CN103145046A - 复杂工况下桥机的自动安全控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置及方法，包括大车装置，小车装置安装在大车装置上，小车装置上设有主起升装置和副起升装置，大车装置和小车装置上设有用于监控其实际位置的绝对值编码器，主起升装置和副起升装置上设有测量其荷重的荷重传感器，绝对值编码器和荷重传感器与主控装置连接，通过绝对值编码器和荷重传感器获得的数据，经主控装置计算在不同的位置获得不同的安全荷重控制。本发明通过设置的荷重传感器和绝对值编码器，使桥机在不同的运行区段，实现不同的起重荷载，如果其起重量超过设定，则自动保护，从而保证了设备安全可靠的运行。本发明在确保设备安全可靠运行的情况下，充分利用了桥机的起重能力。

Description

复杂工况下桥机的自动安全控制装置及方法
技术领域
本发明涉及桥机控制领域，特别是一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置及方法。
背景技术
随着我国造船事业的不断发展，所制造的船舶吨位越来越大，为了解决大型船舶发动机安装、舾装及大型物件的装卸需要，很多造船公司都修建了重件码头。在重件码头装设桥机，并可运行至重件码头水中，即悬臂段进行吊装。
由于受悬臂段建筑结构受力等多方面的影响，桥机在悬臂段运行时，将受到不同起重量的限制，也就是在悬臂段运行时，不同的运行区段，其允许的起重量也不同，且即便在厂房内段和陆地段的不同的位置，其允许的起重量即荷载也是不同的，例如靠近支承柱的位置荷载较高。如果以最低起重量进行安全控制，则极大的浪费了桥机的起重能力，因此桥机必须实现不同运行区段限定不同起重量的功能，以确保桥机安全可靠运行。此前，通常采用由桥机操作司机人工注意的方式进行对桥机在不同的运行区段，实行其允许的起重量的不同控制，但是这种操作严重依赖操作人员的经验，安全可靠性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置及方法，可以在不同位置，实现不同荷载的自动安全控制。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置，包括大车装置，小车装置安装在大车装置上，小车装置上设有主起升装置和副起升装置，大车装置和小车装置上设有用于监控其实际位置的绝对值编码器，主起升装置和副起升装置上设有测量其荷重的荷重传感器，绝对值编码器和荷重传感器与主控装置连接，通过绝对值编码器和荷重传感器获得的数据，经主控装置计算在不同的位置获得不同的安全荷重控制。
所述的大车装置上还设有多个大车接近开关，所述的小车装置上还设有多个小车接近开关；
与大车接近开关相配合的大车接近开关感应铁块设置在大车轨道的厂房内段、陆地段和悬臂段的运行区间极限位置；
所述的悬臂段内设有多个大车接近开关感应铁块；所述的大车装置上根据距离中轴线的距离不同设有多个小车接近开关感应铁块。
所述的大车接近开关和小车接近开关为瞬动型接近开关。
所述的主起升装置和副起升装置上还设有绝对值编码器。
一种用于上述的装置的控制方法，包括以下步骤：
一、在小车装置的主起升装置和副起升装置上设置荷重传感器；
二、在大车装置和小车装置上设有用于监测其位置的绝对值编码器；
三、在主控装置中对于大车装置和小车装置的不同位置设置不同的荷重限制，当主控装置根据获得大车装置和小车装置的位置超出该位置所允许的荷重，则采取相应的保护措施；
通过上述步骤，实现复杂工况下桥机不同位置的荷重安全控制。
所述的大车装置和小车装置上还设有用于控制各个运行区间极限位置和校正绝对值编码器的大车接近开关和小车接近开关。
与所述的大车接近开关相配合的大车接近开关感应铁块设置在大车轨道的厂房内段、陆地段和悬臂段的运行区间极限位置。
所述的悬臂段内设有多个大车接近开关感应铁块；所述的大车装置上根据距离中轴线的距离不同设有多个小车接近开关感应铁块。
所述的保护措施为给出声光报警讯号，同时自动切除拖动电机电源，制动器上闸。
所述的主起升装置和副起升装置上还设有用以监测起升高度的增量式绝对值编码器。
本发明提供的一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置及方法，通过设置的荷重传感器和绝对值编码器，使桥机在不同的运行区段，设置不同的起重荷载，如果其起重量超过该运行区段允许值，则可给出声光报警讯号，同时自动切除拖动电机电源，制动器上闸，对起升机构实施自动保护，保证了设备安全可靠的运行。本发明在确保设备安全可靠运行的情况下，充分利用了桥机的起重能力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的整体结构主视示意图。
图2为本发明的整体结构俯视示意图。
图3为本发明的控制流程图。
图4为本发明中PLC的控制流程图。
图5为本发明中接近开关布置的俯视示意图。
图中：大车装置1，小车装置2，主起升装置3，大车接近开关4，小车接近开关5，小车轨道6，码头前沿线7，厂房内段8，陆地段9，悬臂段10，副起升装置11，大车轨道12，小车装置接近开关感应铁块13，大车装置接近开关感应铁块14。
具体实施方式
如图1-5中，一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置，包括大车装置1，小车装置2安装在大车装置1上，小车装置2上设有主起升装置3和副起升装置11，大车装置1和小车装置2上设有用于监控其实际位置的绝对值编码器，主起升装置3和副起升装置11上设有测量其荷重的荷重传感器，并与变送器、PLC及触摸屏组成电子称量系统。可实时测量桥机的荷载，当超载时，可给出声光报警讯号，同时自动切除拖动电机电源，制动器上闸，对起升机构实施自动保护。电子称量系统的综合精度2%。
绝对值编码器和荷重传感器均与主控装置连接，本例中的主控装置采用PLC，通过绝对值编码器和荷重传感器获得的数据，经主控装置计算在不同的位置获得不同的安全荷重控制。
优化的方案如图5中，所述的大车装置1上还设有多个大车接近开关4，所述的小车装置2上还设有多个小车接近开关5；用于控制各个运行区间极限位置和校正绝对值编码器。优化的方案中，即在控制过程中，每次获得的接近开关的位置数据，均在PLC中与绝对值编码器的数值进行对比，并以接近开关的位置数据为依据对绝对值编码器的数值进行修正，以克服在传动过程中造成的累积误差。
与大车接近开关4相配合的大车接近开关感应铁块14设置在大车轨道12的厂房内段8、陆地段9和悬臂段10的运行区间极限位置；
进一步优化的方案中如图5，所述的悬臂段10内设有多个大车接近开关感应铁块14。所述的小车装置2上根据距离中轴线的距离不同设有多个小车接近开关感应铁块13。大车接近开关4和小车接近开关5采用瞬动型接近开关。
所述的主起升装置3和副起升装置11上还设有绝对值编码器。由此结构，PLC也可以获取起升高度的数据，进一步的也可以配合高程行程开关，控制起升高程的极限位置和校正起升绝对值编码器。
如图1-5中，一种用于上述的装置的控制方法，包括以下步骤：
一、在小车装置2的主起升装置3和副起升装置11上设置荷重传感器；
二、在大车装置1和小车装置2上设有用于监测其位置的绝对值编码器；对大车装置运行和小车装置的位置进行实时测量、显示及保护。大车装置1和小车装置2的行程指示在司机室的触摸屏上以数字直接显示，读数精度为1cm。
三、在主控装置中对于大车装置1和小车装置2的不同位置设置不同的荷重限制，当主控装置根据获得大车装置1和小车装置2的位置超出该位置所允许的荷重，则采取相应的保护措施。具体为：由桥机的主起升装置3或副起升装置11装设的荷载传感器经过变送器把荷载传感器输出的电信号转换成4-20mA模拟量信号再送给PLC的模拟量输入模块进行处理，同时送触摸屏显示。大车装置1减速机上装的绝对值编码器输出信号送入PLC的SSI输入模块进行处理，各个运行区间极限位置处设置的瞬动型接近开关信号送入PLC的开关量输入模块进行处理，同时送触摸屏显示。小车装置2减速机上装的绝对值编码器输出信号送入PLC的SSI输入模块进行处理，各个运行区间极限位置处设置的瞬动型接近开关信号送入PLC的开关量输入模块进行处理，同时送触摸屏显示。上述信号进入PLC，由PLC进行逻辑判断和运算后，根据桥机在不同的运行区段设定的起重量数值，其起重量如果超过该运行区段允许值，则可给出声光报警讯号，同时自动切除拖动电机电源，制动器上闸，对起升机构实施自动保护。从而实现自动安全保护控制，保证了桥机工作过程中，设备安全可靠的运行。
通过上述步骤，实现复杂工况下桥机不同位置的荷重安全控制。

