CN106586835B - 塔式起重机控制方法、设备、系统以及塔式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动控制技术领域，公开了一种塔式起重机控制方法、设备、系统以及塔式起重机，该方法包括：接收塔式起重机的工作状态数据；根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作。本发明能够根据塔式起重机各个工作状态的特点对应不同的工作阶段，并根据不同的工作阶段进行相应的安全控制，提高了塔式起重机的智能性和安全性。

Description

塔式起重机控制方法、设备、系统以及塔式起重机

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体地，涉及一种塔式起重机控制方法、一种塔式起重机控制设备、一种塔式起重机控制系统、以及一种塔式起重机。

背景技术

随着塔式起重机应用的越来越多，发生事故也很多，而现有的塔式起重机安全监控系统通过幅度、高度、回转、重量、风速等传感器，获得塔式起重机的变幅、起升、回转、重量、力矩和风速等信息。而这些信息均有相应的正常范围，当塔式起重机运行超出这些正常范围值时，则产生报警，甚至限位，从而确保塔机运行不超出最终的安全值范围，以保障安全。

虽然现有技术的方法可以监测塔机各状态信息参数，但是，仅仅是把各状态参数当作毫无关联的独立量来监测，既没有考虑各状态参数之间的关联，也没有考虑操作者的意图。因此，该方法仅仅是初级阶段的监测，比较呆板，对违规操作或者危险操作监控不够全面，满足不了日益提高的安全需求。

发明内容

针对现有技术中存在急需提高塔式起重机安全性的技术问题，本发明提供了一种塔式起重机控制方法，该方法包括：接收塔式起重机的工作状态数据；根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据包括吊物的重量和塔式起重机的起升状态，所述根据所述工作状态数据确定所述塔式起重机的工作阶段包括：

在所述重量在第一预定时间内保持在第一重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段；

在所述起升状态为起升向上并且所述重量增加的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段；

在所述重量在第二预定时间内保持在第二重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段，其中所述第一重量范围和所述第二重量范围不同，所述第一重量范围中的最大值小于所述第二重量范围中的最小值；或者

在所述起升状态为起升向下并且所述重量减小的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态、所述变幅状态、以及回转状态中的至少一者改变并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：

在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态或者回转状态改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作；

在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线，以及在判断所述重量增加不符合所述关系曲线的情况下，确定所述塔式起重机存在危险动作，进行安全控制操作；或者

在所述起升状态为起升向上并且所述重量减小的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线包括：判断所述重量从最小值增加到重量阈值的时间是否超过预定时间阈值；以及判断所述重量的单位时间内的增量是否随时间递增。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态、所述变幅状态、和回转状态中的至少一者改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态为起升向下、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

优选地，在所述起升状态不改变、所述变幅状态和所述回转状态改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述安全控制操作包括报警操作和/或限位操作。

相应地，本发明还提供了一种塔式起重机控制设备，该设备包括：接收器，用于接收塔式起重机的工作状态数据；以及控制器，用于根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据包括吊物的重量和塔式起重机的起升状态，所述控制器还用于：

在所述重量在第一预定时间内保持在第一重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段；

在所述起升状态为起升向上并且所述重量增加的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段；

在所述重量在第二预定时间内保持在第二重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段，其中所述第一重量范围和所述第二重量范围不同，所述第一重量范围中的最大值小于所述第二重量范围中的最小值；或者

在所述起升状态为起升向下并且所述重量减小的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段的情况下，所述控制器还用于：在所述起升状态、所述变幅状态、以及回转状态中的至少一者改变并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段的情况下，所述控制器还用于：在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态或者回转状态改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作；在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线，以及在判断所述重量增加不符合所述关系曲线的情况下，确定所述塔式起重机存在危险动作，进行安全控制操作；或者在所述起升状态为起升向上并且所述重量减小的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线包括：判断所述重量从最小值增加到重量阈值的时间是否超过预定时间阈值；以及判断所述重量的单位时间内的增量是否随时间递增。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段的情况下，所述控制器还用于：在所述起升状态、所述变幅状态、和回转状态中的至少一者改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段的情况下，所述控制器还用于：在所述起升状态为起升向下、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述控制器还用于：在所述起升状态不改变、所述变幅状态和所述回转状态改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述安全控制操作包括报警操作和/或限位操作。

