CN105523491A - 一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统及其监控方法，包括依次电连接的传感器组，中央处理器和显示屏。通过电子式传感器件采集变幅、重量及回转等信号，经过中央处理器运算及处理，将数据通过显示屏输出，驾驶员可以通过屏幕直观的了解当前塔机的实时工作状态，同时当塔机超载或超力矩时，中央处理器将切断塔机相应的电气回路，中断违规操作，从而有力的保护塔机的正常运行。

Description

一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种地面控制的电子式监控系统及其监控方法，尤其适用于双臂塔机。

背景技术

目前，双臂塔机的重量超载及力矩超载都采用机械式起重量限制器和机械式力矩限制器，通过重量来改变限制器内部金属应变片的形变，并将其常闭式电气回路串入塔机电气动作回路中，当起重机超重时，应变片形变，触点断开，同时相应的电气回路断开，中断起升或变幅操作。但是，受钢结构和机械特性误差影响较大，有时不能准确工作，易造成双臂塔机发生超载。并且，双臂塔机的不平衡力矩差实现较复杂，且容易出现安全问题而导致事故，存在较大安全隐患。

考虑到双臂塔机工作时的工况，如造超高钢结构塔、野外工作、安全性要求等，迫切需要一种智能安全监控系统来监控其工作，清楚的显示双臂塔机工作时的实时运行情况，有效的实现双臂双臂塔机的远程闭环操作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，为了补偿机械式力矩限制器和机械式起重量限制器造成的误差，避免起重机长时超载，本发明提供一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统及其监控方法。

为实现上述目的，本发明提供一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统，包括依次电连接的传感器组，中央处理器和显示屏；所述的传感器组用于采集变幅、起升、回转、风速和重量信号，主要由安装在双臂塔机回转上的变幅传感器、起升传感器和回转传感器，安装在双臂塔机顶端的风速传感器，以及安装在双臂塔机塔帽测力滑轮上的称重传感器组成；所述的中央处理器用于运算及处理传感器组的传输的数据，且与双臂塔机的电气控制系统连接；所述的显示屏用于在地面显示数据。

本发明又提供一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统的监控方法，双臂塔机吊臂A、B上分别设有起升机构A、B和小车A、B，起升机构A、B设有五个速度档位，小车A、B设有三个速度档位，当中央处理器运算出的吊臂A、B起重量、吊臂A、B力矩或吊臂A、B力矩差超限时，中央处理器对双臂塔机的电气控制回路的具体控制步骤如下：

（A）起重量超限：

A1、当吊臂A或吊臂B起重量大于8t时，小车A和小车B都以二档速度运行，相应的起升机构不能升，只能以一档速度下降；

A2、当吊臂A或吊臂B起重量大于6t时，则相应的起升机构上升时没有第四、五档速度；

A3、当吊臂A或吊臂B起重量大于4t时，则相应的起升机构上升时没有第五档速度。

（B）力矩超限：

B1、当吊臂A或吊臂B力矩大于105%标准值时，则相应的小车由三档速度降到二档速度，相应的起升机构不受影响；

B2、当吊臂A或吊臂B力矩大于80%标准值时，则相应的小车禁止往外运动，但可以往内运动，相应的起升机构不能上升，但可以下降。

（C）力矩差超限：

C1、当吊臂A和吊臂B的力矩差大于105%标准值时，分为以下几种动作情况：

C1-1、无论小车A、B的运行情况，都停止小车A、B的动作；

C1-2、若起升机构A、B同时上升时，则大力矩吊臂上的起升机构停止上升，但可以下降，而小力矩吊臂上的起升机构可以继续上升，但不允许下降；

C1-3、若起升机构A、B同时下降时，则大力矩吊臂上的起升机构停止下降，但可以上升，而小力矩吊臂上的起升机构可以继续下降，但不允许上升。

C2、当吊臂A和吊臂B的力矩差大于80%标准值时，分为以下几种动作情况：

C2-1、若小车A、B以一档速度往外运行时，则大力矩吊臂上的小车停止往外运行，小力矩吊臂上的小车继续往外运行，直至80%力矩差保护消除3秒后，大力矩吊臂上的小车能自动恢复往外运行；

