本發明涉及橋式卸船機，具體地說是一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統。

背景技術：

1、在大型起重設備，尤其是橋式卸船機的運行過程中，動力電纜、控制電纜和水纜因其物理特性不同，因此單位長度下重量、張力等都不同，三種纜線在各自卷盤上與大車同步的存儲與釋放是一個至關重要的環節。動力電纜、控制電纜、水纜三類隨機行走纜線不僅需要跟隨設備的移動而靈活收放，還需確保托載該三類纜線的卷盤在各種工況下都能保持穩定的張力和同步性，以避免電纜的過度磨損、斷裂等安全隱患。

2、目前，市場上常見的電纜卷筒技術主要包括彈力式、重錘式、磁耦合式和變頻電纜卷筒等幾種類型。然而，這些技術都存在一定的局限性。例如，彈力式和重錘式電纜卷筒主要依賴設備的運動來產生拉力進行收放纜，這種方式容易導致電纜張力過大，從而縮短電纜的使用壽命。磁耦合式電纜卷筒雖然具有恒張力的特點，但其技術復雜、維修成本高，且轉子溫度容易升高，影響使用壽命。而變頻電纜卷筒雖然在一定程度上提高了電纜卷筒的控制精度和穩定性，特別是在橋式卸船機等大型起重設備中，通常需要同時控制多個電纜卷筒(如動力電纜、水纜和控制電纜等)的同步運行。這些電纜卷筒不僅規格不同，而且需要在復雜的工況下保持穩定的張力和同步性。傳統的控制方式往往難以滿足這一需求，導致電纜的過度磨損、斷裂等安全事故時有發生。

3、為此，本領域技術人員提出了一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統來解決背景技術提出的問題。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，本發明提供一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，以解決傳統的控制方式往往難以滿足這一需求，導致電纜的過度磨損、斷裂等安全事故時有發生的問題。

2、一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，包括plc控制器，用于接收和處理來自各傳感器的信號，并根據預設的算法和控制邏輯輸出控制指令；

3、變頻器，與plc控制器電性連接，用于接收plc控制器的控制指令，并根據該指令調節電纜卷筒電機的電壓、電流和轉速，以實現電纜的收放控制；

4、至少三個電纜卷筒，分別用于存儲和釋放動力電纜、水纜和控制電纜，每個電纜卷筒均與一個變頻器電性連接，實現獨立控制；

5、增量型編碼器，安裝在動力電纜卷筒/控制動力卷筒/水纜卷盤電機的尾部，用于實時反饋各卷筒電機的轉動頻率和轉速，并將這些信號發送至變頻器進行閉環控制；

6、絕對值編碼器，安裝在各卷筒轉軸的尾部，用于實時反饋三類卷筒的旋轉數值，并通過prof?i?nbus?dp或prof?i?net通訊協議與plc控制器連接，以便plc進行同步控制的計算；

7、搖臂式限位開關，至少設置四個，分別安裝在三類導纜架的左右兩側以及左右過緊位置，用于檢測電纜的導向和過緊狀態，并將這些信號發送至plc控制器；

8、凸輪限位，安裝在動力電纜卷盤、控制動力卷盤、水纜卷盤轉軸的尾部，用于檢測三類卷筒的空盤和滿盤狀態，并將這些信號發送至系統；

9、其中，plc控制器根據接收到的信號，通過分析和計算，輸出相應的控制指令至變頻器，調節三類卷筒電機的運行，使三類卷筒的轉動速度與大車的行進速度保持同步，確保動力電纜、控制電纜、水纜三種纜線的張力穩定。

10、優選的，所述plc控制器還接收來自增量型編碼器和絕對值編碼器的實時反饋信號，這些信號分別代表電纜卷筒電機的轉動頻率、轉速以及電纜卷筒的旋轉數值；接收來自搖臂式限位開關和凸輪限位的信號，以檢測電纜的導向狀態、過緊狀態以及電纜卷筒的空盤和滿盤狀態；根據預設的算法和控制邏輯，處理上述所有接收到的信號，并據此輸出精確的控制指令至變頻器；

