CN112239145A - 一种自动化桥式起重机的智能运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化桥式起重机的智能运行系统，包括：铸坯冷床、铸坯堆放台、运输火车和桥式起重机；还包括：激光影像仪、激光传感器、处理器和PLC系统；本发明通过PLC系统获取激光影像仪检测的铸坯冷床的铸坯图像数据和激光传感器检测的运输火车的距离数据，发送第一吊运控制指令到桥式起重机实现将铸坯冷床上的铸坯吊运到铸坯堆放台，发送第二吊运控制指令到桥式起重机实现将铸坯堆放台的铸坯吊运到运输火车上，从而智能化和自动化地实现了桥式起重机的吊运过程，有效地提高了效率，节省人力，增强稳定性。

Description

一种自动化桥式起重机的智能运行系统

技术领域

本发明涉及智能化桥式起重机技术领域，尤其涉及一种自动化桥式起重机的智能运行系统。

背景技术

桥式起重机是安装于车间、仓库和料场的场地上空进行物料吊运的起重设备。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。桥式起重机的传统铸坯吊运和运输的操作方法是由专业人员进行人工控制操作，人工操作存在的弊病为：效率低，操作时间长，人工操作定位不精准，被各方面干扰因素较多，存在不稳定和不安全因素；人工操作无法准确地获取测量参数，同时无法准确地对系统进行控制和操作。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种自动化桥式起重机的智能运行系统，解决现有起重机无法智能化和自动化地吊运铸坯和运输的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自动化桥式起重机的智能运行系统，包括：铸坯冷床、铸坯堆放台、运输火车和桥式起重机；还包括：激光影像仪、激光传感器、处理器和PLC系统；

所述激光传感器设于所述桥式起重机上并与所述处理器连接，所述激光传感器用于检测运输火车的距离并将距离数据发送到所述处理器，所述处理器对所述距离数据进行处理并发送到所述PLC系统；所述激光影像仪用于扫描所述铸坯冷床得到图像数据并将图像数据发送到所述PLC系统；所述PLC系统接收所述图像数据进行处理并发送第一吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯冷床上的铸坯吊运到所述铸坯堆放台，所述PLC系统还用于接收所述距离数据进行处理并发送第二吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯堆放台的铸坯吊运到所述运输火车。

在其中一个实施例中，还包括5.8G无线通讯模块，所述5.8G无线通讯模块用于提供无线网络信号，所述PLC系统通过无线网络信号分别与所述桥式起重机、所述处理器和所述激光影像仪连接。

在其中一个实施例中，还包括依次连接的出坯辊道、旋转辊道台和下线辊道，所述出坯辊道、旋转辊道台和下线辊道用于依次输送铸坯，并将铸坯运送到所述铸坯冷床。实现自动化输送铸坯，利于提高工作效率。

在其中一个实施例中，所述桥式起重机包括电子防摇设备，所述电子防摇设备包括编码器、信号处理模块和防摇控制器；所述编码器设置在吊具上，用于检测吊具的速度和摆动角度，并将速度信号和角速度信号传送至信号处理模块，信号处理模块将处理后的信号发送至所述防摇控制器，所述防摇控制器将对应处理后的信号发送到所述PLC系统。通过采用电子防摇设备，通过PLC系统调整桥式起重机的大车和小车速度，起到防摇功能，实现平稳操作，提高操作效率和安全性。

在其中一个实施例中，所述桥式起重机还包括感应开关，所述感应开关设于所述夹钳上，用于检测夹钳是否成功夹起铸坯并将感应信号发送到PLC系统，保证桥式起重机工作的稳定性。

在其中一个实施例中，所述桥式起重机还包括高度传感器，所述高度传感器用于检测吊具升降的高度，实时获取吊具升降的高度并发送到PLC系统，保证桥式起重机工作的稳定性。

在其中一个实施例中，还包括格雷母线定位设备，与所述桥式起重机连接，所述格雷母线定位设备用于检测所述桥式起重机的位置。用于实时自动化定位桥式起重机的位置。

在其中一个实施例中，所述桥式起重机还包括红外传感器，所述红外传感器设于吊具上，所述红外传感器用于检测人体红外信号并发送到PLC系统，PLC系统接收人体红外信号并控制所述桥式起重机的吊具停止工作。

在其中一个实施例中，还包括安全装置，所述安全装置用于在所述桥式起重机的安全门打开时进行保护和提醒。

在其中一个实施例中，所述PLC系统型号为西门子S7-1500，性价比高，系统响应速度快。

本发明的有益效果是：通过PLC系统获取激光影像仪检测的铸坯冷床的铸坯图像数据和激光传感器检测的运输火车的距离数据，发送第一吊运控制指令到桥式起重机实现将铸坯冷床上的铸坯吊运到铸坯堆放台，发送第二吊运控制指令到桥式起重机实现将铸坯堆放台的铸坯吊运到运输火车上，从而智能化和自动化地实现了桥式起重机的吊运过程，有效地提高了效率，节省人力，增强稳定性。

附图说明

图1是一种自动化桥式起重机的智能运行系统的模块示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参照图1，示出了本发明的一种自动化桥式起重机的智能运行系统的模块示意图，包括：铸坯冷床、铸坯堆放台、运输火车和桥式起重机；还包括：激光影像仪、激光传感器、处理器和PLC系统。

所述激光传感器设于所述桥式起重机上并与所述处理器连接，所述激光传感器用于检测运输火车的距离并将距离数据发送到所述处理器，所述处理器对所述距离数据进行处理并发送到所述PLC系统；所述激光影像仪用于扫描所述铸坯冷床得到图像数据并将图像数据发送到所述PLC系统；所述PLC系统接收所述图像数据进行处理计算并发送第一吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯冷床上的铸坯吊运到所述铸坯堆放台，所述PLC系统还用于接收所述距离数据进行处理计算并发送第二吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯堆放台的铸坯吊运到所述运输火车。

激光影像仪扫描铸坯冷床上的铸坯得到图像数据并将图像数据发送到PLC系统；其中，铸坯正常，PLC系统接收所述图像数据根据铸坯的形状和位置，准确定位方坯位置，确定合理的吊运点起吊，发送第一吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯冷床上的铸坯吊运到所述铸坯堆放台，对于出现错位严重的铸坯进行及时报警人工干预处理。

激光传感器检测运输火车的距离并将距离数据发送到所述处理器，所述处理器对所述距离数据进行处理并发送到所述PLC系统；PLC系统对距离数据进行处理，并生成车厢内需要装车的方坯位置数据，并发送第二吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯堆放台的铸坯吊运到所述运输火车。

作为一种优选的实施方式，还包括5.8G无线通讯模块，所述5.8G无线通讯模块用于提供无线网络信号，所述PLC系统通过无线网络信号分别与所述桥式起重机、所述处理器和所述激光影像仪连接。

作为一种优选的实施方式，还包括依次连接的出坯辊道、旋转辊道台和下线辊道，所述出坯辊道、旋转辊道台和下线辊道用于依次输送铸坯，并将铸坯运送到所述铸坯冷床。辊道主要由导板、卫板、若干个辊子、多个电动机及其传动轴和减速器组成，用于运送铸坯，将完成的铸坯通过出坯辊道运送到辊道旋转台，经过辊道旋转台将铸坯输送到下线辊道，下线辊道再将铸坯输送到铸坯冷床进行冷却。

作为一种优选的实施方式，还包括声光报警指示灯，桥式起重机运行路径与人员运行通道及铁路相交处设置声光报警指示灯，当桥式起重机通过此处时，地面安装的声光报警指示灯报警警示，地面通行人员采取避让措施，防止事故的发生。

作为一种优选的实施方式，所述桥式起重机还包括红外传感器，所述红外传感器设于吊具上，所述红外传感器用于检测人体红外信号并发送到PLC系统，PLC系统接收人体红外信号并控制所述桥式起重机的吊具停止工作。

作为一种优选的实施方式，还包括起重机紧停装置，所述紧停装置包括紧急按钮和起重机开关回路，所述紧急按钮与所述起重机开关回路连接。当桥式起重机出现故障或有事故产生时，通过手动按下紧急按钮，切断起重机开关回路，使得桥式起重机停止工作，保证安全。

作为一种优选的实施方式，所述PLC系统型号为西门子S7-1500，性价比高，系统响应速度快。

桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机一般由桥架(又称大车)、起升机构(主起升机构和副起升机构)、小车、大车行走机构、操纵室、小车行走机构、起重机总电源导电装置等部分组成；所述提升机构包括提升电机、吊具和夹钳。

在本发明的实施例中，桥式起重机主起升机构采用1套变频器驱动1台变频电机，采用闭环矢量控制方式，速度反馈元件采用增量脉冲编码器。为了保证起升机构在自动运行中更精确地实现自动定位，实现桥式起重机的无人化操作，需要对起升机构安装绝对值编码器和旋转限位开关。

在本发明的实施例中，副起升机构采用1套变频器驱动1台变频电机，采用闭环矢量控制方式，速度反馈元件采用增量脉冲编码器。

在本发明的实施例中，小车行走机构采用1套变频器驱动1台变频电机，采用闭环矢量控制方式。为了保证小车在自动运行中更精确地实现自动定位要求及小车能够实现精确调速，同时防摇系统也要求小车能够实现快速速度响应，所以要求小车必须采用矢量闭环调速控制，小车电机侧需增加测速编码器实现小车闭环调速控制，新增的编码器安装在制动轮上，需要重新制作制动轮并预留编码器安装接口。小车采用激光测距检测方式，测量桥式起重机在小车方向上的距离。

在本发明的实施例中，大车行走机构采用1套变频器驱动2台电机,采用闭环矢量控制方式，速度反馈元件采用增量脉冲编码器，新增的编码器安装在制动轮上，需要重新制作制动轮并预留编码器安装接口。大车采用格雷母线定位检测方式，测量桥式起重机在大车方向上的距离。

在本发明的实施例中，为保证桥式起重机及PLC系统通讯稳定、减少干扰，动力电缆和控制电缆严格分开布线，移动电缆采用双层电缆滑车，一层布置动力线，另一层布置控制线。同时更换整车电缆，其中起升机构和小车行走机构的动力电缆更换为屏蔽移动电缆，起升结构、小车行走机构、大车机行走构的动力固定电缆由非屏蔽电缆改为屏蔽电缆，增加部分控制屏蔽电缆。

作为一种优选的实施方式，所述桥式起重机包括电子防摇设备，所述电子防摇设备包括编码器、信号处理模块和防摇控制器；所述编码器设置在吊具上，用于检测吊具的速度和摆动角度，并将速度信号和摆动角度信号传送至信号处理模块，信号处理模块将处理后的信号发送至所述防摇控制器，所述防摇控制器发送控制信号到PLC系统控制大车和小车移动的速度。

作为一种优选的实施方式，所述电子防摇设备还包括防摇传感器和反光板，所述反光板安装在夹钳上，所述防摇传感器安装在小车上，所述防摇传感器检测所述反光板的位置数据并发送到所述防摇控制器，所述防摇控制器发送控制信号到PLC系统控制主钩升降的速度。

作为一种优选的实施方式，所述夹钳上还设有感应开关和高度传感器，所述感应开关用于感应夹钳是否夹起铸坯，所述高度传感器用于检测夹钳升降的高度，实时自动化地检测到是否成功夹起铸坯，并将检测信号发送到PLC系统，以便更好地对吊运过程做出调整。

作为一种优选的实施方式，还包括格雷母线定位设备，与所述桥式起重机连接，所述格雷母线定位设备用于检测所述桥式起重机的位置。格雷母线定位设备其中，格雷母线沿着桥式起重机轨道进行敷设，始端箱安装在格雷母线起始端，终端箱安装在格雷母线尾端，走行地址发振单元安装在地面主控柜内，将信号通过格雷母线始端箱引至格雷母线上，通过与桥式起重机上安装的格雷母线天线箱实现桥式起重机位置数据的实时检测并发送到PLC系统。

作为一种优选的实施方式，还包括安全装置，所述安全装置用于在所述桥式起重机的安全门打开时进行保护和提醒；所述安全指示装置包括报警装置、警示灯和限位联锁；所述报警装置用于在所述桥式起重机安全门打开时报警；所述警示灯用于在所述桥式起重机的安全门打开时亮起。

所述限位联锁与所述桥式起重机的安全门和开关电路连接。桥式起重机的运行工作需要设置安全门，安全门关上才能保证桥式起重机的安全工作，采用限位联锁与安全门进行连接，在安全门关上时控制桥式起重机工作，在安全门打开时控制桥式起重机停止工作。

