CN110077984B - 一种用于起重机制动器安全监测控制的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，属于起重机控制技术领域，包括：采集装置、发送装置、PLC、起升机构以及报警装置；采集装置，用于采集制动器松闸时制动弹簧的压缩量；发送装置，用于将采集的松闸时制动弹簧的压缩量和抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；PLC，当抱闸时的压缩量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和时控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置；报警装置，用于进行制动片严重磨损报警。本系统能够通过采集制动器的制动弹簧的压缩量实现对制动器的制动片磨损情况的监测，并可根据制动片磨损情况驱动和停止起重机起升，在制动片磨损情况严重时，提醒工作人员及时更换制动片。

Description

一种用于起重机制动器安全监测控制的系统及方法
技术领域
本发明涉及起重机控制技术领域，尤其涉及一种用于起重机制动器安全监测控制的系统及方法。
背景技术
起重机是现代工业生产过程中必不可少的设备，为了能够适应各种复杂的工作环境，作为设计者会在起重机的各个机构中安装安全装置以降低生产过程中的事故率。
制动器作为桥式起重机重要的安全装置之一，它控制着重物的上下移动速度。在频繁制动过程中，制动器的制动片与制动轮不断摩擦势必会造成磨损，减少制动力矩。
为了减少频繁更换或者调整制动片带来的不必要麻烦与浪费，如今国内外大部分的制动器都会安装自动补偿装置。但是，目前制动器的自动补偿装置所能补偿的行程有限，在达到极限行程，也就是推杆起升高度若小于5mm，起重机起升机构就会失去制动力矩。
对于制动器由于制动片磨损，使得自动补偿的行程超过极限行程后，导致起重机起升机构失去制动力矩的安全隐患，目前大多是安装多组制动器，在一个制动器失灵时，利用另外的制动器进行紧急制动；该制动方式直观有效，但是多安装的制动器和制动轮会大大增加起重机的制造成本和维修成本，同时影响起重机起升装置的体积机构，整个起升装置会显得更加笨重。
综上所述，需要设计一种能够满足对制动器安全监测，并能够大大降低维修制造成本的用于起重机制动器安全监测控制的系统及方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种能够对制动器的制动片磨损情况监测的，维修制造成本较低的用于起重机制动器安全监测控制的系统及方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，包括：采集装置、发送装置、PLC、起升机构以及报警装置；
采集装置，用于采集制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
发送装置，用于将采集的制动器抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；
PLC，用于当抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和时控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置；
报警装置，用于接收的PLC 的预设报警信号，并进行制动片严重磨损报警。
进一步地，采集装置包括感应片和感应开关；
所述感应片，设置在制动弹簧导向杆的预设位置上；
所述感应开关，设置在制动弹簧上，采集感应片距离感应开关的位置，并当制动器松闸时跟随制动弹簧朝感应片移动，当制动器抱闸时跟随制动弹簧远离制感应片移动。
进一步地，PLC 包括信号接收单元、信号判断单元和信号发送单元；
信号接收单元，用于接收制动器抱闸时制动弹簧的伸长量和制动器抱闸时推杆的极限补偿行程和推杆起升高度之和；
信号判断单元，用于判断制动器抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
信号发送单元，若制动器抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则发送预设停止起升信号至起升机构。
进一步地，起升机构包括起升控制电路和起升装置；
所述起升控制电路和信号发送单元连接，用于接收预设停止起升信号，并当接收到预设停止起升信号时断开起升控制电路；
所述起升装置，用于当起升控制电路断开时，控制起升机构停止起升。
进一步地，报警装置包括响铃报警单元和显示报警单元；
响铃报警单元，用于接收到PLC 发送的预设报警信号后进行制动片严重磨损响铃报警；
显示报警单元，用于接收到PLC 发送的预设报警信号后，在预设显示界面上显示制动片严重磨损故障信息，并记录。
一种用于起重机制动器安全监测控制的方法，包括步骤：
S1：采集制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
