CN107702752A - 电动葫芦能效远程采集系统及方法 - Google Patents

电动葫芦能效远程采集系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107702752A
CN107702752A CN201711085234.0A CN201711085234A CN107702752A CN 107702752 A CN107702752 A CN 107702752A CN 201711085234 A CN201711085234 A CN 201711085234A CN 107702752 A CN107702752 A CN 107702752A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
electric block
energy
main control
control module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711085234.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107702752B (zh
Inventor
王松雷
百坚毅
朱志鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province
Original Assignee
Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province filed Critical Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province
Priority to CN201711085234.0A priority Critical patent/CN107702752B/zh
Publication of CN107702752A publication Critical patent/CN107702752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107702752B publication Critical patent/CN107702752B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Abstract

本发明公开了一种电动葫芦能效远程采集系统及方法，属于电气和自动化领域。该方法包括针对一个运转周期，通过主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；通过高度测量模块获取起升高度；获取电动葫芦的载荷重量；通过主控模块根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；通过主控模块根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值；通过GSM通信模块将能效值发送至服务器；解决了需要到现场测试来获取电动葫芦的能效值，测试效率不高的问题；达到了增加同一时间的电动葫芦的检测数量，提高能效采集的自动化程度和效率的效果。

Description

电动葫芦能效远程采集系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及电气和自动化领域，特别涉及一种电动葫芦能效远程采集系统及方法。
背景技术
电动葫芦作为起重机械类特种设备，因其制造方便、安装简易、维修简单、价格低廉以及操作灵活等特点，被广泛应用于物料搬运行业。据不完全统计，2016年底我国有电动葫芦生产企业450余家，年产量100余万台，且我国电动葫芦市场仍保持着较高的平均增速。由于我国电动葫芦用户众多，在电动葫芦这一类起重机械上的年能源消耗量巨大，目前我国电动葫芦总装机容量约为5.8亿千瓦，可见做好电动葫芦行业的节能工作具有重要的经济效益。
针对电动葫芦的能效测试和能效评价的研究和应用在我国刚刚起步，2013年中国国家标准化管理委员会首次发布了GB/T 30028-2013《电动葫芦能效测试方法》，以规范该类特种设备的能效测试，2016年首次发布了JB/T12745-2016《电动葫芦能效限额》。
目前在实际使用中，电动葫芦每次起吊的载荷和起升高度都会有变化，在实际工况下测试电动葫芦的能效值需要在更换载荷后人工手动测量载荷重量、标定测试系统，导致测试繁琐、测试流程的自动化程度不高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种电动葫芦能效远程采集系统及方法。该技术方案如下：
第一方面，提供了一种电动葫芦能效远程采集系统，该系统包括电能采集模块、无线通信模块、无线协调模块、GSM通信模块、高度测量模块、接口转换模块、主控模块、供电模块、外部存储模块、人机交互模块、驱动控制模块、载荷测量模块；
所述主控模块与所述无线协调模块、所述GSM通信模块、所述接口转换模块、所述供电模块、所述外部存储模块、所述人机交互模块、所述驱动控制模块分别连接；
所述驱动控制模块与电动葫芦的自动控制端口连接；
所述高度测量模块与所述无线通信模块连接；
所述无线通信模块与所述无线协调模块建立无线连接；
所述电能采集模块与所述接口转换模块连接；
所述人机交互模块，用于输入参数，向所述主控模块发送控制命令，显示测试数据；
所述载荷测量模块，用于测量电动葫芦的载荷重量；
所述高度测量模块，用于测量所述电动葫芦载荷的起升高度；
所述电能采集模块，用于采集电动葫芦的耗电量、电压、电流；
