CN109368518A - 全故障自检防拆除塔机监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全故障自检防拆除塔机监控系统，包括，传感器，安装在塔机上；塔机黑匣子，均与传感器连接；服务器，与塔机黑匣子通过网络传输连接；磁场检测传感器，安装在塔机的电机电源上；信号采集器，与磁场检测传感器连接；信号处理器，与信号采集器和塔机黑匣子连接；微动开关，安装在塔机的主令台上各个动作点上；开关量采集模块，与微动开关和塔机黑匣子连接。本发明通过机械运行和电气运行是否同步动作这一方式来判断塔机上安装的传感器是否异常；可有效的判断，当前传感器的工作状态是否正常，形成一种闭环检测，提高塔机运行的安全性。

Description

全故障自检防拆除塔机监控系统

技术领域

本发明涉及塔机监控领域，具体涉及全故障自检防拆除塔机监控系统。

背景技术

如图1所示，市面上现有的塔机监控产品为塔机黑匣子，基本功能就是对塔机机械动作的监测和记录，通过在塔机上安装各种传感器监测塔机运行的一些基本参数，如吊重、幅度、高度、回转角度等信息，并周期性的将相关数据通过网络传输到服务器供安全管理人员实时监控并保留实时运行参数到服务器中进行备份。

目前市面上现有产品只是对塔机本身运行的一些工况参数进行监控和存储，并没有对驾驶人员对塔机操作实时动作的记录和存储，以及塔机上传感器本体故障的检测和监控。这样对运行期间传感器本生异常引起的问题就无法察觉，极易引发运行事故。现有产品采集的数据也比较单一，没有记录驾驶人员的操作记录，对于事后故障或者事故分析时，无法得知是设备或者相关仪表问题引起的还是由于操作人员不规范合理的操作引起的。

在工地赶进度、赶任务时，驾驶人员可能因为偶尔的超载运行引起的设备报警和线路控制而把塔机机械限位装置拔除，进而可不受控制的进行超载运行作业，而无法被监管人员察觉。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了全故障自检防拆除塔机监控系统，通过机械运行和电气运行是否同步动作这一方式来判断塔机上安装的传感器是否异常；同时能检测塔机机械限位装置的故障或者被拔除，提高塔机运行的安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

全故障自检防拆除塔机监控系统，包括，

传感器，安装在塔机上，用于获取塔机运行的基本参数；

塔机黑匣子，均与传感器连接，用于接收传感器获取的塔机运行的基本参数、并对塔机机械动作进行监测和记录；

服务器，与塔机黑匣子通过网络传输连接，用于接收塔机黑匣子周期性传输的塔机运行的基本参数供安全管理人员监控塔机实时运行参数、并进行备份；

还包括，

编码器，与塔机黑匣子连接、且与塔机的行程开关的转轴连接，跟随行程开关的转轴一起转动、并将电信号发送给塔机黑匣子；

磁场检测传感器，安装在塔机的电机电源上，用于检测电机运转时交变电磁变化参数；

信号采集器，与磁场检测传感器连接，用于采集磁场检测传感器检测的电机运转时交变电磁变化参数；

信号处理器，与信号采集器和塔机黑匣子连接，用于接收信号采集器采集的电机运转时交变电磁变化参数、并处理后发送给塔机黑匣子；

微动开关，安装在塔机的主令台的各个动作点上，用于检测主令台的各个动作点的动作；

开关量采集模块，与微动开关和塔机黑匣子连接，用于采集微动开关的动作量、并将采集的数据发送给塔机黑匣子。

进一步的，所述编码器通过联轴器与塔机的行程开关的转轴连接。

再进一步的，所述传感器为四个、且分别为重量传感器、幅度传感器、高度传感器和回转传感器。

更进一步的，所述编码器为三个、且分别与塔机的三个行程开关的转轴连接。

更进一步的，所述磁场检测传感器为三个、且分别安装在塔机的三个电机的电源上，所述信号采集器为三个、且分别与三个磁场检测传感器连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明配有机械电气联动装置，通过机械运行和电气运行是否同步动作这一方式来判断塔机上安装的传感器是否异常，当电机运行时，电机速度的快慢或者吊重的大小会引起电机电流大小的变化，通过信号处理传输到控制器，并结合驾驶人员对主令台的操作动作的检测，可大致得估算得到当前高度、回转或者小车幅度传感器的输入信号数值范围，通过和实际传感器读取的数据进行对比，可有效的判断，当前传感器的工作状态是否正常，形成一种闭环检测，提高塔机运行的安全性。同时设置编码器能有效检测塔机机械限位装置的故障或者被拔除。

