢丝绳在所述卷筒上的所述实时所处位置信息，生成相对应的所述移动油缸开关电磁阀控制信号并输出。

优选地，所述编码器为绝对式多圈编码器。

优选地，所述绝对式多圈编码器的具体型号为POSITAL公司的OCD-CAA1B-1216-B15S-PRM。

优选地，所述PLC控制器的具体型号为EPEC3724。

优选地，所述导向轮移动油缸的具体型号为HT9870001。

本发明还提供了一种卷扬入绳角调整控制方法，通过应用所述卷扬入绳角调整控制系统实现，包括如下步骤：

步骤S1，所述PLC控制器于所述编码器处获取所述钢丝绳在所述卷筒中缠绕的所述圈数数据；

步骤S2，所述PLC控制器根据获取的所述钢丝绳的所述圈数数据，计算得到所述钢丝绳在所述卷筒中的所述实时所处位置信息；

步骤S3，所述PLC控制器根据所述钢丝绳在所述卷筒中的所述实时所处位置信息，生成相对应的所述移动油缸开关电磁阀控制信号并输出；

步骤S4，所述移动油缸开关电磁阀根据接收到的所述移动油缸开关电磁阀控制信号执行相对应的开关动作，以控制所述导向轮移动油缸的的伸缩状态，导向轮移动油缸在伸缩过程中带动导向轮移动至导向杆的预设位置处，以将所述钢丝绳的入绳角度控制在一合理范围内。

优选地，所述步骤S4中的所述入绳角度小于或等于2.0°。

本发明通过将定滑轮改变为可移动的导向轮，并通过自动计算钢丝绳缠绕在卷筒上的实时所处位置，根据钢丝绳缠绕在卷筒上的实时所处位置信息自动控制导向轮的移动位置，以减小钢丝绳的入绳角度，从而保证钢丝绳在卷筒上能够均匀规则排列，可有效避免钢丝绳缠绕在卷筒上出现乱绳、陷绳、绕绳不到位的现象发生。

附图说明

图1是本实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统的结构示意图；

图2是本实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统中的入绳角调整机构的结构示意图；

图3是本实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统中的卷扬入绳角调整控制系统的结构示意图；

图4是本实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统中的卷扬入绳角调整控制系统中的PLC控制器的内部结构示意图；

图5是本发明提供的应用本实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统实现对卷扬入绳角调整控制的方法步骤图；

图6是钢丝绳在卷筒上的实时所处位置与钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数的函数关系图；

图7是现有技术中的卷扬入绳的示意图；

图8是本实施例提供的卷扬卷筒结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统，用于调整钢丝绳缠绕到卷扬卷筒上的入绳角度，请参照图1、图2、图3和图8，该卷扬入绳角调整控制系统包括：

一入绳角调整机构100，用于调整钢丝绳的入绳角度，并将该钢丝绳以小于或等于经调整的入绳角度引导并缠绕到卷扬卷筒200上，

入绳角调整控制系统，通信连接入绳角调整机构，用于控制入绳角调整机构将钢丝绳的入绳角调整到合理的该入绳角度。

上述技术方案中，请具体参照图2，入绳角调整机构100包括一导向轮101、一导向杆102和一导向轮移动油缸103，导向轮移动油缸103固定连接该导向轮101，导向轮移动油缸103根据入绳角调整控制系统发送的入绳角调整信号改变自身的伸缩状态，进而改变导向轮101在导向杆102上的设置位置，以将钢丝绳的入绳角度调整到合理范围内。

请具体参照图3和图2，入绳角调整控制系统包括：

一编码器1，用于采集钢丝绳缠绕在卷筒上的圈数数据并存储；

一PLC控制器2，通信连接编码器1，用于于编码器1处获取钢丝绳缠绕在卷筒上的圈数数据，并根据该圈数数据分析计算出钢丝绳缠绕在卷筒上的实时所处位置，

PLC控制器2还用于根据计算的钢丝绳在卷筒上的实时所处位置信息生成相对应的移动油缸开关电磁阀控制信号并输出；

移动油缸开关电磁阀3，分别通信连接PLC控制器2和导向轮移动油缸103，用于根据接收到的移动油缸开关电磁阀控制信号执行相应的开关动作，进而驱动导向轮移动油缸103工作，以改变导向轮移动油缸103的伸缩状态。

这里需要说明的是，编码器1对钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数进行计数的方法为现有技术，在此不做阐述。

为了实现PLC控制器2对钢丝绳缠绕在卷筒上的实时所处位置的分析计算以及实现对导向轮移动油缸103的启停控制，请具体参照图4，PLC控制器2中具体包括：

钢丝绳缠绕圈数数据获取模块21，用于于编码器1中获取钢丝绳缠绕在卷筒上的圈数数据；

钢丝绳所处位置分析计算模块22，连接钢丝绳圈数数据获取模块21，用于根据获取到的圈数数据，并基于预设的计算方法计算得到钢丝绳缠绕在卷筒上的实时所处位置；

开关电磁阀控制信号生成模块23，连接钢丝绳所处位置分析计算模块22，用于根据计算到的钢丝绳在卷筒上的实时所处位置信息，生成相对应的移动油缸开关电磁阀控制信号并输出。

