CN109292632A - 一种多机智慧起重机及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多机智慧起重机及工作方法,多机智慧起重机包括两台以上的起重机、中控机、总显示屏、调度控制器和传感器。工作方法为每台起重机将健康诊断和效能评估数据通过控制器传输到中控机中,通过总显示屏进行显示,中控机根据每台起重机的效能评估数据通知调度控制器,利用调度控制器调度货物。利用本发明,能对起重机动力系统进行健康监测,并将健康监测数据在中控机处处理,能对能效进行评估,监测到各智慧起重机的工作能效,有目的的调度吊装的货物,提高作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及起重机,尤其是多机智慧起重机的工作方法。
背景技术
现有的起重机主要包括底座、安装在底座上的回转支承、安装在回转支承上的回转平台、安装在回转平台上的三角架、铰接在回转平台上的吊臂、安装在回转平台上的绞车和连接在绞车上的钢丝绳,还包括油箱、与油箱连通的液压泵、连接在液压泵输出端的液压管路系统和连接在液压管路系统输出的液压马达,液压马达驱动绞车工作。而随着智能化系统的发展,起重机也再向智能化方向发展。
对于传统的起重机,基本上是对重要故障进行预警、报警,便于操作人员及时停机,而对其他的安全性能检测较少。另外,起重机在工作一段时间后,即使能够正常工作,也需要经常对起重机进行检修,而盲目的检修需要花费大量的时间,同时对检修人员的技术性能要求较高,并且难以检测出问题所在。再有在现有起重机中,起重机的能效利用率如何始终是个未知数,这样不利于操作人员知晓工作时的能效及历史能效情况。
而目前的起重机即使采用了智能控制的系统,但现有的每台起重机都是各自独立工作,对检测到的数据不能进行汇集,特别是吊装货物时,在同一区域内,有些起重机处于满负荷工作,有些起重机处于空置状态或处于满负荷与空置状态之间,这样,就容易造成在整个区域内各起重机的能效不同,降低了作业效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种多机智慧起重机及工作方法,利用本发明,能对起重机动力系统进行健康监测,并将健康监测数据在中控机处处理,能对能效进行评估,监测到各智慧起重机的工作能效,有目的的调度吊装的货物,提高作业效率。
为达到上述目的,一种多机智慧起重机的工作方法,包括两台以上的智慧起重机、中控机、总显示屏和调度控制器,中控机与每台起重机的控制器连接,总显示屏连接在中控机上,在中控机上设置有每台起重机对应的编码;每台起重机将健康诊断和效能评估数据通过控制器传输到中控机中,通过总显示屏进行显示,中控机根据每台起重机的效能评估数据通知调度控制器,利用调度控制器调度货物;
所述的监控诊断数据通过监控诊断方法获得,健康诊断方法包括液压系统传动装置的健康诊断;液压系统传动装置的健康诊断方法为:用第一流量传感器检测液压系统的流量Q,并将流量信号传输到控制器中,用第一速度传感器检测绞车滚筒的旋转速度V,单位为:km/h,并将旋转速度V传输到控制器中,用第二速度传感器检测液压泵的转速n,并将转速n输入到控制器中,用第二流量传感器检测液压泵输出端的流量Q泵,单位为L/min,并将流量Q泵传输到控制器中;用第三速度传感器检测液压马达的转速n2,并将转速n2输入到控制器中,用第三流量传感器检测通过液压马达的流量Q马,并将流量Q马输入到控制器中;在控制器中利用如下公式计算理论旋转速度V1,单位为km/h;
V1=0.1882·Q·D·η1·η2·η3/∑q
其中,Q为液压系统的实际流量,单位为:L/min
D为滚筒的直径,单位为:mm
η1----液压泵的容积效率,对齿轮泵η1=0.88~0.90,
η2----系统中阀件容积效率,
η3---液压马达容积效率,
∑q为液压系统的总排量,单位为L/min;
