一種連續墻抓斗雙卷揚控制系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工程機械的卷揚控制系統，具體是一種連續墻抓斗雙卷揚控制系統及控制方法，屬于連續墻抓斗卷揚控制技術領域。
【背景技術】
[0002]連續墻抓斗是一種適合于建筑基礎工程混凝土灌注粧、地基成槽作業的施工機械，已被廣泛用于江河、湖泊、水庫的防滲，港口、船塢和污水處理廠的建設以及高層建筑的地下室、地下停車場、地鐵以及大橋建設等基礎的施工。
[0003]連續墻抓斗的雙卷揚控制對機器的正常施工十分重要，機器在作業期間，前、后卷揚始終通過鋼絲繩與抓斗連接在一起，其操作十分頻繁。目前，雙卷揚控制一般是通過安裝于卷揚端部的接近開關或編碼器，采集卷揚鋼絲繩的長度信號，并進行控制。但在實際施工過程中，因工況惡劣，振動大，接近開關或編碼器故障率高，雙卷揚同步性不好，兩個卷揚鋼絲繩的測量誤差較大，測量精度低，使用一段時間后誤差會增大。此外，現有的雙卷揚控制沒有考慮如自由落鉤等附加功能的應用。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種連續墻抓斗雙卷揚控制系統，能解決連續墻抓斗的雙卷揚同步精度控制問題，操作更加方便、靈活，可提高施工安全性，實現自由落鉤等附加功能的應用。提供的控制方法，可使前后卷揚控制同步性好，可靠、精度尚O
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的一種連續墻抓斗雙卷揚控制系統，包括電源開關、蓄電池、電氣手柄、卷揚手動/自動切換開關、前/后卷揚切換開關、卷揚提升限位開關、銷軸傳感器、顯示器、前馬達測速傳感器、后馬達測速傳感器、控制器、前卷揚升電磁閥、前卷揚降電磁閥、后卷揚升電磁閥、后卷揚降電磁閥、前卷揚制動電磁閥和后卷揚制動電磁閥，
[0006]所述蓄電池的負極通過電源開關接地，蓄電池的正極連接控制器的電源端，蓄電池的正極同時連接卷揚手動/自動切換開關、前/后卷揚切換開關、卷揚提升限位開關的一端，蓄電池的正極還同時連接銷軸傳感器、顯示器、前、后馬達測速傳感器、的電源端；所述電氣手柄的E、E端、銷軸傳感器的接地端與控制器的模擬地端口對應連接，電氣手柄的S、S信號端、銷軸傳感器的信號端與控制器的Al輸入端口對應連接；所述卷揚手動/自動切換開關、前/后卷揚切換開關、卷揚提升限位開關的另一端分別連接控制器的DI輸入端；顯示器的CAN總線端口分別連接到控制器的CAN總線端口 ；前、后馬達測速傳感器、的信號端分別連接控制器的PI輸入端；控制器的四個PWM輸出端分別與前卷揚升電磁閥、前卷揚降電磁閥、后卷揚升電磁閥、后卷揚降電磁閥對應連接；控制器的兩個DO輸出端分別與前卷揚制動電磁閥、后卷揚制動電磁閥對應連接；顯示器、前、后馬達測速傳感器、的接地端接地；觸底指示燈的另一端、各個電磁閥的另一端、控制器的接地端分別接地。
[0007]優選地，所述控制器采用TTC控制器。
[0008]進一步，還包括自由落鉤升降電磁閥和自由落鉤制動電磁閥，所述自由落鉤升降電磁閥的一端和自由落鉤制動電磁閥的一端與控制器的兩個DO輸出端對應連接，自由落鉤升降電磁閥的另一端和自由落鉤制動電磁閥的另一端接地；所述顯示器上設有用于控制自由落鉤模式工作的自由鉤模式按鈕。
[0009]進一步，還包括第一終端電阻和第二終端電阻，所述第一終端電阻和第二終端電阻并聯，并連接在顯示器的CAN總線端口與控制器的CAN總線端口之間。