所述主控模块，用于根据所述控制命令生成电动葫芦控制指令并发送至所述驱动控制模块；
所述主控模块，用于通过所述接口转换模块向所述电能采集模块发送电能数据获取命令，接收所述接口转换模块发送的电能数据；
所述主控模块，用于通过所述无线协调模块和所述无线通信模块向所述高度测量模块发送电动葫芦负载的起升高度获取命令，接收所述无线协调模块发送的所述起升高度；
所述主控模块，用于向所述载荷测量模块发送载荷重量获取命令，接收所述载荷测量模块发送的载荷重量；
所述主控模块，用于计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；获取电动葫芦的载荷重量；根据所述起升高度和所述载荷重量，计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；根据所述供给能和所述有效能，计算出所述电动葫芦的能效值；
所述GSM通信模块，用于与服务器连接；
所述驱动控制模块，用于将所述电动葫芦控制指令发送至所述电动葫芦的自动控制端口；
所述外部存储模块，用于存储测试数据和计算结果；
所述供电模块，用于为所述电能采集模块、所述无线协调模块、所述GSM通信模块、所述载荷测量模块、所述高度测量模块、所述接口转换模块、所述主控模块、所述SD卡存储模块、所述人机交互模块、所述驱动控制模块供电。
可选的，所述供电模块至少包括锂电池和电池充放电保护电路；
所述锂电池与所述电池充放电保护电路连接；
所述锂电池，用于为所述电池充放电保护电路提供电源；
所述电池充放电保护电路，用于在所述锂电池发生过充放电时自动切断外部充放电回路。
可选的，所述电池供电模块还包括稳压电路；
所述稳压电路，用于对所述锂电池的输出电压进行整形稳压。
可选的，所述电能采集模块包括三相智能电表，所述主控模块包括控制芯片，所述无线通信模块和所述无线协调模块包括Zigbee通信芯片，所述高度测量模块包括激光测距传感器，所述GSM通信模块包括GSM通信芯片，所述载荷测量模块包括电流互感器；
所述外部存储模块包括SD卡和卡槽，所述SD卡放置在所述卡槽中；
所述驱动控制块包括电压转换芯片和固态继电器，所述控制芯片与所述电压转换芯片连接，所述电压转换芯片与所述固态继电器的驱动端连接，所述固态继电器与所述电动葫芦的自动控制端口连接。
第二方面，提供了一种电动葫芦能效远程采集方法，应用于如第一方面所示的系统，该方法包括：
针对一个运转周期，通过所述主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；
通过所述高度测量模块获取起升高度；
获取电动葫芦的载荷重量；
通过所述主控模块根据所述起升高度和所述载荷重量，计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；
通过所述主控模块根据所述供给能和所述有效能，计算出所述电动葫芦的能效值；
通过所述GSM通信模块将所述能效值发送至服务器。
可选的，通过所述主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能，包括：
通过所述微处理器主控模块按如下公式计算所述电动葫芦的起升机构完成起升动作的供给能：
Ei＝3.6×106Di，
其中，Ei表示第i个运转周期的供给能，Di表示第i个运转周期电动葫芦在上升阶段的电能。
可选的，所述获取电动葫芦的载荷重量，包括：
通过所述电流互感器获取所述电动葫芦的空载电流，通过电能采集模块获取所述电动葫芦的空载电能；
通过所述电流互感器获取电动葫芦的负载电流，通过所述电能采集模块获取所述电动葫芦的负载电能；
通过所述主控模块根据所述起升高度和起升时间，确定出空载时的起升速度；
通过所述主控模块根据起升电机的定子阻值、所述空载电能、所述负载电能、所述空载电流和所述负载电流、所述起升速度，按如下公式计算出所述载荷重量：
其中，G表示载荷重量，E2表示负载电流，E1表示空载电流，i2表示负载电流，i1表示空载电流，R表示起升电机的定子阻值，V0表示空载时的起升速度。
可选的，所述通过所述主控模块根据所述起升高度和所述载荷重量，计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能，包括：
通过所述主控模块按如下公式计算所述有效能：
Qi＝GHi，
其中，Qi表示第i个运转周期的有效能，G表示所述载荷重量，Hi表示电动葫芦载荷在第i个运转周期的起升高度。
可选的，所述通过所述主控模块根据所述供给能和所述有效能，计算出所述电动葫芦的能效值，包括：
通过所述主控模块按如下公式计算所述电动葫芦的能效值：
能效值＝供给能/有效能*100％。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过针对一个运转周期，通过主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；通过高度测量模块获取起升高度；获取电动葫芦的载荷重量；通过主控模块根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；通过主控模块根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值；通过GSM通信模块将能效值发送至服务器；解决了需要到现场测试来获取电动葫芦的能效值，测试效率不高的问题；达到了增加同一时间的电动葫芦的检测数量，提高能效采集的自动化程度和效率的效果。