在控制器中,用V1与V进行比较,如果旋转速度V偏离理论旋转速度V1所设定的公差值,诊断传动装置出现健康问题;
用如下公式计算液压泵的理论流量Q2;
其中,Vg为液压泵的排量,单位为:ml/r,△P为液压泵输入端与输出端之间的压差,单位为:Mpa,n为转速,单位为r/min,ηv1为液压泵的容积效率;
在控制器中,用Q2与Q泵进行别计较,如果Q泵偏离Q2所设定的公差值,诊断液压泵有健康问题;
用如下公式计算液压泵的理论流量Q3;
其中,Vg为液压马达的排量,单位为:ml/r,△P为液压马达输入端与输出端之间的压差,单位为:Mpa,n2为转速,单位为r/min,ηv2为液压马达的容积效率;
在控制器中,用Q3与Q马进行别计较,如果Q马偏离Q3所设定的公差值,诊断液压马达有健康问题;
效能评估数据通过效能评估方法获得,效能评估方法为:用压力传感器检测液压泵的液压压力P泵,单位为Mpa,并将液压压力P泵传输到控制器中,用第二流量传感器检测液压泵输出端的流量Q泵,单位为L/min,并将流量Q泵传输到控制器中,在控制器中用如下公式计算液压泵的实际功率N,单位为KW;
N=PQ/60η
其中,η为液压泵的总效率;
用力传感器检测吊装货物或人的拉力F,单位为KN,并将拉力F输入到控制器中,用第四速度传感器检测与货物或人连接的钢丝绳的速度V,单位为Km/h,并将速度V输入到控制器中,在控制器中用如下公式计算吊装功率P吊,单位为KW;
P吊=FV
在控制器中,计算出P吊与N的比值i,利用时间作为X轴,用时间对应的i值作为Y轴,在控制器中形成时间与i的曲线关系,并通过显示屏显示时间与i的曲线图。
多台智慧起重机包括两台以上的起重机、中控机、总显示屏和调度控制器,中控机与每台起重机的控制器连接,总显示屏连接在中控机上,在中控机上设置有每台起重机对应的编码;起重机包括底座、安装在底座上的回转支承、安装在回转支承上的回转平台、安装在回转平台上的三角架、铰接在回转平台上的吊臂、安装在回转平台上的绞车和连接在绞车上的钢丝绳,还包括油箱、与油箱连通的液压泵、连接在液压泵输出端的液压管路系统和连接在液压管路系统输出的液压马达,液压马达驱动绞车工作;控制器上连接有显示屏;在控制器上连接有安装在液压管路系统中的第一流量传感器、安装在绞车滚筒上的第一速度传感器、安装在液压泵上的第二速度传感器、安装在液压泵输出端的第二流量传感器、安装在液压马达上的第三速度传感器、安装在液压马达上的第三流量传感器、安装在液压泵上的压力传感器、安装在钢丝绳上的力传感器和用于检测钢丝绳速度的第四速度传感器。
进一步的,η1=0.96~0.97,η2=0.985~0.995,η3=0.97~0.98。
进一步的,旋转速度V偏离理论旋转速度V1的公差值为±1km/h属于正常。
进一步的,实际流量Q泵偏离理论流量Q2的公差值为±1L/min属于正常;实际流量Q马偏离理论流量Q3的公差值为±1L/min属于正常。
进一步的,η取0.85~~0.9。
上述多机智慧起重机及工作方法,利用安装在吊臂上的风向传感器、安装在吊臂上的风速传感器、用于检测液压管路系统中液压油压力的压力传感器、安装在液压泵及液压马达上的温度传感器、安装在液压油箱内的液位传感器、安装在柴油箱内的液位传感器检测到相应的信号,并对信号进行精确的计算,获得相应的数据,该数据显示到显示屏上,并对超过设定范围值的信号进行报警,这样,处理的精度高,能精确的起到安全警示的作用。
在健康诊断过程中,通过获取信号,并对信号利用本发明的计算方法进行计算,从而对液压泵、液压马达和传动装置进行诊断,在本发明中,传动装置为连接在液压马达输出端的变速器和连接在变速器上的绞车。
通过获取液压马达的功率和吊装的功率计算能效,并形成曲线图,使得操作人员在操作时看到能效数据,也可以查看历史能效数据,便于对该起重机的能效进行评估。