[0010]進一步，還包括觸底指示燈，所述觸底指示燈的一端與控制器的一個DO輸出端連接；觸底指示燈的另一端接地。
[0011 ] 優選地，所述電氣手柄為雙軸電位計式手柄。
[0012]一種連續墻抓斗雙卷揚控制系統的控制方法，前、后卷揚通過鋼絲繩與抓斗連接，其控制方法如下:
[0013]利用前馬達測速傳感器、后馬達測速傳感器獲取與前、后卷揚連接鋼絲繩的行程信息；
[0014]前后操作電氣手柄同時控制前、后卷揚動作，控制器根據所測鋼絲繩行程，輸出相應的比例信號控制前卷揚升電磁閥和后卷揚升電磁閥或前卷揚降電磁閥和后卷揚降電磁閥，前、后卷揚制動電磁閥得電，打開前、后卷揚制動器，兩個鋼絲繩行程保持一致，前、后卷揚同步提升。
[0015]優選地，通過前后操作電氣手柄控制卷揚的升降，利用卷揚手動/自動切換開關的通斷控制卷揚手動或自動控制狀態的轉換；
[0016]當卷揚手動/自動切換開關斷開時，卷揚為自動控制狀態，前后操作電氣手柄將控制前、后卷揚同步動作，向后或向前操作電氣手柄時，控制器接收到信號，并根據前馬達測速傳感器、后馬達測速傳感器所測得的鋼絲繩行程，閉環調節輸出相應的比例信號控制前、后卷揚升電磁閥或前、后卷揚降電磁閥，輸出電流的大小取決于電氣手柄操作的幅度，同時使前、后卷揚制動電磁閥得電，打開前、后卷揚制動器，前、后卷揚同步提升或下降；當電氣手柄停止前后操作回到中位時，控制器控制前、后卷揚制動電磁閥延時失電；
[0017]當卷揚手動/自動切換開關閉合時，卷揚為手動控制狀態；根據前/后卷揚切換開關的狀態，前后操作電氣手柄將單獨控制前卷揚或后卷揚動作，當前/后卷揚切換開關斷開時，操作電氣手柄，前卷揚動作；前/后卷揚切換開關閉合時，操作電氣手柄，后卷揚動作；卷揚提升限位開關用于限制卷揚提升的最高點，保證施工安全。
[0018]與現有技術相比，本發明系統和方法采用前后卷揚的兩個馬達測速傳感器進行鋼絲繩的長度測量，精度高，可靠性高，連續墻抓斗的雙卷揚控制同步性好。而卷揚手動/自動切換功能可使操作更加方便、靈活，卷揚提升限位、觸底保護及報警功能等提高了施工的安全性。此外，增加了附加的自由落鉤功能，提高了連續墻抓斗施工的適應性，提高了施工效率。卷揚及自由落鉤制動控制減少了制動對液壓系統的沖擊，保證了制動的平穩。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的電路結構示意圖。
[0020]圖中:1、電源開關，2、蓄電池，3、電氣手柄，4、卷揚手動/自動切換開關，5、前/后卷揚切換開關，6、卷揚提升限位開關，7、銷軸傳感器，8、顯示器，9、第一終端電阻，10、第二終端電阻，11、前馬達測速傳感器，12、后馬達測速傳感器，13、控制器，14、觸底指示燈，15、前卷揚升電磁閥，16、前卷揚降電磁閥，17、后卷揚升電磁閥，18、后卷揚降電磁閥，19、前卷揚制動電磁閥，20、后卷揚制動電磁閥，21、自由落鉤升降電磁閥，22、自由落鉤制動電磁閥。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0022]如圖1所示，一種連續墻抓斗雙卷揚控制系統，包括電源開關1、蓄電池2、電氣手柄3、卷揚手動/自動切換開關4、前/后卷揚切換開關5、卷揚提升限位開關6、銷軸傳感器7、顯示器8、前馬達測速傳感器11、后馬達測速傳感器12、控制器13、前卷揚升電磁閥15、前卷揚降電磁閥16、后卷揚升電磁閥17、后卷揚降電磁閥18、前卷揚制動電磁閥19和后卷揚制動電磁閥20，