利用载荷测量模块测量载荷重量，每次更换负载都不需要人工测量载荷重量，无需检测人员到现场测试，利用GSM通信模块与服务器建立连接，使得同时测量电动葫芦能效值的设备数量不受限制，可以远程获取检测数据和检测结果，提高了测试效率的计算精度、降低了劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集系统的结构框图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种电池充放电保护电路的电路示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集系统的局部电路示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集系统的局部电路示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集系统的局部电路示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集系统的局部电路示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集系统的局部电路示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种电动葫芦能效远程采集方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1，其示出了本发明一个实施例提供的电动葫芦能效远程采集系统的结构框图。如图1所示，该电动葫芦能效远程采集系统包括：主控模块101、接口转换模块102、电能采集模块103、载荷测量模块104、高度测量模块107、无线通信模块106、无线协调模块105、人机交互模块111、GSM通信模块112、外部存储模块110、驱动控制模块109、供电模块108。
主控模块101与无线协调模块105、GSM通信模块112、接口转换模块102、供电模块108、外部存储模块110、人机交互模块111、驱动控制模块109分别连接。
驱动控制模块109与电动葫芦的自动控制端口连接。
高度测量模块107与无线通信模块106连接。
无线通信模块106与无线协调模块105建立无线连接。
电能采集模块103与接口转换模块102连接。
电能采集模块103通过接口模块102与主控模块101进行通信。
人机交互模块111，用于输入参数，响应用户操作，向主控模块101发送控制命令，显示测试数据以及实时显示测试过程中各种物理量变化及测试流程走向。
当用户在人机交互模块内的触摸设备上操作时，人机交互模块响应用户操作，向主控模块发送与操作对应的控制命令。
载荷测量模块104，用于测量电动葫芦的载荷重量。
高度测量模块107，用于测量电动葫芦载荷的起升高度。
电能采集模块103，用于采集电动葫芦的耗电量、电压、电流。
高度测量模块104测量得到的起升距离通过无线通信模块106发送至无线协调模块105，无线协调模块105再将接收到的起升距离发送至主控模块101。
通过无线通信模块106和无线协调模块105实现数据传输，避免在测试现场部署总线。
需要说明的是，高度测量模块107的数量不唯一，高度测量模块107的数量根据实际测试的电动葫芦的数量确定；与高度测量模块107连接的无线通信模块的数量不唯一，与主控模块101连接的无线协调模块可与多个无线通信模块建立无线通信。
主控模块101，用于根据控制命令生成电动葫芦控制指令并发送至驱动控制模块；
主控模块101，用于通过接口转换模块102向电能采集模块103发送电能数据获取命令，接收接口转换模块发送的电能数据；
主控模块101，用于通过无线协调模块105和无线通信模块106向高度测量模块107发送电动葫芦负载的起升高度获取命令，接收无线协调模块105发送的起升高度；
主控模块101，用于向载荷测量模块104发送载荷重量获取命令，接收载荷测量模块104发送的载荷重量；
主控模块101，用于计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；获取电动葫芦的载荷重量；根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值。
驱动控制模块109用于放大主控模块101的IO口弱电信号，并将电动葫芦控制指令发送至电动葫芦的自动控制端口，电动葫芦控制指令用于控制电动葫芦运行的循环次数和接电持续率中的至少一种。
可选的，电动葫芦控制指令用于根据流程和工况控制电动葫芦运行的循环次数和接电持续率。
电动葫芦的工况包括上升、悬停、下降、悬停。
GSM通信模块112用于与服务器连接。
通过GSM通信模块112将能效值和文件之类的数据发送至服务器。
外部存储模块110用于存储测试数据和计算结果。
供电模块108，用于为电能采集模块103、无线协调模块105、GSM通信模块112、高度测量模块107、接口转换模块102、主控模块101、外部存储模块110、人机交互模块111、驱动控制模块109供电。
可选的，供电模块至少包括锂电池和电池充放电保护电路；
锂电池与电池充放电保护电路连接；
锂电池，用于为电池充放电保护电路提供电源；
电池充放电保护电路，用于在锂电池发生过充放电时自动切断外部充放电回路。
当锂电池发生过充时，电池充放电保护电路自动切断充电回路，阻止继续充电；发生过放时，电池充放电保护电路自动切断放电回路，阻止继续放电。
可选的，电池供电模块还包括稳压电路；
稳压电路，用于对锂电池的输出电压进行整形稳压。
稳压电路将锂电池提供的电压进行稳压和滤波，输出稳定的5V和3.3V工作电压。
可选的，电池充放电保护电路包括电池保护芯片。电池保护芯片与锂电池连接。