上述技术方案中，编码器1优选为绝对式多圈编码器。更优选地，绝对式多圈编码器的具体型号为POSITAL公司的OCD-CAA1B-1216-B15S-PRM。

PLC控制器2优选为型号为EPEC3724的控制器。

导向轮移动油缸103优选为型号为HT9870001的导向轮移动油缸。

移动油缸开关电磁阀3的具体型号优选为SUN公司770224。

上述技术方案中，另外需要说明的是，入绳角调整控制系统发送给导向轮移动油缸103的入绳角调整信号即为移动油缸开关电磁阀3发送给导向轮移动油缸的驱动信号。

本实施例提供的卷扬入绳角调整控制系统调整钢丝绳入绳角度的具体过程详述如下：

请参照图1和图6，在钢丝绳的初始缠绕位置（设定钢丝绳从卷扬外侧穿绳入卷筒，如图1所示），此时编码器1对钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数计数为0。编码器1可以实时记录钢丝绳的在卷筒上的缠绕圈数，由于卷筒的长度是固定的（设卷筒长度为b），所以卷筒的单层缠绕最大圈数也是恒定的（设定卷筒的单层最大缠绕圈数为a圈），所以钢丝绳在正常排绳情况下，钢丝绳在卷筒上的实时缠绕位置（也就是上述的钢丝绳实时所处位置）可以基于编码器1采集的圈数数据计算出来。

卷扬入绳角调整控制系统基于编码器1采集的圈数数据计算钢丝绳在卷筒上的实时缠绕位置的计算方法简述如下：

图6示出了钢丝绳在卷筒上的实时所处位置与钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数的函数关系图。由图6可知，编码器1记录的钢丝绳的缠绕圈数与钢丝绳在卷筒上的实时所处位置具有一定的函数关系，入绳角调整控制系统基于该函数关系，并根据编码器1记录的钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数，能够自动计算出钢丝绳在卷筒上的实时所处位置。

当入绳角调整控制系统计算得到钢丝绳的实时所处位置处于离初始缠绕位置的距离小于b/2时，请结合图3，在该缠绕阶段，PLC控制器2对应的数字量输出口D0没有输出，即移动油缸开关电磁阀3不工作，导向轮移动油缸103处于收回状态，导向轮101处于图2中的A点位置处。

当系统计算到钢丝绳的实时所处位置处于离初始缠绕位置的距离大于或等于b/2时，请结合图3，PLC控制器3对应的数字量输出口D0接通，即移动油缸开关电磁阀3带电工作，导向轮移动油缸103处于伸出状态，驱动导向轮101移动至导向杆102的B点位置处。这样系统根据钢丝绳的实时所处位置，自动控制导向轮移动油缸103的伸缩状态，以改变导向轮101在导向杆102上的设置位置，进而将钢丝绳的入绳角度控制在2.0°以内，这样可确保钢丝绳在入绳过程中在卷筒上的自然整齐规则排列，不会出现乱绳、陷绳、绕绳不到位的情况。

请参照图5、图1和图2，本发明还提供了一种卷扬入绳角调整控制方法，通过应用上述的卷扬入绳角调整控制系统实现，具体包括如下步骤：

步骤S1，PLC控制器于编码器处获取钢丝绳在卷筒中缠绕的圈数数据；

步骤S2，PLC控制器根据获取的钢丝绳圈数数据，计算得到钢丝绳在卷筒中的实时所处位置信息；

步骤S3，PLC控制器根据钢丝绳在卷筒中的实时所处位置信息，生成相对应的移动油缸开关电磁阀控制信号并输出；

步骤S4，移动油缸开关电磁阀根据接收到移动油缸开关电磁阀控制信号执行相对应的开关动作，以控制导向轮移动油缸的伸缩状态，导向轮移动油缸在伸缩过程中带动导向轮移动至导向杆的预设位置处，以将钢丝绳的入绳角度控制在一合理角度范围内。

上述技术方案中，合理的入绳角度为小于或等于2.0°。

上述技术方案中，步骤S1中的所述编码器优选为绝对式多圈编码器，更优选地，绝对式多圈编码器的具体型号为POSITAL公司的OCD-CAA1B-1216-B15S-PRM。

步骤S1-S3中的所述PLC控制器优选为型号为EPEC3724的控制器。

步骤S4中的移动油缸开关电磁阀优选为型号为SUN公司770224的开关电磁阀。

步骤S4中的导向轮移动油缸优选为型号为HT9870001的导向轮移动油缸。

综上，本发明可减小钢丝绳的入绳角度，从而保证钢丝绳在卷筒上能够均匀规则排列，可有效避免钢丝绳缠绕在卷筒上出现乱绳、陷绳、绕绳不到位的现象发生。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。