附图说明

图1为现有技术的塔机监控系统图。

图2为本发明的系统结构示意图。

图3为本发明的电机处的系统结构图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-服务器，2-行程开关，3-磁场检测传感器，4-电机，5-信号采集器，6-微动开关，7-主令台，8-联轴器，9-插销，10-控制线路。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图2和3所示，全故障自检防拆除塔机监控系统，包括，

传感器，安装在塔机上，用于获取塔机运行的基本参数；

塔机黑匣子，均与传感器连接，用于接收传感器获取的塔机运行的基本参数、并对塔机机械动作进行监测和记录；

服务器1，与塔机黑匣子通过网络传输连接，用于接收塔机黑匣子周期性传输的塔机运行的基本参数供安全管理人员监控塔机实时运行参数、并进行备份；服务器1一般都安装在中控室内；

编码器，与塔机黑匣子连接、且与塔机的行程开关2的转轴连接，跟随行程开关2的转轴一起转动、并将电信号发送给塔机黑匣子；具体来说，编码器通过联轴器8与塔机的行程开关2的转轴连接；

磁场检测传感器3，安装在塔机的电机4电源上，用于检测电机4运转时交变电磁变化参数；

信号采集器5，与磁场检测传感器3连接，用于采集磁场检测传感器3检测的电机4运转时交变电磁变化参数；

信号处理器，与信号采集器5和塔机黑匣子连接，用于接收信号采集器5采集的电机运转时交变电磁变化参数、并处理后发送给塔机黑匣子；

微动开关6，安装在塔机的主令台7的各个动作点上，用于检测主令台的各个动作点的动作；

开关量采集模块，与微动开关6和塔机黑匣子连接，用于采集微动开关6的动作量、并将采集的数据发送给塔机黑匣子。

其中，塔机一般都有三个电机4，每个电机4的轴上都安装了一个行程开关2，这个行程开关2一般都是塔机厂家出厂前就配置好的，通过一个插销9穿入电机轴和行程开关轴上，使电机4和行程开关2同步转动并带动行程开关2内部的涡轮蜗杆转动。当转动到设定的极限最大位置或者最小位置时，使内部的触点接通和断开控制塔机电控柜中的接触器解除向危险方向的动作。因此，编码器为三个、且分别与塔机的三个行程开关2的转轴连接。磁场检测传感器3为三个、且分别安装在塔机的三个电机4的电源上，信号采集器5为三个、且分别与三个磁场检测传感器3连接。

塔机运行的基本参数一般包括吊重、幅度、高度、回转角度信息，因此传感器通常设置四个，分别为重量传感器、幅度传感器、高度传感器和回转传感器，分别用于监测塔机运行中的相应参数。

现场使用时，行程开关2和电机4之间通过插销9进行连接同步动作，因为是采用硬连接，长时间的的电机4启停对插销9的冲击很大，时常出现插销9被剪切断裂和脱落现象，这时行程开关2就失去了极限限位保护作用了。本实施例采用在行程开关2的转轴的另外一头安装编码器来辅助进行运行参数的测量和机械行程限位机械故障的判断。编码器通过联轴器和行程开关的转轴连接，因为两者之间是弹性连接，耐冲击，可靠性高。当电机转动的时候，电机轴带动行程开关和编码器一起转动。同时装在电机电源上的磁场检测传感器，用来检测电机运转时候的交变电磁变化来检测电机是否运转。

具体来说，对于行程开关的机械故障，主机当检测到电机已经在运行(磁场检测传感器有信号输出)，但是编码器输出信号没有变化，就能判断出电机和行程开关之间连接脱落，并通过监控系统报警提示塔机驾驶人员以及通过无线网络发送到服务器通知管理人员。塔机上的三个电机安装的三个编码器电流变化情况如下表：