C2-2、若小车A、B以三档速度往外运行时，则大力矩吊臂上的小车降至一档速度运行，力矩吊臂上的小车继续高以三档速度运行，直至80%力矩差保护消除3秒后，大力矩吊臂上的小车能自动恢复三档速度运行；

C2-3、若小车A、B以一档速度往内运行时，则小力矩吊臂上的小车停止往内运行，大力矩吊臂上的小车继续往内运行，直至80%力矩差保护消除3秒后，力矩吊臂上的小车能自动恢复往内运行；

C2-4、若小车A、B以三档速度往内运行时，则小力矩吊臂上的小车将到一档速度运行，大力矩吊臂上的小车继续以三档速度运行，直至当80%力矩差保护消除3秒后，小力矩吊臂上的小车能自动恢复三档速度运行；

C2-5、若起升机构A、B同时上升时，则大力矩吊臂上的起升机构停止上升，但可以下降，小力矩吊臂上的起升机构可以继续上升，但不允许下降；

C2-6、若起升机构A、B同时下降时，则小力矩吊臂上的起升机构停止下降，但可以上升，大力矩吊臂上的起升机构可以继续下降，但不允许上升。

本发明通过电子式传感器件采集变幅、重量及回转等信号，经过中央处理器运算及处理，将数据通过显示屏输出，驾驶员可以通过屏幕直观的了解当前塔机的实时工作状态，同时，当塔机超载或超力矩时，控制电气控制系统切断塔机相应的电气回路，中断违规操作，从而有力的保护塔机的正常运行。

相比于现有技术，本电子式监控系统吊载重量通过称重传感器获取，重量准确，变幅幅度通过变幅传感器获取，幅度值准确，力矩通过以上数据按公式计算得出。数据准确度较高，误差相对较小，满足误差≤5%的精度要求。同时本监控可以计算出两个起重臂的力矩差值，并输出控制信号进行运动控制。具有以下几个优点：1、吊重数据准确；2、避免塔机超重或超力矩；3、能够为驾驶员提供详细的工作参数；4、可以记录数十万条历史工作记录；5、操作简单，方便实用。

附图说明

图1为本发明监控系统的电原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

一般情况下，双臂塔机设有吊臂A、B，吊臂A、B上的起升机构A、B设有五个速度档位，吊臂A、B上的小车A、B设有三个速度档位，需要进行监控的保护点在于：吊臂A起重量、吊臂B起重量、吊臂A力矩、吊臂B力矩、吊臂AB的力矩差。

本发明包括依次电连接的传感器组，中央处理器和显示屏，如图1所示。所述的传感器组主要由安装在双臂塔机回转上的变幅传感器、起升传感器和回转传感器，安装在双臂塔机顶端的风速传感器，以及安装在双臂塔机塔帽测力滑轮上的称重传感器组成，用于采集变幅、起升、回转、风速和重量信号，经过中央处理器运算及处理，将数据通过显示屏输出。并且，所述的中央处理器还与双臂塔机的电气控制回路连接，当塔机超载或超力矩时，控制电气控制系统切断塔机相应的电气回路，中断违规操作。

本发明电子式监控系统通过传感器组采集各类数据，利用现有的力矩、起重量的计算程序，能够通过中央处理器运算出吊臂A起重量、吊臂B起重量、吊臂A力矩、吊臂B力矩、吊臂AB的力矩差，当起重量、力矩和力矩差数值超限时，系统根据当前的运行情况作出保护双臂塔机正常运作的动作反应。

（A）起重量超限的控制方法：起重量限制是为了防止所吊重物超过额定载荷。当起重量大于设置值时，监控系统会输出控制信号以控制双臂塔机的电气回路的工作，对应的动作如动作表1所述。

表1：起重量超限时的动作

（B）力矩超限的控制方法：力矩限制用于限制每个吊臂的起升力矩。力矩监控设置有80%、105%两个点，对应的动作如动作表2所述。

表2：力矩超限时的动作

（C）力矩差超限的控制方法：本电子式监控系统为了防止吊臂A、B两边吊重重量不同时，产生过大的不平衡弯矩而采取控制措施。本监控系统检测吊臂A、B力矩差，并根据不同的超限情况出不同控制信号输出，对应的动作如动作表3所述。

