本发明公开了一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，包括应急控制装置、应急控制面板、绞车变频控制系统故障信息采集装置、应急电源、应急电机、应急离合器、接触器，所述的应急控制装置通过控制电缆分别与应急控制面板、绞车变频控制系统故障信息采集装置、接触器、绞车刹车装置、疏浚控制台、应急电机、应急离合器相连，所述的应急控制装置采用单片机作为控制芯片。本发明的控制方法包括系统初始化、信号采集和滤波、逻辑处理。本发明能很好地解决绞车变频控制系统发生故障时绞车变频控制系统对挖泥船运行、设备和人员安全的影响。本发明仅采用一个单片机对应急系统进行控制，使得结构简单。
1.一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，其特征在于：包括应急控制装置(1)、应急控制面板(2)、绞车变频控制系统故障信息采集装置(3)、应急电源(4)、应急电机(5)、应急离合器(9)、接触器(6)，所述的应急控制装置(1)通过控制电缆分别与应急控制面板(2)、绞车变频控制系统故障信息采集装置(3)、接触器(6)、绞车刹车装置(7)、疏浚控制台(8)、应急电机(5)、应急离合器(9)相连，所述的接触器(6)通过电力电缆分别与应急电源(4)和应急电机(5)相连，所述的应急电机(5)通过应急离合器(9)与绞车相连；所述的应急控制面板(2)带有应急允许灯和电机正转、反转操作开关。
2.根据权利要求1所述的挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，其特征在于：所述的应急控制装置(1)采用单片机作为控制芯片。
3.根据权利要求2所述的挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，其特征在于：所述的单片机为STC5410单片机。
4.根据权利要求1所述的挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，其特征在于：所述的应急电机(5)带有电加热装置。
5.根据权利要求1所述的挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，其特征在于：所述的接触器(6)为实现电机正转或反转的接触器。
6.根据权利要求1所述的挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，其特征在于：所述的绞车刹车装置(7)包括桥架电机电磁刹车、桥架电机电液刹车和应急电机(5)电磁刹车。
7.一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下流程：
A、系统初始化：先将应急控制装置(1)的控制芯片进行初始化，然后启动定时器进行时间计数，等待进入定时器中断处理；
B、信号采集和滤波：应急控制装置(1)进入定时器中断后，首先关闭中断，然后读取绞车变频控制系统故障信息采集装置(3)采集的控制指令信号、运行状态信号和故障反馈信号，并对所述的控制指令信号、运行状态信号和故障反馈信号进行滤波处理，所述的控制指令信号包括来自疏浚控制台(8)的应急控制总指令、来自应急控制面板(2)的应急电机(5)正转指令、来自应急控制面板(2)的应急电机(5)反转指令，所述的运行状态信号是桥架绞车应急离合器(9)状态，所述的故障反馈信号包括桥架电机电磁刹车的反馈、桥架电机电液刹车的反馈、来自应急电机(5)脱扣器的反馈、来自应急电机(5)电磁刹车的反馈、来自应急电机(5)电加热装置的反馈；
C、逻辑处理：逻辑处理包括应急控制系统有故障时的逻辑处理和应急控制系统正常时的逻辑处理，所述的应急控制系统有故障时的逻辑处理包括以下步骤：
①应急控制装置(1)检查应急电机(5)、应急电机(5)电磁刹车、应急电机(5)电加热装置、桥架电机电磁刹车、桥架电机电液刹车的反馈信号是否为过载信号，如果有任一过载信号，则应急控制装置(1)向疏浚控制台(8)发出应急系统故障信号，并控制疏浚控制台(8)上的应急系统故障灯点亮；同时应急控制装置(1)向应急控制面板(2)发送应急禁止信号，控制应急控制面板(2)上的应急允许灯熄灭；然后应急控制装置(1)向接触器(6)发出断开应急电源(4)指令，禁止应急电机(5)转动；应急控制装置(1)通过自身的继电器发出控制指令控制应急电机(5)电磁刹车抱闸、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸；
②应急控制装置(1)检查应急电机(5)电加热装置是否过载，如果过载，则控制电加热装置关闭，如果电加热装置没有过载则应急控制装置(1)通过自身继电器打开电加热装置对应急电机(5)加热；
③应急控制装置(1)检查应急电机(5)是否过载，如果过载，则将应急过载信号置1，应急控制装置(1)向挖泥船绞车变频控制系统的疏浚控制台(8)发送应急系统故障信号，然后复位看门狗，开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断；如果没有过载，则将应急过载信号置零；