将各台起重机的健康诊断数据集中传输到中控机中,通过中控机处理后将各台的监控诊断数据与对应的起重机编号形成数据图像或数据表,这样,通过中控机连接的总显示屏就能看到同一区域内起重机的健康诊断数据,通过中控机的数据确定派相应的检修人员去对应的起重机进行检修。
当在中控机上形成了曲线图后,通过总显示屏能直接的看到各台起重机的效能情况,对于i值低的起重机,通过中控机给调度控制器发送信号,通过调度控制器给出信号将货物调度给i值小的起重机,这样,能充分利用区域内的起重机,让同区域的起重机的作业效率高。
附图说明
图1为多机智慧起重机的框图。
图2为多机智慧起重机的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示,多机智慧起重机包括两台以上的智慧起重机、中控机、总显示屏和调度控制器,中控机与每台起重机的控制器连接,该连接通过无线进行通信连接,总显示屏连接在中控机上,在中控机上设置有每台起重机对应的编码,在各智慧起重机中的控制器上有对应的编码,让中控机中的编码与智慧起重机的编码对应,用于识别智慧起重机;每台起重机将健康诊断和效能评估数据通过控制器传输到中控机中,通过总显示屏进行显示,根据对应编码在中控机中生成对应智慧起重机健康诊断的数据表或数据图,中控机根据每台起重机的效能评估数据通过无线或有线传输通知调度控制器,利用调度控制器调度货物。在中控机中根据时间和各台起重机的效能评估数据i汇总形成一曲线图,并通过总显示屏显示。
如图2所示,智慧起重机包括底座1、安装在底座上的回转支承2、安装在回转支承上的回转平台3、安装在回转平台上的三角架4、铰接在回转平台上的吊臂5、安装在回转平台上的绞车和连接在绞车上的钢丝绳,还包括油箱、与油箱连通的液压泵、连接在液压泵输出端的液压管路系统和连接在液压管路系统输出的液压马达,液压马达驱动绞车工作;还包括控制器和连接在控制器上的显示屏;在控制器上连接有安装在液压管路系统中的第一流量传感器、安装在绞车滚筒上的第一速度传感器、安装在液压泵上的第二速度传感器、安装在液压泵输出端的第二流量传感器、安装在液压马达上的第三速度传感器、安装在液压马达上的第三流量传感器、安装在液压泵上的压力传感器、安装在钢丝绳上的力传感器和用于检测钢丝绳速度的第四速度传感器。
上述多台智慧起重机的工作方法包括健康诊断方法和效能评估方法。
健康诊断方法包括液压系统传动装置的健康诊断;液压系统传动装置的健康诊断方法为:用第一流量传感器检测液压系统的流量Q,并将流量信号传输到控制器中,用第一速度传感器检测绞车滚筒的旋转速度V,单位为:km/h,并将旋转速度V传输到控制器中,用第二速度传感器检测液压泵的转速n,并将转速n输入到控制器中,用第二流量传感器检测液压泵输出端的流量Q泵,单位为L/min,并将流量Q泵传输到控制器中;用第三速度传感器检测液压马达的转速n2,并将转速n2输入到控制器中,用第三流量传感器检测通过液压马达的流量Q马,并将流量Q马输入到控制器中;在控制器中利用如下公式计算理论旋转速度V1,单位为km/h;
V1=0.1882·Q·D·η1·η2·η3/∑q
其中,Q为液压系统的实际流量,单位为:L/min
D为滚筒的直径,单位为:mm
η1----液压泵的容积效率,对齿轮泵η1=0.88~0.90,
η2----系统中阀件容积效率,
η3---液压马达容积效率,
∑q为液压系统的总排量,单位为L/min;
η1=0.96~0.97,η2=0.985~0.995,η3=0.97~0.98。
在控制器中,用V1与V进行比较,如果旋转速度V偏离理论旋转速度V1所设定的公差值,诊断传动装置出现健康问题;其中,旋转速度V偏离理论旋转速度V1的公差值为±1km/h属于正常,否则有健康问题。
用如下公式计算液压泵的理论流量Q2;
其中,Vg为液压泵的排量,单位为:ml/r,△P为液压泵输入端与输出端之间的压差,单位为:Mpa,n为转速,单位为r/min,ηv1为液压泵的容积效率;