图2示例性地示出了一种电池充放电保护电路的电路示意图，如图2所示，电池保护芯片S-8262A的第一输出端CO与第一NMOS管Q3的栅极连接，电池保护芯片的第二输出端DO与第二NMOS管Q2的栅极连接，第一NMOS管Q3的漏极与第二NMOS管Q2的漏极连接，第一NMOS管Q3的源极和第二NMOS管Q2的源极之间连接有指示灯电路，指示灯电路包括发光二极管。
锂电池Battery与电池保护芯片S-8262A连接。正常充电时，电池保护芯片S-8262A的第一输出端CO输出高电平，第一NMOS管Q3导通，正常充电指示灯D4亮；过充时，电池保护芯片S-8262A的第一输出端CO输出低电平，第一NMOS管Q3截止，停止充电，正常充电指示灯D4灭，电池保护芯片S-8262A的第三输出端AO输出低电平，过充指示灯D1亮；正常放电时，电池保护芯片S-8262A的第二输出端DO输出高电平，第二NMOS管Q2导通，指示灯D5亮；过放时，电池保护芯片S-8262A的第二输出端DO输出低电平，第二NMOS管Q2截止，停止放电。
端EB+和端EB-构成锂电池的充电端口和输出端口。
通过三个指示灯D1、D4和D5可清楚的知道锂电池的工作状态。而且在放电过程中电池电压会逐渐下降至终止电压，终止电压一般为2.5V～3.0V。
可选的，主控模块包括控制芯片；电能采集模块包括三相智能电表，三相智能电表通过RS485总线与接口转换模块连接，控制芯片通过UART口与接口转换模块连接。
接口转换模块实现RS485信号和TTL信号的转换。
主控模块中的控制芯片通过UART串口向接口转换模块发送协议帧，接口转换模块将协议帧转发给电能采集模块，电能采集模块根据协议帧通过接口转换模块将电能数据发送回主控模块中的控制芯片。
高度测量模块包括激光测距传感器，载荷测量模块包括电流互感器。
无线通信模块和无线协调模块包括Zigbee通信芯片，无线通信模块中的Zigbee通信芯片与高度测量模块中的激光测距传感器连接，无线协调模块中的Zigbee通信芯片通过UATR口与控制芯片连接。
电流互感器与控制芯片连接。
电流互感器获取电动葫芦的空载电流和负载电流，并将空载电流和负载电流发送至主控模块的控制芯片。
GSM通信模块包括GSM通信芯片，GSM通信芯片通过URAT口与GPIO口与控制芯片连接。
外部存储模块包括SD卡和卡槽，SD卡放置在卡槽中，卡槽与控制芯片连接
驱动模块控制包括电压转换芯片和固态继电器，控制芯片的输出端与电压转换芯片连接，电压转换芯片的输出端与固态继电器的驱动端连接，固态继电器与电动葫芦的自动控制端口连接。
固态继电器控制电动葫芦的起升/下降接触器，来控制电动葫芦升降、下降和悬停。
其中，SD卡可拔插，支持不同容量的SD卡。
通过固态继电器控制电动葫芦的起升/下降接触器，控制电动葫芦升降、悬停。
以控制芯片的型号为STM32F407VET6，Zigbee通信芯片的型号为CC25302.4GHz，GSM通信芯片的型号为Risym A6，电压转换芯片的型号为SN74LVC4245，固态继电器的型号为G3MB-202P，三相智能电表的型号为DSSX/DTSX838，人机交互模块的型号为DMT80480T050_02W为例，图3至图7示例性地示出了本发明实施例所提供的电动葫芦能效远程采集系统的电路示意图。
图4中的+3.3V电源由供电模块提供，晶振Y1为RF收发器时钟源和系统时钟源，晶振Y2用于驱动休眠时钟和看门狗时钟，RF_P和RF_N引脚外接巴伦匹配电路，SMA接口外接单极子天线；Zigbee无线通信芯片CC2530的P2_2和P2_3引脚为UART通信接口，与控制芯片STM32F407VET6的UART接口相连，组成全双工通道。
图5中外部存储模块中的卡槽通过SDIO接口与控制芯片STM32F407VET6连接，实现卡槽中SD卡数据的读取和写入。图5中卡槽的SD_DT0、SD_DT1、SD_DT2、SD_DT3、SD_CLK、SD_CMD引脚分别与控制芯片STM32F407VET6的SDIO_D0、SDIO_D1、SDIO_D2、SDIO_D3、SDIO_CK、SDIO_CMD引脚相连，且均使用10K电阻上拉至3.3V。
其中，图5中的SD_DT0、SD_DT1、SD_DT2、SD_DT3为数据传输引脚，SD_CLK为时钟信号引脚，SD_CMD为控制信号引脚。
图6中GSM通信芯片Risym A6的UART3_RX、UART3_TX引脚分别与控制芯片STM32F407VET6的UART3_RX、UART3_TX引脚连接，完成数据交互；图6中GSM通信芯片RisymA6的INT、EN引脚分别与控制芯片STM32F407VET6的GPIO引脚PB0、PB1相连。
其中，INT为低功耗使能引脚，EN为模块使能引脚，控制芯片STM32F407VET6通过在程序中控制这引脚INT、EN的电平高低，控制工作耗能。
图7中3.3V和5V电源由供电模块提供，由于G3MB-202P型固态继电器的驱动电压为5V，控制芯片STM32F407VET6的GPIO口电压为3.3V，所以使用电压转换芯片SN74LVC4245将3.3V电压转换为5V电压。
电压转换芯片的IO1至IO8引脚与控制芯片的GPIO口IO1至IO8连接，每个固态继电器的驱动端IN-与电压转换芯片的输出端连接，以固态继电器O8为例，固态继电器O8的IN-端与电压转换芯片的输出端IN8连接，当控制芯片的IO8输出低电平时，电压转换芯片的IO8口输出低电平，固态继电器闭合，与固态继电器连接的电动葫芦的自动控制端口接通。
可选的，固态继电器的接入数量可根据实际需要确定，最多接入8个固态继电器。
在每个测试周期开始前，需要输入电动葫芦的起升电机的定子阻值，以及针对不同的负载，需要电动葫芦做一次空载起升，电能采集模块测量空载时系统输入的电能，载荷测量模块中的电流互感器测量空载电流，高度测量模块测量空载时的起升高度。