①如果应急控制系统没有任何设备过载，应急控制装置(1)向疏浚控制台(8)发送应急控制系统正常信号，并不停地检查疏浚控制台(8)是否发送了应急控制总指令和应急离合器(9)的运行状态信号，如果没有应急控制总指令或应急离合器(9)的打开信号，则应急控制装置(1)控制应急电机(5)电磁刹车抱闸、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸、应急电机(5)电加热装置打开、应急控制面板(2)上的应急允许灯熄灭；然后应急控制装置(1)复位看门狗、开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断；
②如果有来自疏浚控制台(8)的应急控制总指令和应急离合器(9)的打开信号，则应急控制装置(1)控制应急控制面板(2)上的应急允许灯点亮，等待操作人员通过应急控制面板(2)发出的控制指令；如果应急控制装置(1)同时接到应急控制面板(2)发出的正转和反转指令，则应急控制装置(1)控制应急电机(5)正转禁止、应急电机(5)反转禁止、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸、应急电机(5)电磁刹车抱闸、电加热装置启动；如果仅接到正转或反转指令，则应急控制装置(1)控制桥架电磁刹车打开、桥架电机电液刹车打开、应急电磁刹车打开、应急电机(5)电加热装置关闭，停50ms后，应急控制装置(1)控制接触器(6)正转闭合或反转闭合，实现应急电机(5)的正转或反转，然后应急控制装置(1)复位看门狗，开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断。
挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，尤其是一种用于处理挖泥船绞车变频控制系统出现故障时的应急控制系统。
背景技术
[0002] 在挖泥船生产现场，挖泥船通过绞车变频控制系统控制挖泥刀头的升降，当绞车的变频控制系统发生故障时，桥架绞车可能会停在水下的泥里，使挖泥船动弹不得，也有可能停在空中，影响人员和设备安全。
[0003] 目前由于国内绞车变频控制系统刚刚起步，应急控制系统多采用人工操作或用PLC进行简单的逻辑控制操作，这些操作方法复杂，不安全，需要专业人员进行操作，另外随着绞车变频控制系统在挖泥船上的应用，传统的应急控制方法不能满足绞车变频控制与应急控制的联动控制要求。
发明内容
[0004] 为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种操作简单、安全、可以满足绞车变频控制系统联动控制要求的挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，包括应急控制装置、应急控制面板、绞车变频控制系统故障信息采集装置、应急电源、应急电机、应急离合器、接触器，所述的应急控制装置通过控制电缆分别与应急控制面板、绞车变频控制系统故障信息采集装置、接触器、绞车刹车装置、疏浚控制台、应急电机、应急离合器相连，所述的接触器通过电力电缆分别与应急电源和应急电机相连，所述的应急电机通过应急离合器与绞车相连。
[0006] 本发明所述的应急控制装置采用单片机作为控制芯片。
[0007] 本发明所述的单片机为STC5410单片机。
[0008] 本发明所述的应急电机带有电加热装置。
[0009] 本发明所述的应急控制面板带有应急允许灯和电机正传、反转操作开关。
[0010] 本发明所述的接触器为实现电机正转或反转的接触器。
[0011] 本发明所述的绞车刹车装置包括桥架电机电磁刹车、桥架电机电液刹车、应急电机电磁刹车。
[0012] 一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统的控制方法包括以下流程：
[0013] A、系统初始化：先将应急控制装置的控制芯片进行初始化，然后启动定时器进行时间计数，等待进入定时器中断处理；
[0014] B、信号采集和滤波：应急控制装置进入定时器中断后，首先关闭中断，然后读取绞车变频控制系统故障信息采集装置采集的控制指令信号、运行状态信号和故障反馈信号，并对所述的控制指令信号、运行状态信号和故障反馈信号进行滤波处理，所述的控制指令信号包括来自疏浚控制台的应急控制总指令、来自应急控制面板的应急电机正转指令、来自应急控制面板的应急电机反转指令，所述的运行状态信号是桥架绞车应急离合器状态，所述的故障反馈信号包括桥架电机电磁刹车的反馈、桥架电机电液刹车的反馈、来自应急电机脱扣器的反馈、来自应急电机电磁刹车的反馈、来自应急电机电加热装置的反馈；
[0015] C、逻辑处理：逻辑处理包括应急控制系统有故障时的逻辑处理和应急控制系统正常时的逻辑处理，所述的应急控制系统有故障时的逻辑处理包括以下步骤：
[0016] ①应急控制装置检查应急电机、应急电机电磁刹车、应急电机电加热装置、桥架电机电磁刹车、桥架电机电液刹车的反馈信号是否为过载信号，如果有任一过载信号，则应急控制装置向疏浚控制台发出应急系统故障信号，并控制疏浚控制台上的应急系统故障灯点亮；同时应急控制装置向应急控制面板发送应急禁止信号，控制应急控制面板上的应急允许灯熄灭；然后应急控制装置向接触器发出断开应急电源指令，禁止应急电机转动；应急控制装置通过自身的继电器发出控制指令控制应急电机电磁刹车抱闸、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸；