Claims (10)

1.一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置，包括大车装置（1），小车装置（2）安装在大车装置（1）上，小车装置（2）上设有主起升装置（3）和副起升装置（11），其特征是：大车装置（1）和小车装置（2）上设有用于监控其实际位置的绝对值编码器，主起升装置（3）和副起升装置（11）上设有测量其荷重的荷重传感器，绝对值编码器和荷重传感器与主控装置连接，通过绝对值编码器和荷重传感器获得的数据，经主控装置计算在不同的位置获得不同的安全荷重控制。
2.根据权利要求1所述的一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置，其特征是：所述的大车装置（1）上还设有多个大车接近开关（4），所述的小车装置（2）上还设有多个小车接近开关（5）；
与大车接近开关（4）相配合的大车接近开关感应铁块（14）设置在大车轨道（12）的厂房内段（8）、陆地段（9）和悬臂段（10）的运行区间极限位置；
所述的悬臂段（10）内设有多个大车接近开关感应铁块（14）；所述的大车装置（1）上根据距离中轴线的距离不同设有多个小车接近开关感应铁块（13）。
3.根据权利要求1所述的一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置，其特征是：所述的大车接近开关（4）和小车接近开关（5）为瞬动型接近开关。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种复杂工况下桥机的自动安全控制装置，其特征是：所述的主起升装置（3）和副起升装置（11）上还设有绝对值编码器。
5.一种用于权利要求1-4所述的装置的控制方法，其特征是包括以下步骤：
一、在小车装置（2）的主起升装置（3）和副起升装置（11）上设置荷重传感器；
二、在大车装置（1）和小车装置（2）上设有用于监测其位置的绝对值编码器；
三、在主控装置中对于大车装置（1）和小车装置（2）的不同位置设置不同的荷重限制，当主控装置根据获得大车装置（1）和小车装置（2）的位置超出该位置所允许的荷重，则采取相应的保护措施；
通过上述步骤，实现复杂工况下桥机不同位置的荷重安全控制。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述的大车装置（1）和小车装置（2）上还设有用于控制各个运行区间极限位置和校正绝对值编码器的大车接近开关（4）和小车接近开关（5）。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征是：与所述的大车接近开关（4）相配合的大车接近开关感应铁块（14）设置在大车轨道（12）的厂房内段（8）、陆地段（9）和悬臂段（10）的运行区间极限位置。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征是：所述的悬臂段（10）内设有多个大车接近开关感应铁块（14）；所述的大车装置（1）上根据距离中轴线的距离不同设有多个小车接近开关感应铁块（13）。
9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述的保护措施为给出声光报警讯号，同时自动切除拖动电机电源，制动器上闸。
10.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述的主起升装置（3）和副起升装置（11）上还设有用以监测起升高度的增量式绝对值编码器。
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