11、所述plc控制器優選采用abb品牌或其他與之兼容品牌的可編程邏輯控制器，該控制器具備高速數據處理能力和強大的控制功能，以確保系統響應迅速且運行穩定。

12、優選的，所述變頻器與plc控制器電性連接，實時接收來自plc控制器的控制指令；

13、根據接收到的控制指令，精確調節與每個電纜卷筒相連的電機電壓、電流和轉速，以實現動力電纜、控制電纜和水纜的精確收放控制；

14、所述變頻器采用與plc控制器完全兼容的型號，確保能夠實現精確的轉速和轉矩控制，從而保障電纜卷筒電機的平穩、高效運行。

15、優選的，所述增量型編碼器和絕對值編碼器，能夠實時反饋電纜卷筒電機的轉動狀態，包括轉動頻率和轉速，以及電纜卷筒的精確旋轉數值；

16、增量型編碼器安裝于電纜卷筒電機的尾部，將實時轉動數據發送至變頻器，參與閉環控制過程；

17、絕對值編碼器安裝于電纜卷筒轉軸的尾部，通過prof?i?nbus?dp或profi?net等通訊協議與plc控制器相連，為plc提供進行同步控制計算所需的精確旋轉數值。

18、優選的，還包括至少四個搖臂式限位開關，分別安裝于三類導纜架的左右兩側及左右過緊位置，用于實時監測電纜的導向情況和過緊狀態，并將相關信號及時反饋給plc控制器；

19、凸輪限位裝置，安裝于動力電纜卷盤、控制電纜卷盤及水纜卷盤轉軸的尾部，用于準確檢測電纜卷筒的空盤和滿盤狀態，并將這些關鍵狀態信息發送至系統，以便進行及時的處理和調整。

20、與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

21、1、通過plc控制器和變頻器的精確控制，以及增量型編碼器和絕對值編碼器的實時反饋，本發明能夠實現電纜卷筒與大車運行的精確同步。這不僅避免了電纜因張力不均而產生的過度磨損和斷裂，還顯著提高了設備運行的穩定性和安全性。

22、2、本系統集成了觸摸屏、故障報警和診斷模塊以及遠程監控模塊，使得用戶能夠方便地監控系統的運行狀態，及時調整參數，并在發生故障時迅速定位并修復。這不僅提高了設備的智能化和自動化水平，還降低了對人工操作的依賴，提高了工作效率。

技術特征：

1.一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，其特征在于：包括plc控制器，用于接收和處理來自各傳感器的信號，并根據預設的算法和控制邏輯輸出控制指令；

2.如權利要求1所述一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，其特征在于：所述plc控制器還接收來自增量型編碼器和絕對值編碼器的實時反饋信號，這些信號分別代表電纜卷筒電機的轉動頻率、轉速以及電纜卷筒的旋轉數值；接收來自搖臂式限位開關和凸輪限位的信號，以檢測電纜的導向狀態、過緊狀態以及電纜卷筒的空盤和滿盤狀態；根據預設的算法和控制邏輯，處理上述所有接收到的信號，并據此輸出精確的控制指令至變頻器；

3.如權利要求1所述一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，其特征在于：所述變頻器與plc控制器電性連接，實時接收來自plc控制器的控制指令；

4.如權利要求1所述一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，其特征在于：所述增量型編碼器和絕對值編碼器，能夠實時反饋電纜卷筒電機的轉動狀態，包括轉動頻率和轉速，以及電纜卷筒的精確旋轉數值；

5.如權利要求1所述一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，其特征在于：還包括至少四個搖臂式限位開關，分別安裝于三類導纜架的左右兩側及左右過緊位置，用于實時監測電纜的導向情況和過緊狀態，并將相關信號及時反饋給plc控制器；

技術總結
本發明涉及橋式卸船機技術領域，提供了一種橋式卸船機三類卷盤與大車電氣控制同步的系統，包括PLC控制器，用于接收和處理來自各傳感器的信號，并根據預設的算法和控制邏輯輸出控制指令；變頻器，與PLC控制器電性連接，用于接收PLC控制器的控制指令，并根據該指令調節電纜卷筒電機的電壓、電流和轉速，以實現動力電纜、控制電纜、水纜的收放控制；通過PLC控制器和變頻器的精確控制，以及增量型編碼器和絕對值編碼器的實時反饋，本發明能夠實現橋式卸船機動力電纜卷筒、控制電纜卷筒、水纜卷筒與大車運行的精確同步。這不僅避免了動力電纜、控制電纜、水纜因張力不均而產生的過度磨損和斷裂，還顯著提高了設備運行的穩定性和安全性。

技術研發人員：陳忠征,陳步賢,黃皓,孫豫鵬
受保護的技術使用者：華能（福建）能源開發有限公司福州分公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28