[0023]所述蓄電池2的負極通過電源開關I接地，蓄電池2的正極連接控制器13的電源端，蓄電池2的正極同時連接卷揚手動/自動切換開關4、前/后卷揚切換開關5、卷揚提升限位開關6的一端，蓄電池2的正極還同時連接銷軸傳感器7、顯示器8、前、后馬達測速傳感器11、12的電源端；所述電氣手柄3的E1、E2端、銷軸傳感器7的接地端與控制器13的模擬地端口對應連接，電氣手柄3的S1、S2信號端、銷軸傳感器7的信號端與控制器13的Al輸入端口對應連接；所述卷揚手動/自動切換開關4、前/后卷揚切換開關5、卷揚提升限位開關6的另一端分別連接控制器13的DI輸入端；顯示器8的CAN總線端口分別連接到控制器13的CAN總線端口 ；前、后馬達測速傳感器11、12的信號端分別連接控制器13的PI輸入端；控制器13的四個PffM輸出端分別與前卷揚升電磁閥15、前卷揚降電磁閥16、后卷揚升電磁閥17、后卷揚降電磁閥18對應連接；控制器13的兩個DO輸出端分別與前卷揚制動電磁閥19、后卷揚制動電磁閥20對應連接；顯示器8、前、后馬達測速傳感器11、12的接地端接地；觸底指示燈14的另一端、各個電磁閥的另一端、控制器13的接地端分別接地。
[0024]優選地，所述控制器13采用TTC60控制器。此時，如圖1所示，控制器13的端口133、134、137、138與電氣手柄3的E1、E2、S1、S2端對應連接，控制器13的端口 152、133與銷軸傳感器7的接地端(端口 2)、信號端(端口 3)對應連接；控制器13的端口 253、260、254與卷揚手動/自動切換開關4、前/后卷揚切換開關5、卷揚提升限位開關6對應連接；控制器13的274、267、275、268端與前馬達測速傳感器11的端口 2、3、后馬達測速傳感器12的端口 2、3對應連接；控制器13的四個PffM輸出端118、106、115、103分別與前卷揚升電磁閥15、前卷揚降電磁閥16、后卷揚升電磁閥17、后卷揚降電磁閥18對應連接；控制器13的DO輸出端144、132分別與前卷揚制動電磁閥19、后卷揚制動電磁閥20對應連接。
[0025]作為本發明的進一步改進，還可包括自由落鉤升降電磁閥21和自由落鉤制動電磁閥22，所述自由落鉤升降電磁閥21的一端和自由落鉤制動電磁閥22的一端與控制器13的端口 143、131對應連接，自由落鉤升降電磁閥21的另一端和自由落鉤制動電磁閥22的另一端接地；所述顯示器8上設有用于控制自由落鉤模式工作的自由鉤模式按鈕。按下按鈕，即切換到自由落鉤模式，自由落鉤升降電磁閥21得電，此時可進行該功能的操作。其中，自由落鉤功能是利用連續墻抓斗自由落體的沖擊力，在地層復雜、土層中多有石塊、大石頭等影響成槽質量、而普通抓斗無法解決時使用的。此處直接在連續墻抓斗上增加了自由落鉤功能，使抓斗入土更深，抓土更多，大大提高了施工效率，節省了現場施工時間和施工成本。同時，自由落鉤制動電磁閥22采取延時制動，當自由落鉤操作停止時，延時時間T2后，控制器13的131管腳停止輸出DO信號，自由落鉤制動電磁閥22失電，關閉自由落鉤制動器；延時關閉自由落鉤制動器的作用是為了減少制動對液壓系統的沖擊，延長液壓件的使用壽命，原理同前/后卷揚制動電磁閥。
[0026]作為本發明的進一步改進，所述顯示器8的CAN總線端口與控制器13的CAN總線端口之間還連接有并聯第一終端電阻9和第二終端電阻10。為了提高總線信號傳輸的可靠性，所述第一終端電阻9和第二終端電阻10可選用120歐姆的電阻。
[0027]作為本發明的