具体地，本发明的自动化桥式起重机的智能运行系统的智能化运行过程如下：

完工的铸坯通过出坯辊道运送到辊道旋转台，经过辊道旋转台将铸坯输送到下线辊道，下线辊道再将铸坯输送到铸坯冷床进行冷却；铸坯通过激光影像仪检测铸坯冷床的铸坯图像数据发送到PLC系统，准确定位铸坯的位置和尺寸，发送第一吊运控制指令到桥式起重机实现将铸坯冷床上的铸坯吊运到铸坯堆放台；通过激光传感器将运输火车的距离数据进行处理后发送到PLC系统，准确定位运输火车的位置，发送第二吊运控制指令到桥式起重机实现将铸坯堆放台的铸坯吊运到运输火车上，实现铸坯的吊运和运输；

吊运过程中，通过电子防摇设备起到防摇的功能，通过编码器检测吊具的速度和角速度处理后发送到PLC系统实现控制大车和小车的移动速度，通过设于夹钳上的感应开关感应夹持信号和高度传感器检测吊具的高度信号并发送到PLC系统分析桥式起重机的吊运情况；

在桥式起重机的工作过程中，通过格雷母线定位设备对桥式起重机进行实时定位并将定位数据实时发送到PLC系统，以便更好地实行吊运和输送工作，保证了运行过程的稳定性；

同时为了确保桥式起重机工作时安全门关闭，保证安全，设置了报警装置、警示灯和限位联锁，用于在安全门打开时进行报警、亮灯提示和切断开关电路工作；整个桥式起重机的运行过程智能化和自动化，提高了效率，节省了人力，节约成本，增强了安全性和稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化桥式起重机的智能运行系统，包括：铸坯冷床、铸坯堆放台、运输火车和桥式起重机；其特征在于：还包括：激光影像仪、激光传感器、处理器和PLC系统；

所述激光传感器设于所述桥式起重机上并与所述处理器连接，所述激光传感器用于检测运输火车的距离并将距离数据发送到所述处理器，所述处理器对所述距离数据进行处理并发送到所述PLC系统；所述激光影像仪用于扫描所述铸坯冷床得到图像数据并将图像数据发送到所述PLC系统；所述PLC系统接收所述图像数据进行处理并发送第一吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯冷床上的铸坯吊运到所述铸坯堆放台，所述PLC系统还用于接收所述距离数据进行处理并发送第二吊运指令控制所述桥式起重机将所述铸坯堆放台的铸坯吊运到所述运输火车。

2.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：还包括5.8G无线通讯模块，所述5.8G无线通讯模块用于提供无线网络信号，所述PLC系统通过无线网络信号分别与所述桥式起重机、所述处理器和所述激光影像仪连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：还包括依次连接的出坯辊道、旋转辊道台和下线辊道，所述出坯辊道、旋转辊道台和下线辊道用于依次输送铸坯，并将铸坯运送到所述铸坯冷床。

4.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：所述桥式起重机包括电子防摇设备，所述电子防摇设备包括编码器、信号处理模块和防摇控制器；所述编码器设置在吊具上，用于检测吊具的速度和摆动角度，并将速度信号和角速度信号传送至信号处理模块，信号处理模块将处理后的信号发送至所述防摇控制器，所述防摇控制器将对应处理后的信号发送到所述PLC系统。

5.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：所述桥式起重机还包括感应开关，所述感应开关设于夹钳上。

6.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：所述桥式起重机还包括高度传感器，所述高度传感器用于检测吊具升降的高度。

7.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：还包括格雷母线定位设备，与所述桥式起重机连接，所述格雷母线定位设备用于检测所述桥式起重机的位置。

8.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：所述桥式起重机还包括红外传感器，所述红外传感器设于吊具上，所述红外传感器用于检测人体红外信号并发送到PLC系统，PLC系统接收人体红外信号并控制所述桥式起重机的吊具停止工作。

9.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：还包括安全装置，所述安全装置用于在所述桥式起重机的安全门打开时进行保护和提醒。

10.根据权利要求1所述的一种自动化桥式起重机的智能运行系统，其特征在于：所述PLC系统型号为西门子S7-1500。

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