此外，本发明还提供了一种塔式起重机控制系统，该系统包括：多个检测装置或者塔式起重机安全监控系统，用于检测所述塔式起重机的工作状态数据；以及本发明提供的塔式起重机控制设备。

优选地，所述多个检测装置包括以下中的至少一者：称重传感器、起升高度传感器、幅度传感器、以及回转角度传感器。

另外，本发明还提供了一种包括本发明提供的塔式起重机控制系统的塔式起重机。

采用本发明提供的塔式起重机控制方法、设备、系统以及塔式起重机，能够根据塔式起重机的工作状态数据确定不同的工作阶段，并根据不同的工作阶段进行相应的安全控制，提高了塔式起重机的智能性和安全性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制系统的结构图；

图2是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制系统的结构图；

图3是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制设备的结构图；

图4A-F是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制设备所执行的控制流程的流程图；

图5A和5B分别示出了示例正常起吊过程重量与时间的关系曲线和异常起吊过程重量与时间的关系曲线；以及

图6是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明的发明人发现现有塔式起重机安全监控系统虽然可以监测塔机各状态信息参数，但是，仅仅是把各状态参数当作毫无关联的独立量来监测，既没有考虑各状态参数之间的关联，也没有考虑操作者的意图。另外，塔式起重机操作人员违规操作塔机，也是导致事故的一个重要原因。考虑到这些，发明人提供了将塔式起重机按照工作特点和操作者意图划分为多个工作阶段并对不同工作阶段执行不同的安全监控的控制手段，从而达到更好的安全性。

为了实现对塔式起重机更为安全的控制，本发明将以示例塔式起重机控制系统1000为例进行详细地说明。图1-2是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制系统1000的结构图，如图1所示，该系统可以包括：多个检测装置200a-n，用于检测所述塔式起重机的工作状态数据；以及本发明提供的塔式起重机控制设备100，其中所述多个检测装置200a-n与所述塔式起重机控制设备100的接收器10连接，以传输所述工作状态数据。

其中，所述多个检测装置200a-n可以包括以下中的至少一者：称重传感器、起升高度传感器、幅度传感器、以及回转角度传感器。具体来说，检测装置200a-n可以检测所述塔式起重机的工作状态数据，例如称重传感器可以检测吊重的重量、起升高度传感器可以检测塔式起重机的起升状态(例如起升向上或向下)、幅度传感器可以检测塔式起重机的变幅状态(例如变幅机构的幅度)、以及回转角度传感器可以检测塔式起重机的回转状态(例如回转机构的回转角度)，上述检测装置和检测原理均与现有技术相似，为了不混淆本发明的保护范围，在此不再赘述。图1中所示的检测装置的数量仅为示例数量，可以根据实际情况来确定这些数量，本发明对此不进行确定。

根据本发明的另一种实施方式，如图2所示，上述检测装置的参数还可以直接从现有的塔式起重机安全监控系统(例如从该系统的可编程控制器(PLC)300)获取，即PLC直接连接塔式起重机控制设备100的接收器10，以传输所述工作状态数据。应当理解的是，本领域技术人员可以根据需要选择上述实施方式的任一者，以获取到塔式起重机的工作状态数据。

图3是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制设备100的结构图，如图3所示，该设备可以包括：接收器10，用于接收塔式起重机的工作状态数据；以及控制器20，用于根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作。

具体来说，塔式起重机控制设备100的接收器10可以如上所述接收塔式起重机的工作状态数据并传送给控制器20，其中所述工作状态数据可以包括吊物的重量和塔式起重机的起升状态。接着，控制器20在接收到来自上述检测装置或PLC的工作状态数据之后，首先根据以下判断条件确定当前塔式起重机的工作阶段的步骤：

(1)第一工作阶段

在所述重量在第一预定时间内保持在第一重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段，其中所述第一预定时间和所述第一重量范围可以根据实际情况进行定义，在该阶段中，塔式起重机处于开始工作的状态，因此吊重的重量理论上应该为零值，但是在实际上考虑到实施环境中的干扰和抖动，允许一定范围的波动，因此设置第一重量范围，以满足实际使用。并且，在实际使用中，为了使塔式起重机的操作者更加方便操作和理解，可以将第一工作阶段定义为与该阶段运行特点相符的名称，例如空钩阶段或者空载阶段等等。