S2：将采集的制动器抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；
S3：通过PLC 判断当抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
S4：若抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置；
进一步地，步骤S1 包括：
S11：获取设置在制动弹簧导向杆预设位置的所述感应片的位置信息；
S12：获取设置在制动弹簧上预设位置感应开关距离感应片的距离信息。
进一步地，步骤S3 包括:
S31：接收制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
S32：判断制动器抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
S33：若制动器抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则发送预设停止起升信号至起升机构。
进一步地，步骤S4 包括：
S41，通过起升控制电路接收预设停止起升信号，并当接收到预设停止起升信号时断开起升控制电路；
S42：当起升控制电路断开时，控制起升机构停止起升。
进一步地，步骤S4 还包括步骤：
进行制动片严重磨损响铃报警；
在预设显示界面上显示制动片严重磨损故障信息，并记录。
本发明的有益效果为：
（1）能够通过监测制动器抱闸时制动弹簧的伸长量与极限补偿行程和推杆起升高度之和大小的比较，对制动器的制动片磨损程度进行判断，判断制动片磨损程度是否达到极限磨损程度，并在抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和时，停止起升机构起升，并进行制动片磨损严重报警。
（2）本制动器安全监测控制的系统，能够实时监测制动器制动片的磨损程度，并在磨损程度超过推动器的极限行程（极限补偿行程和推杆起升高度之和）时，控制起重机起升机构停止起升，并进行报警提示维修人员进行制动片的更换，进一步地保证了制动器的安全使用。
（3）本系统，结构简单，在满足对制动器以及起升装置安全使用的前提下，不改变起升装置的体积结构，大大降低了维修制造成本。
附图说明
图 1 为本用于起重机制动器安全监测的结构示意图；
图2 为本用于起重机制动器安全监测的系统结构图一；
图3 为本用于起重机制动器安全监测的系统结构图二；
图4 为本用于起重机制动器安全监测的方法流程图一；
图5 为本用于起重机制动器安全监测的方法流程图二。
图中，100、制动轮；200、感应开关；300、感应片；400、制动弹簧；410、导向杆；500、第一制动臂；600、第二制动臂；610、导向套；700、推动器；710、杠杆；800、底座；900、制动瓦片。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本实施例提供了一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，用以解决目前需要设置多组制动器解决制动器出现制动力矩缺失时的安全隐患问题，如图1 至图3 所示，本系统包括：
一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，包括：采集装置、发送装置、PLC、起升机构以及报警装置；
采集装置，用于采集制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
发送装置，用于将采集的制动器抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；
PLC，用于当抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和时控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置；
报警装置，用于接收的PLC 的预设报警信号，并进行制动片严重磨损报警。
进一步地，采集装置包括感应片和感应开关；
所述感应片，设置在制动弹簧导向杆的预设位置上；
所述感应开关，设置在制动弹簧上，采集感应片距离感应开关的位置，并当制动器松闸时跟随制动弹簧朝感应片移动，当制动器抱闸时跟随制动弹簧远离制感应片移动。
如图1 所示，本实施例中制动器包括：
制动轮100、感应开关200、感应片300、制动弹簧400、第一制动臂500以及第二制动臂600，所述第一制动臂500 与所述第二制动臂600 分别设置在所述制动轮100 的两侧，并且所述制动弹簧400 的两端分别与所述第一制动臂500 以及所述第二制动臂600 的上端铰接，所述感应开关200 设置在所述第二制动臂600 上，所述感应片300 设置在所述感应开关200 的前方。
此处值得说明的是，制动器作为桥式起重机重要的安全装置之一，它控制着重物的上下移动速度，在频繁制动过程中，制动器的制动瓦片900 与制动轮100 不断摩擦势必会造成磨损，减少制动力矩，而在实际使用时，即使能够补偿这部分的磨损，一旦磨损的太多，补偿机构也会达到极限行程，从而造成制动力矩不足，最终造成未能及时刹车。