在控制器中,用Q2与Q泵进行别计较,如果Q泵偏离Q2所设定的公差值,诊断液压泵有健康问题;实际流量Q泵偏离理论流量Q2的公差值为±1L/min属于正常,否则有健康问题。
用如下公式计算液压泵的理论流量Q3;
其中,Vg为液压马达的排量,单位为:ml/r,△P为液压马达输入端与输出端之间的压差,单位为:Mpa,n2为转速,单位为r/min,ηv2为液压马达的容积效率;
在控制器中,用Q3与Q马进行别计较,如果Q马偏离Q3所设定的公差值,诊断液压马达有健康问题;实际流量Q马偏离理论流量Q3的公差值为±1L/min属于正常,否则有健康问题。
效能评估方法为:用压力传感器检测液压泵的液压压力P泵,单位为Mpa,并将液压压力P泵传输到控制器中,用第二流量传感器检测液压泵输出端的流量Q泵,单位为L/min,并将流量Q泵传输到控制器中,在控制器中用如下公式计算液压泵的实际功率N,单位为KW;
N=PQ/60η
其中,η为液压泵的总效率;η取0.85~~0.9;
用力传感器检测吊装货物或人的拉力F,单位为KN,并将拉力F输入到控制器中,用第四速度传感器检测与货物或人连接的钢丝绳的速度V,单位为Km/h,并将速度V输入到控制器中,在控制器中用如下公式计算吊装功率P吊,单位为KW;
P吊=FV
在控制器中,计算出P吊与N的比值i,利用时间作为X轴,用时间对应的i值作为Y轴,在控制器中形成时间与i的曲线关系,并通过显示屏显示时间与i的曲线图。
在本发明中,传动装置为连接在液压马达输出端的变速器和连接在变速器上的绞车。液压系统即液压管路系统。
上述智慧起重机及工作方法,在健康诊断过程中,通过获取信号,并对信号利用本发明的计算方法进行计算,从而对液压泵、液压马达和传动装置进行诊断,在本发明中,传动装置为连接在液压马达输出端的变速器和连接在变速器上的绞车。
通过获取液压马达的功率和吊装的功率计算能效,并形成曲线图,使得操作人员在操作时看到能效数据,也可以查看历史能效数据,便于对该起重机的能效进行评估。
将各台起重机的健康诊断数据集中传输到中控机中,通过中控机处理后将各台的监控诊断数据与对应的起重机编号形成数据图像或数据表,这样,通过中控机连接的总显示屏就能看到同一区域内起重机的健康诊断数据,通过中控机的数据确定派相应的检修人员去对应的起重机进行检修。
当在中控机上形成了曲线图后,通过总显示屏能直接的看到各台起重机的效能情况,对于i值低的起重机,通过中控机给调度控制器发送信号,通过调度控制器给出信号将货物调度给i值小的起重机,这样,能充分利用区域内的起重机,让同区域的起重机的作业效率高。
Claims (7)
1.一种多机智慧起重机的工作方法,其特征在于:包括两台以上的智慧起重机、中控机、总显示屏和调度控制器,中控机与每台起重机的控制器连接,总显示屏连接在中控机上,在中控机上设置有每台起重机对应的编码;每台起重机将健康诊断和效能评估数据通过控制器传输到中控机中,通过总显示屏进行显示,中控机根据每台起重机的效能评估数据通知调度控制器,利用调度控制器调度货物;
所述的监控诊断数据通过监控诊断方法获得,健康诊断方法包括液压系统传动装置的健康诊断;液压系统传动装置的健康诊断方法为:用第一流量传感器检测液压系统的流量Q,并将流量信号传输到控制器中,用第一速度传感器检测绞车滚筒的旋转速度V,单位为:km/h,并将旋转速度V传输到控制器中,用第二速度传感器检测液压泵的转速n,并将转速n输入到控制器中,用第二流量传感器检测液压泵输出端的流量Q泵,单位为L/min,并将流量Q泵传输到控制器中;用第三速度传感器检测液压马达的转速n2,并将转速n2输入到控制器中,用第三流量传感器检测通过液压马达的流量Q马,并将流量Q马输入到控制器中;在控制器中利用如下公式计算理论旋转速度V1,单位为km/h;
V1=0.1882·Q·D·η1·η2·η3/∑q
其中,Q为液压系统的实际流量,单位为:L/min