(2)第二工作阶段

在所述起升状态为起升向上并且所述重量增加的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段，在该阶段中，塔式起重机开始起吊吊重，因此吊重的重量理论上应该为有所增加，但是在实际上考虑到实施环境中的干扰和抖动，允许一定范围的波动。并且，在实际使用中，为了使塔式起重机的操作者更加方便操作和理解，可以将第二工作阶段定义为与该阶段运行特点相符的名称，例如起吊阶段。

(3)第三工作阶段

在所述重量在第二预定时间内保持在第二重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段，其中所述第二预定时间和所述第二重量范围可以根据实际情况进行定义，在该阶段中，塔式起重机处于吊载吊重的状态，因此吊重的重量理论上应该为保持不变，但是该重量不为零，但是在实际上考虑到实施环境中的干扰和抖动，允许一定范围的波动，因此设置第二重量范围，以满足实际使用，因此所述第一重量范围和所述第二重量范围不同，所述第一重量范围中的最大值小于所述第二重量范围中的最小值。在实际使用中，为了使塔式起重机的操作者更加方便操作和理解，可以将第三工作阶段定义为与该阶段运行特点相符的名称，例如吊载阶段。其中第一预定时间和第二预定时间可以根据实际情况设置为相同或不同的值，本发明对此不进行限定。

(4)第四工作阶段

在所述起升状态为起升向下并且所述重量减小的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段，在该阶段中，塔式起重机开始落下吊重，因此吊重的重量理论上应该为有所减少，但是在实际上考虑到实施环境中的干扰和抖动，允许一定范围的波动。并且，在实际使用中，为了使塔式起重机的操作者更加方便操作和理解，可以将第四工作阶段定义为与该阶段运行特点相符的名称，例如落钩阶段。

并且，当塔式起重机工作时，可以在四个工作阶段中切换。图4A-F是根据本发明的一种实施方式的示例塔式起重机控制设备所执行的控制流程的流程图。如图4A所示，为了更加安全，优选地，塔式起重机工作按照图4A中箭头所示的方向切换。例如，空钩阶段仅能切换到起吊阶段，而不能直接切换到吊载阶段或者落钩阶段。图4B中示出了塔式起重机控制设备100所执行的上述判断过程。

之后，控制器20根据上述每个阶段中可能发生的危险或者违规进行分析，确定是否存在安全隐患，并在确定存在安全隐患的情况下，执行安全控制操作，具体控制过程如下：

第一工作阶段(空钩阶段)

在确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段的情况下，为了对每个阶段进行进一步监控，所述工作状态数据还可以进一步包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态。之后，所述控制器20可以根据吊重的重量、起升状态、变幅状态、以及回转状态来对该工作阶段是否存在安全隐患进行判断，图4C中示出了该工作阶段的安全控制过程如下：

在该阶段中，正常工作应该为：起升状态、变幅状态、回转状态可改变，但重量值为零。因此，控制器20可以在所述起升状态、所述变幅状态、以及回转状态中的至少一者改变并且所述重量增加的情况下，确定可能存在误挂重物的潜在危险，因此可以进行安全控制操作，例如进行报警操作。即若重量增加，则进行声光报警“重量增加，请小心操作”。反之，如果控制器20判断重量没有增加，则可以正常空钩。

采用这样的实施方式可以达到效果：若塔式起重机的操作人员意图是起吊，则得到提醒；若是误挂重物，则得到提醒后可中止误挂操作，从而保证空钩阶段的安全操作，提高安全性。

第二工作阶段(起吊阶段)

在确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段的情况下，为了对每个阶段进行进一步监控，所述工作状态数据还可以进一步包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态。之后，所述控制器20可以根据吊重的重量、起升状态、变幅状态、以及回转状态来对该工作阶段是否存在安全隐患进行判断，图4D中示出了该工作阶段的安全控制过程如下：