其中，起升电机的定子阻值为型式试验数据或仪表测量获得，由人机交互模块输入。
请参考图8，其示出了本发明一个实施例提供的电动葫芦能效远程采集方法的流程图，该电动葫芦能效采集方法适用于如图1所示的电动葫芦能效远程采集系统中。如图8所示，该电动葫芦能效远程采集方法至少包括如下几个步骤：
步骤801，针对一个运转周期，通过主控模块计算电动葫芦的起升机构完成起升动作的供给能。
一个测试周期包括若干个运转周期。
步骤802，通过高度测量模块获取起升高度。
高度测量模块通过激光测距传感器测量起升高度，测量方向向下，起升距离的计算公式为Hi＝li2-li1，li1表示第i个运转周期起升前，电动葫芦载荷的高度，li2表示第i个运转周期起升后，电动葫芦载荷完全静止时的高度。
步骤803，获取电动葫芦的载荷重量。
步骤804，通过主控模块根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能。
步骤805，通过主控模块根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值。
一个测试周期的能效平均值由该测试周期内每个运转周期对应的能效值之和求平均得到。
步骤806，通过GSM通信模块将能效值发送至服务器。
通过GSM通信模块将能效值和测试过程中产生的过程数据，比如电流、电压、电能发送至服务器。
相应地，服务器通过GSM通信模块控制主控模块的运行。
服务器对GSM通信模块发送的能效值和过程数据进行分析。
综上所述，本发明实施例提供的电动葫芦能效远程采集方法，通过针对一个运转周期，通过主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；通过高度测量模块获取起升高度；获取电动葫芦的载荷重量；通过主控模块根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；通过主控模块根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值；通过GSM通信模块将能效值发送至服务器；解决了需要到现场测试来获取电动葫芦的能效值，测试效率不高的问题；达到了增加同一时间的电动葫芦的检测数量，提高能效采集的自动化程度和效率的效果。
利用载荷测量模块测量载荷重量，每次更换负载都不需要人工测量载荷重量，无需检测人员到现场测试，利用GSM通信模块与服务器建立连接，使得同时测量电动葫芦能效值的设备数量不受限制，可以远程获取检测数据和检测结果，提高了测试效率的计算精度、降低了劳动强度。
本发明另一个实施例提供的电动葫芦能效远程采集方法的流程图，该电动葫芦能效远程采集方法适用于如图1所示的电动葫芦能效远程采集系统中。该电动葫芦能效远程采集方法至少包括如下几个步骤：
步骤901，针对一个运转周期，通过主控模块计算电动葫芦的起升机构完成起升动作的供给能。
一个测试周期包括若干个运转周期。
可选的，通过微处理器主控模块按如下公式计算电动葫芦的起升机构完成起升动作的供给能：
Ei＝3.6×106Di。
其中，Ei表示第i个运转周期的供给能，Di表示第i个运转周期电动葫芦在上升阶段的电能。
Di的数值为三相智能电表的示数。
Di通过接口转换模块发送至主控模块。
步骤902，通过高度测量模块获取起升高度。
高度测量模块通过激光测距传感器测量起升高度，测量方向向下，起升距离的计算公式为Hi＝li2-li1，li1表示第i个运转周期起升前，电动葫芦负载的高度，li2表示第i个运转周期起升后，电动葫芦负载完全静止时的高度。
步骤903，获取电动葫芦的载荷重量。
该步骤由如下几个步骤实现：
步骤9031，通过电流互感器获取电动葫芦的空载电流，通过电能采集模块获取电动葫芦的空载电能。
电动葫芦的空载电流由载荷测量模块中的电流互感器在执行步骤901之前获取。
电动葫芦的空载电能由电能采集模块在执行步骤901之前获取。
步骤9032，通过电流互感器获取电动葫芦的负载电流，通过电能采集模块获取电动葫芦的负载电能。
电动葫芦的负载电流在电动葫芦安装负载后的第一次升起时获取。
步骤9033，通过主控模块根据起升高度和起升时间，确定出空载时的起升速度。
起升速度等于起升高度除以起升时间，起升时间由控制芯片提供。
步骤9034，通过主控模块根据起升电机的定子阻值、空载电能、负载电能、空载电流和负载电流、起升速度，按如下公式计算出载荷重量：
其中，G表示载荷重量，E2表示负载电流，E1表示空载电流，i2表示负载电流，i1表示空载电流，R表示起升电机的定子阻值，V0表示空载时的起升速度。
步骤904，通过主控模块根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能。
可选的，通过主控模块按如下公式计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能：
Qi＝GHi。
其中，Qi表示第i个运转周期的有效能，G表示所述载荷重量，Hi表示电动葫芦载荷在第i个运转周期的起升高度。
步骤905，通过主控模块根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值。
能效值＝供给能/有效能*100％，即
δi表示第i个运转周期的能效值。
一个测试周期的能效平均值由该测试周期内每个运转周期对应的能效值之和求平均得到，即
T表示一个测试周期中运转周期的数量。根据的GB/T 30028-2013《电动葫芦能效测试方法》规定，T的值为10。
可选的，一个测试周期的能效平均值由服务器根据每个运转周期的能效值获得。
可选的，通过主控模块计算一个测试周期的能效平均值。
步骤906，通过GSM通信模块将能效值发送至服务器。