D为滚筒的直径,单位为:mm
η1----液压泵的容积效率,对齿轮泵η1=0.88~0.90,
η2----系统中阀件容积效率,
η3---液压马达容积效率,
∑q为液压系统的总排量,单位为L/min;
在控制器中,用V1与V进行比较,如果旋转速度V偏离理论旋转速度V1所设定的公差值,诊断传动装置出现健康问题;
用如下公式计算液压泵的理论流量Q2;
其中,Vg为液压泵的排量,单位为:ml/r,△P为液压泵输入端与输出端之间的压差,单位为:Mpa,n为转速,单位为r/min,ηv1为液压泵的容积效率;
在控制器中,用Q2与Q泵进行别计较,如果Q泵偏离Q2所设定的公差值,诊断液压泵有健康问题;
用如下公式计算液压泵的理论流量Q3;
其中,Vg为液压马达的排量,单位为:ml/r,△P为液压马达输入端与输出端之间的压差,单位为:Mpa,n2为转速,单位为r/min,ηv2为液压马达的容积效率;
在控制器中,用Q3与Q马进行别计较,如果Q马偏离Q3所设定的公差值,诊断液压马达有健康问题;
效能评估数据通过效能评估方法获得,效能评估方法为:用压力传感器检测液压泵的液压压力P泵,单位为Mpa,并将液压压力P泵传输到控制器中,用第二流量传感器检测液压泵输出端的流量Q泵,单位为L/min,并将流量Q泵传输到控制器中,在控制器中用如下公式计算液压泵的实际功率N,单位为KW;
N=PQ/60η
其中,η为液压泵的总效率;
用力传感器检测吊装货物或人的拉力F,单位为KN,并将拉力F输入到控制器中,用第四速度传感器检测与货物或人连接的钢丝绳的速度V,单位为Km/h,并将速度V输入到控制器中,在控制器中用如下公式计算吊装功率P吊,单位为KW;
P吊=FV
在控制器中,计算出P吊与N的比值i,利用时间作为X轴,用时间对应的i值作为Y轴,在控制器中形成时间与i的曲线关系,并通过显示屏显示时间与i的曲线图。
2.根据权利要求1所述的多台智慧起重机的工作方法,其特征在于:η1=0.96~0.97,η2=0.985~0.995,η3=0.97~0.98。
3.根据权利要求1所述的多台智慧起重机的工作方法,其特征在于:旋转速度V偏离理论旋转速度V1的公差值为±1km/h属于正常。
4.根据权利要求1所述的多台智慧起重机的工作方法,其特征在于:实际流量Q泵偏离理论流量Q2的公差值为±1L/min属于正常;实际流量Q马偏离理论流量Q3的公差值为±1L/min属于正常。
5.根据权利要求1所述的多台智慧起重机的工作方法,其特征在于:η取0.85~~0.9。
6.根据权利要求1所述的多台智慧起重机的工作方法,其特征在于:在中控机中根据时间和各台起重机的效能评估数据i汇总形成一曲线图,并通过总显示屏显示。
7.一种多台智慧起重机,其特征在于:包括两台以上的起重机、中控机、总显示屏和调度控制器,中控机与每台起重机的控制器连接,总显示屏连接在中控机上,在中控机上设置有每台起重机对应的编码;起重机包括底座、安装在底座上的回转支承、安装在回转支承上的回转平台、安装在回转平台上的三角架、铰接在回转平台上的吊臂、安装在回转平台上的绞车和连接在绞车上的钢丝绳,还包括油箱、与油箱连通的液压泵、连接在液压泵输出端的液压管路系统和连接在液压管路系统输出的液压马达,液压马达驱动绞车工作;控制器上连接有显示屏;在控制器上连接有安装在液压管路系统中的第一流量传感器、安装在绞车滚筒上的第一速度传感器、安装在液压泵上的第二速度传感器、安装在液压泵输出端的第二流量传感器、安装在液压马达上的第三速度传感器、安装在液压马达上的第三流量传感器、安装在液压泵上的压力传感器、安装在钢丝绳上的力传感器和用于检测钢丝绳速度的第四速度传感器。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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