在该阶段中，正常工作应该为：变幅、回转不改变，起升向上，重量增加，且重量增加符合起吊过程重量与时间的关系曲线，如图5A所示。因此，控制器20可以在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态或者回转状态改变、并且所述重量增加的情况下，判断此时操作不符合塔机安全操作要求，可能出现斜拉斜吊，优选地进行安全控制操作，例如进行报警操作和/或限位操作，其中限位操作包括限制塔式起重机起升、变幅、回转动作。

或者，控制器20可以在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线，以及在判断所述重量增加不符合所述关系曲线的情况下，可以确定所述塔式起重机存在危险动作(例如斜拉斜吊)，优选地进行安全控制操作，例如进行报警操作和/或限位操作，其中限位操作包括限制塔式起重机起升、变幅、回转动作。

其中，所述判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线可以包括：判断所述重量从最小值增加到重量阈值的时间是否超过预定时间阈值；以及判断所述重量的单位时间内的增量是否随时间递增。例如，图5A和5B分别示出了示例正常起吊过程重量与时间的关系曲线和异常起吊过程重量与时间的关系曲线，图5A示出了正常起吊过程重量与时间的关系曲线，t0时刻开始进入起吊阶段(对应最小值)，到t1时刻完成起吊，重量达到重量阈值保持不变，t1-t0为预定时间阈值，且重量增加越来越快，即单位时间内的增量随时间递增，符合塔式起重机结构受力特性。图5B示出了异常起吊过程重量与时间的关系曲线，如图5B所示，t0时刻开始进入起吊阶段，到t1时刻有斜吊嫌疑，可能发生拖动重物现象，发生重物突然滑动而产生重量突然减小的情况。t1时刻后，重物被拖动到小车正下方，开始正常起吊。t2时刻结束起吊。其中，t0到t1时刻的异常起吊曲线仅为示意，实际当包含多种情况。但总体来说，整个起吊阶段时间t2-t0大大增加(大于上述预定时间阈值)，且重量的单位时间内的增量并不是随时间递增，或者所述增量为负值(例如重量突然减小等)，从而可以确定这种起吊曲线不符合正常起吊曲线。应当理解的是，此处所示出的正常关系曲线和异常关系曲线均仅作为示例而并不具有局限性，其可以根据实际情况(例如塔式起重机类型)而不同，例如具有不同的预定时间阈值和重量阈值等。

再或者，控制器20可以在所述起升状态为起升向上并且所述重量减小的情况下，确定此时可能出现异常情况，例如吊钩上吊物/重物掉落在地上，优选地进行安全控制操作。例如进行报警操作和/或限位操作，其中限位操作包括限制塔式起重机起升、变幅、回转动作。反之，若控制器20判断满足正常工作情况，则进行正常起吊。

采用这样的实施方式可以达到效果：若塔式起重机的操作人员意图斜拉斜吊，则得到报警提醒，甚至限位；若起吊过程中，重物掉落(或部分重物掉落)，安全监控系统提醒塔式起重机的操作人员，甚至限制塔机运行。

第三工作阶段(吊载阶段)

在确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段的情况下，为了对每个阶段进行进一步监控，所述工作状态数据还可以进一步包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态。之后，所述控制器20可以根据吊重的重量、起升状态、变幅状态、以及回转状态来对该工作阶段是否存在安全隐患进行判断，图4E中示出了该工作阶段的安全控制过程如下：

在该阶段中，正常工作应该为：起升、变幅、回转可改变，且重量保持不变，且不为零。因此，控制器20可以在所述起升状态、所述变幅状态、和回转状态中的至少一者改变、并且所述重量改变(例如增大或减小)的情况下，确定此时可能出现误挂吊物/重物，优选地进行安全控制操作，例如进行报警操作和/或限位操作，例如报警“重量增加/减小，请小心操作”。反之，若控制器20判断满足正常工作情况，则进行正常吊载。

采用这样的实施方式可以达到效果：若塔式起重机的操作人员意图是落钩，则得到提醒；若是塔式起重机误挂物体，则塔式起重机的操作人员得到提醒后可中止误挂操作。

第四工作阶段(落钩阶段)

在确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段的情况下，为了对每个阶段进行进一步监控，所述工作状态数据还可以进一步包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态。之后，所述控制器20可以根据吊重的重量、起升状态、变幅状态、以及回转状态来对该工作阶段是否存在安全隐患进行判断，图4F中示出了该工作阶段的安全控制过程如下：

在该阶段中，正常工作应该为：变幅、回转不改变，起升向下，重量减小。因此，控制器20可以，在所述起升状态为起升向下、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，确定此时可能出现落钩地面不能承受重物发生垮塌，优选地进行安全控制操作，例如进行报警操作和/或限位操作，其中报警操作可以包括声光报警危险，以及限位操作可以包括限制塔式起重机起升、变幅、回转动作。反之，若控制器20判断满足正常工作情况，则进行正常落钩。

采用这样的实施方式可以达到效果：若落钩地面垮塌，则得到提醒甚至限位，中止落钩行为。

更为优选地，控制器20还可以在四个工作阶段中在所述起升状态不改变、所述变幅状态和所述回转状态改变、并且所述重量改变(例如增大或减小)的情况下，确定可能发生斜拉斜吊，优选地进行安全控制操作，例如进行报警操作和/或限位操作，其中报警操作可以包括声光报警危险，以及限位操作可以包括限制塔式起重机起升、变幅、回转动作。

图6是根据本发明的一种实施方式的塔式起重机控制方法的示例流程图，如图6所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤S11，接收塔式起重机的工作状态数据；

步骤S12，根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及

步骤S13，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据包括吊物的重量和塔式起重机的起升状态，所述根据所述工作状态数据确定所述塔式起重机的工作阶段包括：在所述重量在第一预定时间内保持在第一重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段；在所述起升状态为起升向上并且所述重量增加的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段；在所述重量在第二预定时间内保持在第二重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段，其中所述第一重量范围和所述第二重量范围不同，所述第一重量范围中的最大值小于所述第二重量范围中的最小值；或者在所述起升状态为起升向下并且所述重量减小的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态、所述变幅状态、以及回转状态中的至少一者改变并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态或者回转状态改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作；在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线，以及在判断所述重量增加不符合所述关系曲线的情况下，确定所述塔式起重机存在危险动作，进行安全控制操作；或者在所述起升状态为起升向上并且所述重量减小的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线包括：判断所述重量从最小值增加到重量阈值的时间是否超过预定时间阈值；以及判断所述重量的单位时间内的增量是否随时间递增。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态、所述变幅状态、和回转状态中的至少一者改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态为起升向下、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

优选地，在所述起升状态不改变、所述变幅状态和所述回转状态改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

优选地，所述安全控制操作包括报警操作和/或限位操作。

应当理解的是，上述塔式起重机控制方法的各个具体实施例，均已在示例塔式起重机控制设备以及系统的实施例中做了详细地说明，如上所述，在此不再赘述。并且，本领域技术人员可以根据本发明实施例的公开选择上述各种实施例中的任一者，或者选择上述各种实施例的组合来配置塔式起重机控制设备以及系统，并且其他的替换实施例也落入本发明实施例的保护范围。以及，为了节省成本，本发明提供的塔式起重机控制设备可以集成在现有的现有塔机安全监控系统的PLC上，或者配置现有的PLC实现上述功能。

此外，本发明还提供了一种包括上述塔式起重机控制系统的塔式起重机，以提高整个工程机械的安全性和智能性。

采用本发明提供的塔式起重机控制方法、设备、系统以及塔式起重机，能够除了具备现有塔机安全监控系统的所有功能外，还可以对各状态参数进行关联分析，并结合塔机操作者的行为，判断出一些违规或者危险的操作，进行报警和限位，大大提高了塔机安全监控系统的安全性。同时，无需新增硬件设置(例如现有技术中的斜拉吊的检测均需要新增机械装置)，改善了控制方法，提高系统性能。因此，在不增加任何硬件成本的情况下，可大大提高安全性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (17)

1.一种塔式起重机控制方法，其特征在于，该方法包括：

接收塔式起重机的工作状态数据；

根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及

根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作；

其中，所述工作状态数据包括吊物的重量和塔式起重机的起升状态、变幅状态与回转状态，

所述根据所述工作状态数据确定所述塔式起重机的工作阶段包括：

在所述重量在第一预定时间内保持在第一重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段；

在所述起升状态为起升向上并且所述重量增加的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段；

在所述重量在第二预定时间内保持在第二重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段，其中所述第一重量范围和所述第二重量范围不同，所述第一重量范围中的最大值小于所述第二重量范围中的最小值；或者

在所述起升状态为起升向下并且所述重量减小的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段，

其中，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：在所述起升状态、所述变幅状态、以及回转状态中的至少一者改变并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：

在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态或者回转状态改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作；

在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，判断所述重量增加是否符合起吊过程重量与时间的关系曲线，以及在判断所述重量增加不符合所述关系曲线的情况下，确定所述塔式起重机存在危险动作，进行安全控制操作；或者

在所述起升状态为起升向上并且所述重量减小的情况下，进行安全控制操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线包括：

判断所述重量从最小值增加到重量阈值的时间是否超过预定时间阈值；以及

判断所述重量的单位时间内的增量是否随时间递增。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：

在所述起升状态、所述变幅状态、和回转状态中的至少一者改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段的情况下，根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据对所述塔式起重机进行安全控制操作包括：

在所述起升状态为起升向下、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在所述起升状态不改变、所述变幅状态和所述回转状态改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述安全控制操作包括报警操作和/或限位操作。

8.一种塔式起重机控制设备，其特征在于，该设备包括：

接收器，用于接收塔式起重机的工作状态数据；以及

控制器，用于根据所述工作状态数据，确定所述塔式起重机的工作阶段；以及根据所确定的工作阶段以及所述工作状态数据，对所述塔式起重机进行安全控制操作；

其中，所述工作状态数据包括吊物的重量和塔式起重机的起升状态、变幅状态与回转状态，

所述控制器还用于：

在所述重量在第一预定时间内保持在第一重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段；

在所述起升状态为起升向上并且所述重量增加的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段；

在所述重量在第二预定时间内保持在第二重量范围内的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段，其中所述第一重量范围和所述第二重量范围不同，所述第一重量范围中的最大值小于所述第二重量范围中的最小值；或者

在所述起升状态为起升向下并且所述重量减小的情况下，确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段，

其中，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第一工作阶段的情况下，所述控制器还用于：在所述起升状态、所述变幅状态、以及回转状态中的至少一者改变并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第二工作阶段的情况下，所述控制器还用于：

在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态或者回转状态改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作；

在所述起升状态为起升向上、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，判断所述重量增加是否符合起吊过程重量与时间的关系曲线，以及在判断所述重量增加不符合所述关系曲线的情况下，确定所述塔式起重机存在危险动作，进行安全控制操作；或者

在所述起升状态为起升向上并且所述重量减小的情况下，进行安全控制操作。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述判断所述重量增加是否符合所述起吊过程重量与时间的关系曲线包括：

判断所述重量从最小值增加到重量阈值的时间是否超过预定时间阈值；以及

判断所述重量的单位时间内的增量是否随时间递增。

11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第三工作阶段的情况下，所述控制器还用于：

在所述起升状态、所述变幅状态、和回转状态中的至少一者改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述工作状态数据还包括塔式起重机的变幅状态以及回转状态，在确定所述塔式起重机的工作阶段为第四工作阶段的情况下，所述控制器还用于：

在所述起升状态为起升向下、所述变幅状态和回转状态不改变、并且所述重量增加的情况下，进行安全控制操作。

13.根据权利要求8-12中任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：在所述起升状态不改变、所述变幅状态和所述回转状态改变、并且所述重量改变的情况下，进行安全控制操作。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述安全控制操作包括报警操作和/或限位操作。

15.一种塔式起重机控制系统，其特征在于，该系统包括：

多个检测装置或者塔式起重机安全监控系统，用于检测所述塔式起重机的工作状态数据；以及

根据权利要求8-14中任一项权利要求所述的塔式起重机控制设备。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述多个检测装置包括以下中的至少一者：称重传感器、起升高度传感器、幅度传感器、以及回转角度传感器。

17.一种塔式起重机，其特征在于，所述塔式起重机包括根据权利要求15或16所述的塔式起重机控制系统。