可选的，通过GSM通信模块将每个运转周期的能效值发送至服务器，再由服务器计算一个测试周期的能效平均值。
可选的，通过GSM通信模块将一个测试周期的能效平均值发送至服务器。
通过GSM通信模块将能效值和测试过程中产生的过程数据，比如电流、电压、电能发送至服务器。
相应地，服务器通过GSM通信模块控制主控模块的运行。
服务器对GSM通信模块发送的能效值和过程数据进行分析。
综上所述，本发明实施例提供的电动葫芦能效远程采集方法，通过针对一个运转周期，通过主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；通过高度测量模块获取起升高度；获取电动葫芦的载荷重量；通过主控模块根据起升高度和载荷重量，计算电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；通过主控模块根据供给能和有效能，计算出电动葫芦的能效值；通过GSM通信模块将能效值发送至服务器；解决了需要到现场测试来获取电动葫芦的能效值，测试效率不高的问题；达到了增加同一时间的电动葫芦的检测数量，提高能效采集的自动化程度和效率的效果。
利用载荷测量模块测量载荷重量，每次更换负载都不需要人工测量载荷重量，无需检测人员到现场测试，利用GSM通信模块与服务器建立连接，使得同时测量电动葫芦能效值的设备数量不受限制，可以远程获取检测数据和检测结果，提高了测试效率的计算精度、降低了劳动强度。
需要说明的是：上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动葫芦能效远程采集系统，其特征在于，所述系统包括电能采集模块、无线通信模块、无线协调模块、GSM通信模块、高度测量模块、接口转换模块、主控模块、供电模块、外部存储模块、人机交互模块、驱动控制模块、载荷测量模块；
所述主控模块与所述无线协调模块、所述GSM通信模块、所述接口转换模块、所述供电模块、所述外部存储模块、所述人机交互模块、所述驱动控制模块分别连接；
所述驱动控制模块与电动葫芦的自动控制端口连接；
所述高度测量模块与所述无线通信模块连接；
所述无线通信模块与所述无线协调模块建立无线连接；
所述电能采集模块与所述接口转换模块连接；
所述人机交互模块，用于输入参数，向所述主控模块发送控制命令，显示测试数据；
所述载荷测量模块，用于测量电动葫芦的载荷重量；
所述高度测量模块，用于测量所述电动葫芦载荷的起升高度；
所述电能采集模块，用于采集电动葫芦的耗电量、电压、电流；
所述主控模块，用于根据所述控制命令生成电动葫芦控制指令并发送至所述驱动控制模块；
所述主控模块，用于通过所述接口转换模块向所述电能采集模块发送电能数据获取命令，接收所述接口转换模块发送的电能数据；
所述主控模块，用于通过所述无线协调模块和所述无线通信模块向所述高度测量模块发送电动葫芦负载的起升高度获取命令，接收所述无线协调模块发送的所述起升高度；
所述主控模块，用于向所述载荷测量模块发送载荷重量获取命令，接收所述载荷测量模块发送的载荷重量；
所述主控模块，用于计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；获取电动葫芦的载荷重量；根据所述起升高度和所述载荷重量，计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；根据所述供给能和所述有效能，计算出所述电动葫芦的能效值；
所述GSM通信模块，用于与服务器连接；
所述驱动控制模块，用于将所述电动葫芦控制指令发送至所述电动葫芦的自动控制端口；
所述外部存储模块，用于存储测试数据和计算结果；
所述供电模块，用于为所述电能采集模块、所述无线协调模块、所述GSM通信模块、所述载荷测量模块、所述高度测量模块、所述接口转换模块、所述主控模块、所述SD卡存储模块、所述人机交互模块、所述驱动控制模块供电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电模块至少包括锂电池和电池充放电保护电路；
所述锂电池与所述电池充放电保护电路连接；
所述锂电池，用于为所述电池充放电保护电路提供电源；
所述电池充放电保护电路，用于在所述锂电池发生过充放电时自动切断外部充放电回路。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电池供电模块还包括稳压电路；
所述稳压电路，用于对所述锂电池的输出电压进行整形稳压。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电能采集模块包括三相智能电表，所述主控模块包括控制芯片，所述无线通信模块和所述无线协调模块包括Zigbee通信芯片，所述高度测量模块包括激光测距传感器，所述GSM通信模块包括GSM通信芯片，所述载荷测量模块包括电流互感器；
所述外部存储模块包括SD卡和卡槽，所述SD卡放置在所述卡槽中；
所述驱动控制块包括电压转换芯片和固态继电器，所述控制芯片与所述电压转换芯片连接，所述电压转换芯片与所述固态继电器的驱动端连接，所述固态继电器与所述电动葫芦的自动控制端口连接。
5.一种电动葫芦能效远程采集方法，应用于权利要求1至4任一所述的系统，其特征在于，所述方法包括：
针对一个运转周期，通过所述主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能；
通过所述高度测量模块获取起升高度；
获取电动葫芦的载荷重量；
通过所述主控模块根据所述起升高度和所述载荷重量，计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能；
通过所述主控模块根据所述供给能和所述有效能，计算出所述电动葫芦的能效值；