对于传感器(重量传感器、幅度传感器、高度传感器和回转传感器)故障，塔机运行时塔机黑匣子检测到信号处理器信号输出，说明对应的电机动作运行；此时应该带动相应的编码器旋转，编码器也因为旋转动作，供电电流也增大，塔机黑匣子也检测到这个电流值；同时在主令台上各个动作点上安装微动开关，并通过开关量采集模块采集后送入塔机黑匣子，塔机黑匣子根据前述三个数据，可大致得估算得到当前传感器(重量传感器、幅度传感器、高度传感器和回转传感器)的输入信号数值范围，通过和传感器实际读取的数据进行对比，可有效的判断，当前传感器的工作状态是否正常，形成一种闭环检测，提高塔机运行的安全性。各种信息进入塔机黑匣子后和传感器(重量传感器、幅度传感器、高度传感器和回转传感器)的实时读取的高度、幅度、重量、回转角度信息打包后传到服务器后台数据库。在主令台上各个动作点上安装微动开关，并通过开关量采集模块采集后送入塔机黑匣子，实现对驾驶人员对塔机操作实时动作的记录和存储。记录驾驶人员的操作记录，对于事后故障或者事故分析时，可以很好的得知是设备或者相关仪表问题引起的还是由于操作人员不规范合理的操作引起的。

现有的塔机黑匣子监控系统都不能主动检测来自于各传感器的故障，比如，变幅的传感器发生故障(如：变幅减速机与传感器的连接轴销脱落)，塔机黑匣子无法检测到这一故障，其变幅和力矩的显示就是不真实的。这种后果是非常严重的，轻者误报警，重者会造成塔机倾翻的重大事故。本发明通过电气机械的联动检测，运行期间可判断传感器机械连接是否脱落以及传感器本体异常状态，并通过相应报警提示驾驶人员，也通过无线网络传输到服务器后台提请监管人员，形成一种闭环检测，大大提高塔机运行的安全性。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.全故障自检防拆除塔机监控系统，包括，

传感器，安装在塔机上，用于获取塔机运行的基本参数；

塔机黑匣子，均与传感器连接，用于接收传感器获取的塔机运行的基本参数、并对塔机机械动作进行监测和记录；

服务器(1)，与塔机黑匣子通过网络传输连接，用于接收塔机黑匣子周期性传输的塔机运行的基本参数供安全管理人员监控塔机实时运行参数、并进行备份；

其特征在于，还包括，

编码器，与塔机黑匣子连接、且与塔机的行程开关(2)的转轴连接，跟随行程开关的转轴一起转动、并将电信号发送给塔机黑匣子；

磁场检测传感器(3)，安装在塔机的电机(4)电源上，用于检测电机运转时交变电磁变化参数；

信号采集器(5)，与磁场检测传感器连接，用于采集磁场检测传感器检测的电机运转时交变电磁变化参数；

信号处理器，与信号采集器和塔机黑匣子连接，用于接收信号采集器采集的电机运转时交变电磁变化参数、并处理后发送给塔机黑匣子；

微动开关(6)，安装在塔机的主令台(7)的各个动作点上，用于检测主令台的各个动作点的动作；

开关量采集模块，与微动开关和塔机黑匣子连接，用于采集微动开关的动作量、并将采集的数据发送给塔机黑匣子。

2.根据权利要求1所述的全故障自检防拆除塔机监控系统，其特征在于：所述编码器通过联轴器(8)与塔机的行程开关的转轴连接。

3.根据权利要求2所述的全故障自检防拆除塔机监控系统，其特征在于：所述传感器为四个、且分别为重量传感器、幅度传感器、高度传感器和回转传感器。

4.根据权利要求3所述的全故障自检防拆除塔机监控系统，其特征在于：所述编码器为三个、且分别与塔机的三个行程开关的转轴连接。

5.根据权利要求4所述的全故障自检防拆除塔机监控系统，其特征在于：所述磁场检测传感器为三个、且分别安装在塔机的三个电机的电源上，所述信号采集器为三个、且分别与三个磁场检测传感器连接。