表3：力矩差超限时的动作

本监控系统是为了提高双臂塔机安全性而设计，通过采集数据计算得出力矩值、力矩差值和起重量值等参数，大大减小误差，并提供参数显示界面，方便操作。具备以下创新点和改进点：1、通过电子式监控系统，提高了双臂塔机的安全性；2、司机通过观察显示屏参数，极大得方便整机的操作。3、通过应用该技术，提高了市场满意度。同时，对其它产品的设计具有重要的参考价值。

Claims (2)

1.一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统，其特征在于，包括依次电连接的传感器组，中央处理器和显示屏；所述的传感器组用于采集变幅、起升、回转、风速和重量信号，主要由安装在双臂塔机回转上的变幅传感器、起升传感器和回转传感器，安装在双臂塔机顶端的风速传感器，以及安装在双臂塔机塔帽测力滑轮上的称重传感器组成；所述的中央处理器用于运算及处理传感器组的传输的数据，且与双臂塔机的电气控制系统连接；所述的显示屏用于在地面显示数据。

2.一种如权利要求1所述的一种地面控制的双臂塔机电子式监控系统的监控方法，其特征在于，双臂塔机吊臂A、B上分别设有起升机构A、B和小车A、B，起升机构A、B设有五个速度档位，小车A、B设有三个速度档位，当中央处理器运算出的吊臂A、B起重量、吊臂A、B力矩或吊臂A、B力矩差超限时，中央处理器对双臂塔机的电气控制回路的具体控制步骤如下：

（A）起重量超限：

A1、当吊臂A或吊臂B起重量大于8t时，小车A和小车B都以二档速度运行，相应的起升机构不能升，只能以一档速度下降；

A2、当吊臂A或吊臂B起重量大于6t时，则相应的起升机构上升时没有第四、五档速度；

A3、当吊臂A或吊臂B起重量大于4t时，则相应的起升机构上升时没有第五档速度；

（B）力矩超限：

B1、当吊臂A或吊臂B力矩大于105%标准值时，则相应的小车由三档速度降到二档速度，相应的起升机构不受影响；

B2、当吊臂A或吊臂B力矩大于80%标准值时，则相应的小车禁止往外运动，但可以往内运动，相应的起升机构不能上升，但可以下降；

（C）力矩差超限：

C1、当吊臂A和吊臂B的力矩差大于105%标准值时，分为以下几种动作情况：

C1-1、无论小车A、B的运行情况，都停止小车A、B的动作；

C1-2、若起升机构A、B同时上升时，则大力矩吊臂上的起升机构停止上升，但可以下降，而小力矩吊臂上的起升机构可以继续上升，但不允许下降；

C1-3、若起升机构A、B同时下降时，则大力矩吊臂上的起升机构停止下降，但可以上升，而小力矩吊臂上的起升机构可以继续下降，但不允许上升；

C2、当吊臂A和吊臂B的力矩差大于80%标准值时，分为以下几种动作情况：

C2-1、若小车A、B以一档速度往外运行时，则大力矩吊臂上的小车停止往外运行，小力矩吊臂上的小车继续往外运行，直至80%力矩差保护消除3秒后，大力矩吊臂上的小车能自动恢复往外运行；

C2-2、若小车A、B以三档速度往外运行时，则大力矩吊臂上的小车降至一档速度运行，力矩吊臂上的小车继续高以三档速度运行，直至80%力矩差保护消除3秒后，大力矩吊臂上的小车能自动恢复三档速度运行；

C2-3、若小车A、B以一档速度往内运行时，则小力矩吊臂上的小车停止往内运行，大力矩吊臂上的小车继续往内运行，直至80%力矩差保护消除3秒后，力矩吊臂上的小车能自动恢复往内运行；

C2-4、若小车A、B以三档速度往内运行时，则小力矩吊臂上的小车将到一档速度运行，大力矩吊臂上的小车继续以三档速度运行，直至当80%力矩差保护消除3秒后，小力矩吊臂上的小车能自动恢复三档速度运行；

C2-5、若起升机构A、B同时上升时，则大力矩吊臂上的起升机构停止上升，但可以下降，小力矩吊臂上的起升机构可以继续上升，但不允许下降；

C2-6、若起升机构A、B同时下降时，则小力矩吊臂上的起升机构停止下降，但可以上升，大力矩吊臂上的起升机构可以继续下降，但不允许上升。