所以，在整个结构中，第一制动臂500 与第二制动臂600 抱住制动轮100，其能够以夹紧的状态来使制动轮100 停止转动，而第一制动臂500 与第二制动臂600 之间实际上设置有制动弹簧400，当制动器通电时，推动器700 的推杆迅速升起，通过杠杆710 把制动瓦900 打开，此时制动器为松闸状态，当制动器断电时，推动器700 在制动弹簧400 的作用下，迅速下降，通过杠杆710，把制动瓦900 合拢，此时制动器为抱闸状态。
本实施例中提供的感应开关200 可以为红外线感应开关200、微波感应开关200、超声波感应开关200、电磁感应开关200 等感应开关200，只需要能够感应其与感应片300之间的距离即可。感应开关200 是随着第二制动臂600运动的，在抱闸时，推动器在制动弹簧的作用下，迅速下降，通过杠杆会拉动由于第二制动臂600 和第一制动臂500 合拢，抱住制动轮100，此时制动弹簧400 会伸长，而感应开关200 是设置在第二制动臂600 的上端的，此时，感应开关200 也会同步移动，而感应片300 是固定的，其与感应开关200 的距离增大。
其中制动器在松闸状态时，由此时推动器700 的起升高度包括推杆起升高度H 和预先设定的补偿行程，若制动器的制动片的磨损程度是在预设补偿极限行程范围内，那么制动器在抱闸状态和松闸状态弹簧的制动弹簧的压缩量和伸长量应该相同的。
若制动器的制动片的磨损程度超过的预设补偿极限行程，即制动器合闸时，制动瓦合拢的角度比较大；此时，制动弹簧的伸长量应该大于制动器松闸时的推杆的起升高度和补偿极限行程之和。但是推杆的高度是一定的，因此在制动器抱闸是制动弹簧的伸长量达到极限补偿行程和推杆的起升高度时，即可证明此时制动器制动片的磨损程度已经达到极限，不能再继续使用，继续使用的话，会由于制动臂合拢制动轮的制动力矩不够，不能很好的起到制动的作用。
因此此时需要提醒维修人员进行制动片的更换。
进一步地，PLC 包括信号接收单元、信号判断单元和信号发送单元；
信号接收单元，用于接收制动器抱闸时制动弹簧的伸长量和制动器抱闸时推杆的极限补偿行程和推杆起升高度之和；
信号判断单元，用于判断制动器抱闸时制动弹簧的伸长量是否小于制动器抱闸时推杆的极限补偿行程和推杆起升高度之和；
信号发送单元，若制动器抱闸时制动弹簧的伸长量小于制动器抱闸时推杆的极限补偿行程和推杆起升高度之和发送预设停止起升信号至起升机构。
进一步地，起升机构包括起升控制电路和起升装置；
所述起升控制电路和信号发送单元连接，用于接收预设停止起升信号，并当接收到预设停止起升信号时断开起升控制电路；
所述起升装置，用于当起升控制电路断开时，控制起升机构停止起升。
进一步地，本实施例中通过PLC 接收到此时制动片磨损程度较严重信号后，会控制起升机构停止起升，进一步地，保证了起重机的安全使用。
进一步地，报警装置包括响铃报警单元和显示报警单元；
响铃报警单元，用于接收到PLC 发送的预设报警信号后进行制动片严重磨损响铃报警；
显示报警单元，用于接收到PLC 发送的预设报警信号后，在预设显示界面上显示制动片严重磨损故障信息，并记录。
通过响铃报警单元，能够及时的将当前信息发送给维修人员，通过显示报警单元，能够让维修人员记录维修时间、维修状态等。能够起到很好的维修显示和记录作用。
采用本起重机安全监测控制的系统，结构简单，在满足对制动器以及起升装置安全使用的前提下，不改变起升装置的体积结构，大大降低了维修制造成本。
实施例二
本实施例提供了一种用于起重机制动器安全监测控制的方法，如图1、图4 以及图5 所示，本方法包括步骤：
一种用于起重机制动器安全监测控制的方法，包括步骤：
S1：采集制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
S2：将采集的制动器抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；
S3：通过PLC 判断当抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
S4：若抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置；
进一步地，步骤S1 包括：
S11：获取设置在制动弹簧导向杆预设位置的所述感应片的位置信息；
S12：获取设置在制动弹簧上预设位置感应开关距离感应片的距离信息。
进一步地，步骤S3 包括:
S31：接收制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
S32：判断制动器抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
S33：若制动器抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则发送预设停止起升信号至起升机构，并发送预设报警信号至报警装置。
进一步地，步骤S4 包括：
S41，通过起升控制电路接收预设停止起升信号，并当接收到预设停止起升信号时断开起升控制电路；
S42：当起升控制电路断开时，控制起升机构停止起升。
进一步地，步骤S4 还包括步骤：
进行制动片严重磨损响铃报警；
在预设显示界面上显示制动片严重磨损故障信息，并记录。
通过本方法，能够通过监测制动器抱闸时制动弹簧的伸长量与极限补偿行程和推杆起升高度之和大小的比较，对制动器的制动片磨损程度进行判断，判断制动片磨损程度是否达到极限磨损程度，并在抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和时，停止起升机构起升，并进行制动片磨损严重报警。
实时监测制动器制动片的磨损程度，并在磨损程度超过推动器的极限行程（极限补偿行程和推杆起升高度之和）时，控制起重机起升机构停止起升，并进行报警提示维修人员进行制动片的更换，进一步地保证了制动器的安全使用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，其特征在于，包括：采集装置、发送装置、PLC、起升机构以及报警装置；
采集装置，用于采集制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
采集装置包括感应片和感应开关；
所述感应片，设置在制动弹簧导向杆的预设位置上；
所述感应开关，设置在制动弹簧上，采集感应片距离感应开关的位置，并当制动器松闸时跟随制动弹簧朝感应片移动，当制动器抱闸时跟随制动弹簧远离感应片移动；
发送装置，用于将采集的制动器抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；
PLC，用于当抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和时控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置；
PLC包括信号接收单元、信号判断单元和信号发送单元；
信号接收单元，用于接收制动器抱闸时制动弹簧的伸长量和制动器抱闸时推杆的极限补偿行程和推杆起升高度之和；
信号判断单元，用于判断制动器抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
信号发送单元，若制动器抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则发送预设停止起升信号至起升机构；
报警装置，用于接收的PLC的预设报警信号，并进行制动片严重磨损报警。
2.根据权利要求1所述的一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，其特征在于，起升机构包括起升控制电路和起升装置；
所述起升控制电路和信号发送单元连接，用于接收预设停止起升信号，并当接收到预设停止起升信号时断开起升控制电路；
所述起升装置，用于当起升控制电路断开时，控制起升机构停止起升。
3.根据权利要求1所述的一种用于起重机制动器安全监测控制的系统，其特征在于，报警装置包括响铃报警单元和显示报警单元；
响铃报警单元，用于接收到PLC发送的预设报警信号后进行制动片严重磨损响铃报警；
显示报警单元，用于接收到PLC发送的预设报警信号后，在预设显示界面上显示制动片严重磨损故障信息。
4.一种用于起重机制动器安全监测控制的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：采集制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
步骤S1包括：
S11：获取设置在制动弹簧导向杆预设位置的感应片的位置信息；
S12：获取设置在制动弹簧上预设位置感应开关距离感应片的距离信息；
S2：将采集的制动器抱闸时制动弹簧的伸长量发送至PLC；
S3：通过PLC判断当抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
步骤S3包括:
S31：接收制动器抱闸时制动弹簧的伸长量；
S32：判断制动器抱闸时制动弹簧的伸长量是否等于极限补偿行程和推杆起升高度之和；
S33：若制动器抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则发送预设停止起升信号至起升机构；
S4：若抱闸时制动弹簧的伸长量等于极限补偿行程和推杆起升高度之和，则控制起升机构的停止起升，并发送预设报警信号至报警装置。
5.根据权利要求4所述的一种用于起重机制动器安全监测控制的方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41，通过起升控制电路接收预设停止起升信号，并当接收到预设停止起升信号时断开起升控制电路；
S42：当起升控制电路断开时，控制起升机构停止起升。
6.根据权利要求4所述的一种用于起重机制动器安全监测控制的方法，其特征在于，步骤S4还包括步骤：
进行制动片严重磨损响铃报警；
在预设显示界面上显示制动片严重磨损故障信息，并记录。
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