通过所述GSM通信模块将所述能效值发送至服务器。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述主控模块计算电动葫芦起升机构完成起升动作的供给能，包括：
通过所述微处理器主控模块按如下公式计算所述电动葫芦的起升机构完成起升动作的供给能：
Ei＝3.6×106Di，
其中，Ei表示第i个运转周期的供给能，Di表示第i个运转周期电动葫芦在上升阶段的电能。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取电动葫芦的载荷重量，包括：
通过所述电流互感器获取所述电动葫芦的空载电流，通过所述电能采集模块获取所述电动葫芦的空载电能；
通过所述电流互感器获取所述电动葫芦的负载电流，通过所述电能采集模块获取所述电动葫芦负载电能；
通过所述主控模块根据所述起升高度和起升时间，确定出空载时的起升速度；
通过所述主控模块根据起升电机的定子阻值、所述空载电能、所述负载电能、所述空载电流和所述负载电流、所述起升速度，按如下公式计算出所述载荷重量：
<mrow> <mi>G</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>E</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <mn>3</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>i</mi> <mn>2</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>i</mi> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <mi>R</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>/</mo> <msub> <mi>V</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow>
其中，G表示载荷重量，E2表示负载电流，E1表示空载电流，i2表示负载电流，i1表示空载电流，R表示起升电机的定子阻值，V0表示空载时的起升速度。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述主控模块根据所述起升高度和所述载荷重量，计算所述电动葫芦完成升降动作所产生的有效能，包括：
通过所述主控模块按如下公式计算所述有效能：
Qi＝GHi，
其中，Qi表示第i个运转周期的有效能，G表示所述载荷重量，Hi表示电动葫芦载荷在第i个运转周期的起升高度。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述主控模块根据所述供给能和所述有效能，计算出所述电动葫芦的能效值，包括：
通过所述主控模块按如下公式计算所述电动葫芦的能效值：
能效值＝供给能/有效能*100％。
CN201711085234.0A 2017-11-07 2017-11-07 电动葫芦能效远程采集系统及方法 Active CN107702752B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711085234.0A CN107702752B (zh) 2017-11-07 2017-11-07 电动葫芦能效远程采集系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711085234.0A CN107702752B (zh) 2017-11-07 2017-11-07 电动葫芦能效远程采集系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107702752A true CN107702752A (zh) 2018-02-16
CN107702752B CN107702752B (zh) 2020-03-27

Family

ID=61178662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711085234.0A Active CN107702752B (zh) 2017-11-07 2017-11-07 电动葫芦能效远程采集系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107702752B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112285415A (zh) * 2020-10-15 2021-01-29 南京中达科技有限公司 一种基于云平台的电力设备能效监测装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201852711U (zh) * 2010-10-20 2011-06-01 北京起重运输机械设计研究院 一种起升机构能效和性能测试系统
KR101049192B1 (ko) * 2011-02-01 2011-07-14 (주)하나닉스 2.4㎓ 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템
CN103964312A (zh) * 2014-05-21 2014-08-06 江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院 电动葫芦能效测试装置及测试方法