[0017] ②应急控制装置检查应急电机电加热装置是否过载，如果过载，则控制电加热装置关闭，如果电加热装置没有过载则应急控制装置通过自身继电器打开电加热装置对应急电机加热；
[0018] ③应急控制装置检查应急电机是否过载，如果过载，则将应急过载信号置1，应急控制装置向挖泥船绞车变频控制系统的疏浚控制台发送应急系统故障信号，然后复位看门狗，开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断；如果没有过载，则将应急过载信号置零；
[0019] 所述的应急控制系统正常时的逻辑处理：
[0020] ①如果应急控制系统没有任何设备过载，应急控制装置向疏浚控制台发送应急控制系统正常信号，并不停地检查疏浚控制台是否发送了应急控制总指令和应急离合器的运行状态信号，如果没有应急控制总指令或应急离合器的打开信号，则应急控制装置控制应急电机电磁刹车抱闸、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸、应急电机电加热装置打开、应急控制面板上的应急允许灯熄灭；然后应急控制装置复位看门狗、开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断；
[0021] ②如果有来自疏浚控制台的应急控制总指令和应急离合器的打开信号，则应急控制装置控制应急控制面板上的应急允许灯点亮，等待操作人员通过应急控制面板发出的控制指令；如果应急控制装置同时接到应急控制面板发出的正转和反转指令，则应急控制装置控制应急电机正转禁止、应急电机反转禁止、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸、应急电机电磁刹车抱闸、电加热装置启动；如果仅接到正转或反转指令，则应急控制装置控制桥架电磁刹车打开、桥架电机电液刹车打开、应急电磁刹车打开、应急电机电加热装置关闭，停50ms后，应急控制装置控制接触器正转闭合或反转闭合，实现应急电机的正转或反转，然后应急控制装置复位看门狗，开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023] 1、由于绞车变频控制系统在我国刚刚开始使用，本发明能很好的解决绞车变频控制系统发生故障时，绞车变频控制系统对挖泥船运行、设备和人员安全的影响。
[0024] 2、由于本发明仅采用一个单片机对应急系统进行控制，使得结构简单。
[0025] 3、由于本发明编制了自动控制程序，在得到疏浚控制台的应急指令后，应急操作人员仅需要操作应急电机正转和应急电机反转两条指令，就可以控制应急电机的整个工作，使得操作方便。
[0026] 4、由于本发明对控制单元进行检索，如果有控制单元发生故障，应急控制系统将对各控制单元进行停机保护，同时上报疏浚控制台发生故障，以保护设备。应急控制系统还具有互锁功能，如只允许电机正转或反转，保护设备和人员。
附图说明
[0027] 本发明共有附图六张，其中：
[0028] 挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统及其控制方法
[0029] 图1是挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统结构示意图。
[0030] 图2是挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统工作正常时主电机牵引绞车示意图。
[0031] 图3是挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统工作故障时应急电机牵引绞车示意图。
[0032] 图4-1是挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统控制方法流程图A。
[0033] 图4-2是挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统控制方法流程图B。
[0034] 图4-3是挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统控制方法流程图C。
[0035] 挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统控制方法流程图由4-1、4-2和4-3组成。
[0036] 图中：1、应急控制装置，2、应急控制面板，3、绞车变频系统故障信息采集装置，4、应急电源，5、应急电机，6、接触器，7、绞车刹车装置，8、疏浚控制台，9、应急离合器。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统，包括应急控制装置1、应急控制面板2、绞车变频控制系统故障信息采集装置3、应急电源4、应急电机5、应急离合器9、接触器6，所述的应急控制装置1通过控制电缆分别与应急控制面板2、绞车变频控制系统故障信息采集装置3、接触器6、绞车刹车装置7、疏浚控制台8、应急电机5、应急离合器9相连，所述的接触器6通过电力电缆分别与应急电源4和应急电机5相连，所述的应急电机5通过应急离合器9与绞车相连。所述的应急控制装置1采用单片机作为控制芯片。所述的单片机为STC5410单片机。所述的应急电机5带有电加热装置。所述的应急控制面板2带有应急允许灯和电机正传、反转操作开关。所述的接触器6为实现电机正转或反转的接触器。所述的绞车刹车装置包括桥架电机电磁刹车、桥架电机电液刹车、应急电机5电磁刹车。
[0038] 如图4-1、4-2和4-3所示，一种挖泥船绞车变频控制系统的应急控制系统的控制方法，包括以下流程：
[0039] A、系统初始化：先将应急控制装置1的控制芯片进行初始化，然后启动定时器进行时间计数，等待进入定时器中断处理；
[0040] B、信号采集和滤波：应急控制装置1进入定时器中断后，首先关闭中断，然后读取绞车变频控制系统故障信息采集装置3采集的控制指令信号、运行状态信号和故障反馈信号，并对所述的控制指令信号、运行状态信号和故障反馈信号进行滤波处理，所述的控制指令信号包括来自疏浚控制台8的应急控制总指令、来自应急控制面板2的应急电机5正转指令、来自应急控制面板2的应急电机5反转指令，所述的运行状态信号是桥架绞车应急离合器9状态，所述的故障反馈信号包括桥架电机电磁刹车的反馈、桥架电机电液刹车的反馈、来自应急电机5脱扣器的反馈、来自应急电机5电磁刹车的反馈、来自应急电机5电加热装置的反馈；
[0041] C、逻辑处理：逻辑处理包括应急控制系统有故障时的逻辑处理和应急控制系统正常时的逻辑处理，所述的应急控制系统有故障时的逻辑处理包括以下步骤：
[0042] ①应急控制装置1检查应急电机5、应急电机5电磁刹车、应急电机5电加热装置、桥架电机电磁刹车、桥架电机电液刹车的反馈信号是否为过载信号，如果有任一过载信号，则应急控制装置1向疏浚控制台8发出应急系统故障信号，并控制疏浚控制台8上的应急系统故障灯点亮；同时应急控制装置1向应急控制面板2发送应急禁止信号，控制应急控制面板2上的应急允许灯熄灭；然后应急控制装置1向接触器6发出断开应急电源4指令，禁止应急电机5转动；应急控制装置1通过自身的继电器发出控制指令控制应急电机5电磁刹车抱闸、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸；
[0043] ②应急控制装置1检查应急电机5电加热装置是否过载，如果过载，则控制电加热装置关闭，如果电加热装置没有过载则应急控制装置1通过自身继电器打开电加热装置对应急电机5加热；
[0044] ③应急控制装置1检查应急电机5是否过载，如果过载，则将应急过载信号置1，应急控制装置1向挖泥船绞车变频控制系统的疏浚控制台8发送应急系统故障信号，然后复位看门狗，开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断；如果没有过载，则将应急过载信号置零；
[0045] 所述的应急控制系统正常时的逻辑处理：
[0046] ①如果应急控制系统没有任何设备过载，应急控制装置1向疏浚控制台8发送应急控制系统正常信号，并不停地检查疏浚控制台8是否发送了应急控制总指令和应急离合器9的运行状态信号，如果没有应急控制总指令或应急离合器9的打开信号，则应急控制装置1控制应急电机5电磁刹车抱闸、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸、应急电机5电加热装置打开、应急控制面板2上的应急允许灯熄灭；然后应急控制装置1复位看门狗、开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断；
[0047] ②如果有来自疏浚控制台8的应急控制总指令和应急离合器9的打开信号，则应急控制装置1控制应急控制面板2上的应急允许灯点亮，等待操作人员通过应急控制面板2发出的控制指令；如果应急控制装置1同时接到应急控制面板2发出的正转和反转指令，则应急控制装置1控制应急电机5正转禁止、应急电机5反转禁止、桥架电机电磁刹车抱闸、桥架电机电液刹车抱闸、应急电机5电磁刹车抱闸、电加热装置启动；如果仅接到正转或反转指令，则应急控制装置1控制桥架电磁刹车打开、桥架电机电液刹车打开、应急电磁刹车打开、应急电机5电加热装置关闭，停50ms后，应急控制装置1控制接触器6正转闭合或反转闭合，实现应急电机5的正转或反转，然后应急控制装置1复位看门狗，开定时器中断，退出本次中断，等待进入下次中断。
[0048] 本发明工作时，应急电机5是应急控制系统的执行机构，它可以在绞车变频控制系统故障时，拖动绞车进入安全停机状态。应急电源4为应急电机5提供电源。电机正转或反转的接触器6受应急控制装置1控制，它通过不同的接触器6工作组合实现应急电机5的正反转。应急控制装置1是该系统的控制核心，它采用STC5410单片机作为控制芯片，采用数字量输入信号采集来自绞车变频系统的故障信息、疏浚控制台8和应急控制面板2的控制指令，通过单片机对这些信号进行逻辑处理，然后通过继电器实现对应急电机5正反转接触器的控制，从而实现对应急电机5的控制，同时还对应急电机5的电加热装置进行控制，保证应急电机5在工作时停止电加热防止应急电机5过热，在应急电机5不工作时启动电加热保证应急电机5不受潮。
[0049] 如图2-3所示，挖泥船绞车在绞车变频控制系统工作正常时，由绞车变频控制系统控制的主电机牵引，当绞车变频控制系统出现故障时，会自动打开应急离合器9，让主电机脱离绞车，并将应急离合器9打开的信号送给应急控制装置1，应急控制系统控制应急电机5牵引绞车。