CN104003304A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 上海简奇数码科技有限公司 具有能效监测功能的起重机安全监测装置
CN203976235U (zh) * 2014-05-21 2014-12-03 江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院 电动葫芦能效测试装置
CN105486955A (zh) * 2015-12-25 2016-04-13 北京起重运输机械设计研究院 一种电动葫芦能效测试方法及系统
US20170008739A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-12 General Electric Company System and method for lifting with spreader bar

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201852711U (zh) * 2010-10-20 2011-06-01 北京起重运输机械设计研究院 一种起升机构能效和性能测试系统
KR101049192B1 (ko) * 2011-02-01 2011-07-14 (주)하나닉스 2.4㎓ 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템
CN103964312A (zh) * 2014-05-21 2014-08-06 江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院 电动葫芦能效测试装置及测试方法
CN203976235U (zh) * 2014-05-21 2014-12-03 江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院 电动葫芦能效测试装置
CN104003304A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 上海简奇数码科技有限公司 具有能效监测功能的起重机安全监测装置
US20170008739A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-12 General Electric Company System and method for lifting with spreader bar
CN105486955A (zh) * 2015-12-25 2016-04-13 北京起重运输机械设计研究院 一种电动葫芦能效测试方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱道淑: "电动葫芦能效测试", 《起重运输机械》 *
王松雷等: "便携式电动葫芦能效测试仪的研发", 《起重运输机械》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112285415A (zh) * 2020-10-15 2021-01-29 南京中达科技有限公司 一种基于云平台的电力设备能效监测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107702752B (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104635571B (zh) 闸门远程控制系统及其远程控制方法
CN205301569U (zh) 一种基于移动终端的智能电表检测系统
CN105486955A (zh) 一种电动葫芦能效测试方法及系统
CN103964312A (zh) 电动葫芦能效测试装置及测试方法
CN101408594A (zh) 一种适用于直流电源纹波系数监测装置
CN107727972A (zh) 电动葫芦能效自动测试系统及方法
CN104931002A (zh) 输电线路舞动轨迹多维度监测系统及监测方法
CN107702752A (zh) 电动葫芦能效远程采集系统及方法
CN204902803U (zh) 一种施工隧道内水平位移自动测量系统
CN206224176U (zh) 一种基于振弦传感器的数据采集与传输系统
CN207487727U (zh) 电动葫芦能效远程采集系统
CN106292451B (zh) 一种基于振弦传感器的数据采集与传输系统及工作方法
CN205787003U (zh) 一种pcb智能检测装置
CN204007634U (zh) 用于路基垂直管道倾斜度的检测装置
CN204203438U (zh) 蓄电池放电测试仪
CN207488382U (zh) 电动葫芦能效自动测试系统
CN206807145U (zh) 一种配电终端的自动化测试装置
CN205404835U (zh) 电力电缆巡检仪
CN209525391U (zh) 一种非接触便携式回路电阻测试仪
CN105375586A (zh) 电池充放电管理装置及用该装置制成的计量仪表
CN204988257U (zh) 输电线路舞动轨迹多维度监测系统
CN204242380U (zh) 基于2.4g无线传输的分布式自动气象站
CN209197839U (zh) 一种水塔水位测量装置
CN209963817U (zh) 具有自供电功能的振动筛监控用组合式传感器
CN206594499U (zh) 一种智能控制的停车场占位桩

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant