CN112607603B - 多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，通过在在吊具、电磁吊具和集装箱上分别安装电气连接器，当吊具、电磁吊具或集装箱上的电气连接器连接时，电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号的ID识别当前连接的工具类别，实现自动识别当前起重工具类型、起重工况以及抓取货物类型，并且第一控制器可以通过电气连接器载入控制程序至对应的起重工具，并执行相应的工况作业，实现自动化检测和控制目的。

Description

多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统

技术领域

本发明涉及港口大型起重设备控制技术领域，尤其涉及多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统。

背景技术

目前，港口大型起重设备越来越多的往多工况作业、一机多能的方向发展，一台多功能卸船用起重设备，会存在吊钩、集装箱吊具和电磁吊具等多种工况，并且不同工况下还会有多种不同尺寸或载重的起重工具，对应不同工况、不同起重工具，相应的控制方式、功能要求和联锁保护的要求也都有所不同。

操作人员和安全管理人员如果对工况判断错误，或在工作过程中下达了错误的指令，都有可能导致事故的发生。而且，因此，为解决上述问题，本发明提供了一种用于多工况下功能切换的控制系统，以最大限度避免人为的不当操作造成事故的发生，提高起重机的工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种用于多工况下功能切换的控制系统，以最大限度避免人为的不当操作造成事故的发生，提高起重机的工作效率。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，包括第一控制器、工况选择开关、吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块、电磁吊具工况控制模块以及若干个电气连接器；

若干个电气连接器分别安装在吊具、电磁吊具和集装箱上，当吊具、电磁吊具或集装箱上的电气连接器连接时，电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号的ID识别当前连接的工具类别；

工况选择开关，其输入端与第一控制器连接，其输出端分别与吊钩工况控制模块的输入端、吊具工况控制模块的输入端以及电磁吊具工况控制模块的输入端电性连接；操作人员通过工况选择开关发出工具命令给吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块，对应的控制模块输出驱动信号至电气连接器，起重机执行相应的工况作业；

吊钩工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端与吊钩连接；当吊钩工况控制模块接收工况选择开关输出的吊钩工具命令时，输出驱动信号至吊钩，起重机执行吊钩工况作业；

吊具工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端通过电气连接器与吊具连接，吊具与集装箱上的电气连接器连接；当吊具工况控制模块接收工况选择开关输出的吊具工具命令时，输出驱动信号至电气连接器，起重机执行吊具工况作业；

电磁吊具工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端通过电气连接器与电磁吊具连接；当电磁吊具工况控制模块接收工况选择开关输出的电磁吊具工具命令时，输出驱动信号至电气连接器，起重机执行电磁吊具工况作业。

在以上技术方案的基础上，优选的，吊具工况控制模块包括吊具工况选择开关、简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具；

简易集装箱吊具包括设置在简易集装箱吊具上的电气连接器，以及第一电气连接器回插保护模块、第二控制器和简易集装箱尺寸选择开关；

多功能集装箱吊具包括设置在多功能集装箱吊具上的电气连接器，以及第二电气连接器回插保护模块、第三控制器、多功能集装箱类别选择模块和集装箱尺寸选择开关；

吊具工况选择开关，其输入端与工况选择开关的输出端电性连接，其输出端分别与简易集装箱吊具上的电气连接器以及多功能集装箱吊具上的电气连接器上的电气连接器电性连接；用于在简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具中作出二选一操作；

简易集装箱吊具上的电气连接器通过第一电气连接器回插保护模块与第二控制器连接，控制器与简易集装箱尺寸选择开关的输入端电性连接，简易集装箱尺寸选择开关输出端与若干个不同尺寸的简易集装箱上的电气连接器连接；

多功能集装箱吊具上的电气连接器与工况选择开关的输出端电性连接，并通过第二电气连接器回插保护模块与第三控制器连接；控制器与多功能集装箱类别选择模块的输入端电性连接，多功能集装箱类别选择模块在单箱起吊和双箱同时起吊功能中作出二选一操作；当选择单箱起吊功能时，多功能集装箱类别选择模块的输出端与集装箱尺寸选择开关的输入端电性连接，集装箱尺寸选择开关的输出端分别与不同尺寸的多功能集装箱上的电气连接器电性连接；当选择双箱同时起吊功能时，多功能集装箱类别选择模块的输出端与两个多功能集装箱上的电气连接器电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，电磁吊具工况控制模块包括：电磁吊具工况选择开关、电磁吊具尺寸选择开关、电磁吊具自诊断模块和调磁模块；

电磁吊具工况选择开关，其输入端与工况选择开关的输出端电性连接，其输出端与电磁吊具尺寸选择开关的输入端电性连接，电磁吊具尺寸选择开关的输出端分别与不同尺寸的电磁吊具上的电气连接器电性连接；

电磁吊具通过电磁吊具自诊断模块检测电磁吊具供电系统状态，若电磁吊具供电系统状态正常，则执行电磁吊具作业；

调磁模块，调节电磁吊具内电磁铁的通电数量，以及调整电磁铁的供电大小以调节电磁铁的磁力。

在以上技术方案的基础上，优选的，吊钩工况控制模块包括：自检模块、重量检测模块和重量参数比对模块；

自检模块，其输入端分别与工况选择开关的输出端以及第一控制器的输出端电性连接，其输出端与重量参数比对模块的输入端电性连接；第一控制器将吊钩的自重参数、起重量限制、速度限制、加速度限制以及加速时间输出至自检模块，在启动吊钩之前，自检模块检测第一控制器输出的预设参数与实际参数是否一致，若一致，则自检模块将自重参数发送至重量参数比对模块；反之，则进行报警；

重量检测模块，用于实时监测吊钩起重量和自重量，并将检测的自重量发送至自检模块，将检测的起重量发送至重量参数比对模块；

重量参数比对模块，用于接收自检模块发送的预设参数和重量检测模块发送的起重量，并将起重量和自重量进行对比，通过对比起重量和自重量并辅以吊具回插反馈信号，判断是否为吊钩作业。

在以上技术方案的基础上，优选的，电气连接器包括若干根芯，每一芯通过电气回路连接到第一控制器，不同吊具和电磁吊具的电气连接器内，识别反馈信号点对应的芯号不同，反馈给第一控制器的反馈信号ID不同。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括屏蔽模块；

屏蔽模块，其输入端与第一控制器连接，其输出端分别与吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块连接；当工况选择开关选择吊具工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊钩工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能；当工况选择开关选择吊钩工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能。

本发明的多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)操作人员可以通过工况选择开关发出工具命令给吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块，对应的控制模块输出驱动信号至电气连接器，起重机执行相应的工况作业，即可以不用更换不同控制模块的控制电缆即可实现三种不同工况的自动切换，提高自动化性能和安全性，降低操作复杂度；

(2)通过在在吊具、电磁吊具和集装箱上分别安装电气连接器，当吊具、电磁吊具或集装箱上的电气连接器连接时，电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号的ID识别当前连接的工具类别，实现自动识别当前起重工具类型、起重工况以及抓取货物类型，并且第一控制器可以通过电气连接器载入控制程序至对应的起重工具，并执行相应的工况作业，实现自动化检测和控制目的；

(3)通过设置屏蔽模块，当工况选择开关选择吊具工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊钩工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能；当工况选择开关选择吊钩工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能，保证当前工况的正常运行，即使操作人员在执行当前工况时，选择了其他工况功能，本系统也不会响应，起到安全保护作用，降低了操作人员的误操作率；

(4)通过在吊具工况控制模块中设置吊具工况选择开关、简易集装箱尺寸选择开关、多功能集装箱尺寸选择开关和多功能集装箱类别选择模块，可以为操作人员提高工况选择、尺寸选择功能和集装箱类别选择功能，在吊具工况中实时监控操作人员的操作过程，并为每一步骤提供安全保护作用，降低了操作人员的误操作率，提高了系统的安全性；

(5)通过在电磁吊具工况控制模块中设置电磁吊具工况选择开关和电磁吊具尺寸选择开关，可以为操作人员提高工况选择和尺寸选择功能，在电磁吊具工况中实时监控操作人员的操作过程，并为每一步骤提供安全保护作用，降低了操作人员的误操作率，提高了系统的安全性；

(6)通过在电磁吊具工况控制模块中设置用于检测电磁吊具供电系统状态的电磁吊具自诊断模块，在执行电磁吊具工况前，对电磁吊具进行检测，以判断电磁吊具是否正常，保证系统的安全性；

(7)通过在电磁吊具工况控制模块中设置用于调整磁力大小以完成钢板的吸取和释放的调磁模块，可以调整电磁吊具的磁力，实现吸取和释放功能；

(8)通过在吊钩工况控制模块中设置自诊断模块，在启动吊钩之前，判断自检模块检测第一控制器输出的预设参数与实际参数是否一致，若一致，则第一控制器判断正常使用吊钩工况，保证系统的安全性；

(9)通过设置重量参数比对模块，将起重量和自重量进行对比，根据对比结果判断吊钩是否工作，实现自动判别吊钩是否工作的目的，保证系统的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统的结构图；

图2为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统中吊具工况控制模块的结构图；

图3为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统中吊具工况控制模块的工作流程图；

图4为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统中电磁吊具工况控制模块的结构图；

图5为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统中电磁吊具工况控制模块的工作流程图；

图6为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统中吊钩工况控制模块的结构图；

图7为本发明多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统中吊钩工况控制模块的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

由于集装箱类货物通过集装箱吊具吊运，而集装箱又分为简易集装箱和多功能集装箱，多功能集装箱具有单箱功能和双箱同时起吊功能；本实施例中，简易集装箱尺寸有两种，尺寸分别5FT和10FT；多功能集装箱的尺寸有20FT、30FT、40FT和45FT；吊具也分为简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具。因此，在实际操作中，极易操作失误。为了降低误操作率，如图1所示，本实施例提供多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，包括第一控制器、工况选择开关、吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块、电磁吊具工况控制模块、若干个电气连接器和屏蔽模块。

电气连接器，分别安装在吊具、电磁吊具和集装箱上，当吊具或电磁吊具与电气连接器连接时，电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号的ID识别当前连接的工具类别。

工况选择开关，其输入端与第一控制器连接，其输出端分别与吊钩工况控制模块的输入端、吊具工况控制模块的输入端以及电磁吊具工况控制模块的输入端电性连接；操作人员通过工况选择开关发出工具命令给吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块，对应的控制模块输出驱动信号至电气连接器，起重机执行相应的工况作业。

屏蔽模块，其输入端与第一控制器连接，其输出端分别与吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块连接；当工况选择开关选择吊具工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊钩工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能；当工况选择开关选择吊钩工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能。其中，屏蔽模块可以采用现有模块或现有软件实现。

本实施例中，重点介绍吊具工况控制模块具体结构以及操作流程。具体如下：

吊具工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端通过电气连接器与吊具连接；当吊具工况控制模块接收工况选择开关输出的吊具工具命令时，输出驱动信号至电气连接器，起重机执行吊具工况作业。本实施例中，如图2所示，吊具工况控制模块包括吊具工况选择开关、简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具，其中，简易集装箱吊具包括设置在简易集装箱吊具上的电气连接器，以及第一电气连接器回插保护模块、第二控制器和简易集装箱尺寸选择开关；多功能集装箱吊具包括设置在多功能集装箱吊具上的电气连接器，以及第二电气连接器回插保护模块、第三控制器、多功能集装箱类别选择模块和集装箱尺寸选择开关。

吊具工况选择开关，其输入端与工况选择开关的输出端电性连接，其输出端分别与简易集装箱吊具上的电气连接器以及多功能集装箱吊具上的电气连接器上的电气连接器电性连接。用于在简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具中作出二选一操作。

电气连接器可以为电气连接插头，共32芯，每一芯相当于一个导体，通过电气回路连接到系统内，每芯对应不同回路即可定义不同的功能，不同吊具的电气连接插头内，识别反馈信号点对应的芯号不同，反馈给系统的ID就会不同。

简易集装箱吊具上的电气连接器通过第一电气连接器回插保护模块与第二控制器连接，第一电气连接器回插保护模块用于保护电气连接器。

控制器与简易集装箱尺寸选择开关的输入端电性连接，简易集装箱尺寸选择开关输出端与若干个不同尺寸的简易集装箱上的电气连接器连接；简易集装箱尺寸选择开关在吊具工况选择开关选择简易集装箱吊具后，为操作人员提供简易集装箱尺寸选择功能。当选择简易集装箱吊具工况并选择了简易集装箱吊具尺寸后，系统会根据识别反馈信号ID确认操作人员的命令是否与实际连接吊具以及尺寸相符。当系统程序在操作人员命令与反馈信号ID相符时，会载入对应的简易集装箱吊具控制程序，并将对应的吊具自重参数、起重量限制、速度限制、加速度限制以及加速时间设置载入控制程序中。程序载入完成后，系统确认信号灯亮起，操作人员开始正常操作。简易集装箱吊具工况下，系统需检测电磁铁吊具电气连接插头回插保护正常，集装箱吊具电气连接插头回插保护未连接，并收到正确的反馈信号ID，才能判别为起吊装置连接正常。在系统中需屏蔽电磁吊具的相关功能，启动集装箱吊具的动力和控制电源输出，禁止电磁铁电源输出，并屏蔽多功能集装箱吊具的功能。

多功能集装箱吊具上的电气连接器与工况选择开关的输出端电性连接，并通过第二电气连接器回插保护模块与第三控制器连接；第二电气连接器回插保护模块用于保护电气连接器。本实施例中，多功能集装箱吊具上的电气连接器内预设通讯连接线芯，当选择多功能集装箱吊具工况后，起重设备系统会和多功能集装箱吊具上的控制系统建立通讯连接，通讯多采用CAN总线形式。

控制器与多功能集装箱类别选择模块的输入端电性连接，多功能集装箱类别选择模块在单箱起吊和双箱同时起吊功能中作出二选一操作；当选择单箱起吊功能时，多功能集装箱类别选择模块的输出端与集装箱尺寸选择开关的输入端电性连接，集装箱尺寸选择开关的输出端分别与不同尺寸的多功能集装箱上的电气连接器电性连接；当选择双箱同时起吊功能时，多功能集装箱类别选择模块的输出端与两个多功能集装箱上的电气连接器电性连接。

本实施例中，吊具工况控制模块的工作原理为：吊具工况控制模块提供简易集装箱吊具作业和多功能集装箱吊具作业；

如图3所示，当操作人员选择简易集装箱吊具作业时，吊具工况选择开关选择与简易集装箱吊具上的电气连接器连接，第一电气连接器回插保护模块启动保护，同时，简易集装箱吊具上的电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据识别反馈信号ID确认操作人员的命令是否与实际连接吊具相符；当第一控制器检测到电磁铁吊具电气连接插头回插保护正常，集装箱吊具电气连接插头回插保护未连接，并收到正确的反馈信号ID时，判别起吊装置连接正常，同时，屏蔽模块屏蔽电磁吊具的相关功能，启动集装箱吊具的动力和控制电源输出，禁止电磁铁电源输出，并屏蔽多功能集装箱吊具的功能；此时，控制器通过简易集装箱尺寸选择开关选择吊起简易集装箱的尺寸大小，并控制器简易集装箱吊具与对应大小的简易集装箱上电气连接器连接，第一控制器根据简易集装箱上电气连接器反馈信号ID与操作人员命令是否相符，当在操作人员命令与反馈信号ID相符时，会载入对应的简易集装箱吊具控制程序，并将对应的吊具自重参数、起重量限制、速度限制、加速度限制以及加速时间设置载入控制程序中，程序载入完成后，系统确认信号灯亮起，操作人员开始正常操作。

当操作人员选择多功能集装箱吊具作业时，吊具工况选择开关选择与多功能装箱吊具上的电气连接器连接，第二电气连接器回插保护模块启动保护，同时，多功能装箱吊具上的电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据识别反馈信号ID确认操作人员的命令是否与实际连接吊具相符；当第一控制器检测到电磁铁吊具电气连接插头回插保护正常，集装箱吊具电气连接插头回插保护未连接，并收到正确的反馈信号ID时，判别起吊装置连接正常，同时，屏蔽模块屏蔽电磁吊具的相关功能，启动集装箱吊具的动力和控制电源输出，禁止电磁铁电源输出，然后才能启动多功能集装箱吊具功能。系统在确保无问题后，会根据反馈信号ID和操作人员的命令设置集装箱吊具自重，并提示操作人员同步集装箱吊具状态。在此工况下，多功能集装箱吊具具有单箱起吊和双箱同时起吊两种功能。第三控制器通过多功能集装箱类别选择模块选择单箱起吊或双箱同时起吊功能；当选择单箱起吊功能时，第三控制器通过集装箱尺寸选择开关与对应尺寸的多功能集装箱上的电气连接器连接，当第一控制器收到正确的多功能集装箱吊具及多功能集装箱尺寸的反馈信号ID时，开始吊运多功能集装箱；当选择双箱同时起吊功能时，第三控制器通过集装箱尺寸选择开关与两个多功能集装箱上的电气连接器电性连接，第三控制器发出集装箱吊具伸出指令至集装箱吊具伸出到双箱位置，当集装箱吊具伸出到双箱位置后，中锁自动落下，双箱指示灯常亮，操作人员可以进行双箱起吊作业。在选择双箱同时起吊功能时，系统全程禁止操作人员做集装箱尺寸选择功能。

本实施例的有益效果为：操作人员可以通过工况选择开关发出工具命令给吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块，对应的控制模块输出驱动信号至电气连接器，起重机执行相应的工况作业，即可以不用更换不同控制模块的控制电缆即可实现三种不同工况的自动切换，提高自动化性能和安全性，降低操作复杂度；

通过在在吊具、电磁吊具和集装箱上分别安装电气连接器，当吊具、电磁吊具或集装箱上的电气连接器连接时，电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号的ID识别当前连接的工具类别，实现自动识别当前起重工具类型、起重工况以及抓取货物类型，并且第一控制器可以通过电气连接器载入控制程序至对应的起重工具，并执行相应的工况作业，实现自动化检测和控制目的；

通过设置屏蔽模块，当工况选择开关选择吊具工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊钩工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能；当工况选择开关选择吊钩工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能，保证当前工况的正常运行，即使操作人员在执行当前工况时，选择了其他工况功能，本系统也不会响应，起到安全保护作用，降低了操作人员的误操作率；

通过在吊具工况控制模块中设置吊具工况选择开关、简易集装箱尺寸选择开关、多功能集装箱尺寸选择开关和多功能集装箱类别选择模块，可以为操作人员提高工况选择、尺寸选择功能和集装箱类别选择功能，在吊具工况中实时监控操作人员的操作过程，并为每一步骤提供安全保护作用，降低了操作人员的误操作率，提高了系统的安全性。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，提供电磁吊具工况控制模块具体结构以及操作流程。

电磁吊具工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端通过电气连接器与电磁吊具连接；当电磁吊具工况控制模块接收工况选择开关输出的电磁吊具工具命令时，输出驱动信号至电气连接器，起重机执行电磁吊具工况作业。电磁吊具用于吊运钢管和钢板货物。本实施例中，如图4所示，电磁吊具工况控制模块包括：电磁吊具工况选择开关、电磁吊具尺寸选择开关和电磁吊具。

电磁吊具包括第三电气连接器回插保护模块、第四控制器、电磁吊具自诊断模块和调磁模块。

电磁吊具工况选择开关，用于选择吊运钢管或者钢板货物，其输入端与工况选择开关的输出端电性连接，其输出端与电磁吊具尺寸选择开关的输入端电性连接，电磁吊具尺寸选择开关的输出端分别与不同尺寸的电磁吊具上的电气连接器电性连接，电磁吊具上的电气连接器通过第三电气连接器回插保护模块与第四控制器连接，第四控制器分别与电磁吊具自诊断模块和调磁模块连接。其中，第一控制器根据电磁吊具上电气连接器的反馈信号得知连接吊具类型；第三电气连接器回插保护模块用于用于保护电气连接器；电磁吊具尺寸选择开关用于选择不同尺寸的电磁吊具；电磁吊具自诊断模块用于检测电磁吊具供电系统状态；调磁模块用于调整磁力大小来完成钢板的吸取和释放。

本实施例中，电磁吊具工况控制模块的工作原理为：如图5所示，当操作人员通过电磁吊具工况选择开关选择吊运货物为钢管并且确定电磁吊具尺寸时，电磁吊具尺寸选择开关与对应尺寸电磁吊具上的电气连接器电性连接，该电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号ID确认操作人员的命令是否与实际连接电磁吊具是否相符；当系统检测到电磁铁吊具电气连接插头回插保护未连接，集装箱吊具电气连接插头回插保护正常，并收到正确的反馈信号ID时，判别起吊装置连接正常，识别通过，此时，第一控制器将载入对应的电磁吊具控制程序，并设置相关参数，设置完成后系统会输出对应的确认信号；系统通过电磁吊具自诊断模块诊断各种系统故障、电池电量、电池温度、充电装置状态等，系统确保无问题后才能开始电磁吊具作业。系统在确保无问题后，会根据反馈信号ID和操作人员的命令设置电磁吊具自重，并提示操作人员同步电磁吊具状态。

当操作人员通过电磁吊具工况选择开关选择吊运货物为钢板并且确定电磁吊具尺寸时，其验证过程与吊运钢管过程原理一样，在此不再累述。不同点在于，当系统检测电磁吊具重量和预设吊具自重当处于钢管作业时，电磁铁严禁通电。当处于钢板作业时，操作人员可以根据钢板的外形及数量选择电磁铁的通电数量以确保合适的电磁铁数量及分布方式，同时还可以通过调磁模块调整磁力大小来完成钢板的吸取和释放；通过调磁模块可以实现单张放料功能。具体的，在吸取多张钢板时，操作人员发出单张放料命令，调磁模块控制电磁吊具的励磁电压逐渐回零，结束命令，励磁电压返回至最大。命令持续约1～3秒钟后，被吸取的最下面的一张钢板将被放下，在最下面的一张钢板被放下后，需立即结束单张放料命令，以免其他钢板掉落。在吸料且起重设备整体运行时，系统自动设定为满磁状态，如果操作人员误发释放命令，系统也能自动识别此误操作，继续保持在满磁状态，并且在起重设备整体运行停止时，仍保持在满磁状态，此时要释放钢板，需将调磁开关转至最大励磁后，再将调磁模块调至去磁位置方能去磁释放钢板。

系统具有断电保磁的功能，系统中配置的电池柜一直保持在线状态，当意外停电时，系统能通过电池柜供电维持钢板吸取的状态，并能通过电池柜给起吊电机制动器通电，通过抱闸输出命令打开制动器放下货物。抱闸输出分为脉冲式和非脉冲式。对于脉冲式，每次命令输出只持续1～3秒，可防止因单次操作时间过长造成的钢板滑落；对于非脉冲式，需点动操作，以免钢板滑落的意外发生。

本实施例的有益效果为：通过在电磁吊具工况控制模块中设置电磁吊具工况选择开关和电磁吊具尺寸选择开关，可以为操作人员提高工况选择和尺寸选择功能，在电磁吊具工况中实时监控操作人员的操作过程，并为每一步骤提供安全保护作用，降低了操作人员的误操作率，提高了系统的安全性；

通过在电磁吊具工况控制模块中设置用于检测电磁吊具供电系统状态的电磁吊具自诊断模块，在执行电磁吊具工况前，对电磁吊具进行检测，以判断电磁吊具是否正常，保证系统的安全性；

通过在电磁吊具工况控制模块中设置用于调整磁力大小以完成钢板的吸取和释放的调磁模块，可以调整电磁吊具的磁力，实现吸取和释放功能。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例提供吊钩工况控制模块具体结构以及操作流程。具体如下：

吊钩工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端与吊钩连接；当吊钩工况控制模块接收工况选择开关输出的吊钩工具命令时，输出驱动信号至吊钩，起重机执行吊钩工况作业。如图6所示，吊钩工况控制模块包括自检模块、重量检测模块和重量参数比对模块；如图7所示，为吊钩工况控制模块的操作流程图。

自检模块，当工况选择开关选择吊钩工况时，第一控制器将吊钩的自重参数、起重量限制、速度限制、加速度限制以及加速时间输出至自检模块，在启动吊钩之前，判断自检模块检测第一控制器输出的预设参数与实际参数是否一致，若一致，则第一控制器判断正常使用吊钩工况，自检模块将自重参数发送至重量参数比对模块，第一控制器会输出对应的确认信号，确认信号以指示灯的形式显示在操作室内，操作人员在确认信号灯亮起后方可开始操作；反之，则禁止操作并进行报警；

重量检测模块，用于实时监测吊钩起重量和自重量，并将检测的自重量发送至自检模块，将检测的起重量发送至重量参数比对模块。

重量参数比对模块，用于接收自检模块发送的预设参数和重量检测模块发送的起重量，并将起重量和自重量进行对比，根据对比结果判断吊钩是否工作。本实施例中，因吊钩工况下，吊钩的净重最小，并且与吊具和电磁吊具工况下的自重差别很大，所以通过对比起重量和自重并辅以吊具回插反馈信号，系统即可判断是否为吊钩作业，当判断通过后，如果发生意外断电或操作人员更改工况，系统将会重新进行工况确认。系统通过以上检测程序判断无问题后，操作人员才能开始吊钩作业。选用吊钩后，屏蔽模块屏蔽其他吊具的相关功能，其他吊具无法工作。

本实施例中，吊钩工况控制模块的工作原理为：如图7所示，当工况选择开关选择吊钩工况时，第一控制器将吊钩的自重参数、起重量限制、速度限制、加速度限制以及加速时间输出至自检模块，重量检测模块实时监测吊钩起重量和自重量，并将检测的自重量发送至自检模块，将检测的起重量发送至重量参数比对模块；在启动吊钩之前，判断自检模块检测第一控制器输出的预设参数与实际参数是否一致，若一致，则第一控制器判断正常使用吊钩工况，自检模块将自重参数发送至重量参数比对模块，重量参数比对模块将起重量和自重量进行对比，根据对比结果判断吊钩是否工作。当判断通过后，如果发生意外断电或操作人员更改工况，系统将会重新进行工况确认。系统通过以上检测程序判断无问题后，操作人员才能开始吊钩作业。选用吊钩后，屏蔽模块屏蔽其他吊具的相关功能，其他吊具无法工作。

本实施例的有益效果为：通过在吊钩工况控制模块中设置自诊断模块，在启动吊钩之前，判断自检模块检测第一控制器输出的预设参数与实际参数是否一致，若一致，则第一控制器判断正常使用吊钩工况，保证系统的安全性；

通过设置重量参数比对模块，将起重量和自重量进行对比，根据对比结果判断吊钩是否工作，实现自动判别吊钩是否工作的目的，保证系统的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (5)

1.多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，其特征在于：包括第一控制器、工况选择开关、吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块、电磁吊具工况控制模块以及若干个电气连接器；还包括屏蔽模块；

若干个所述电气连接器分别安装在吊具、电磁吊具和集装箱上，当吊具、电磁吊具或集装箱上的电气连接器连接时，电气连接器输出反馈信号至第一控制器，第一控制器根据反馈信号的ID识别当前连接的工具类别；

工况选择开关，其输入端与第一控制器连接，其输出端分别与吊钩工况控制模块的输入端、吊具工况控制模块的输入端以及电磁吊具工况控制模块的输入端电性连接；操作人员通过工况选择开关发出工具命令给吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块，对应的控制模块输出驱动信号至电气连接器，起重机执行相应的工况作业；

吊钩工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端与吊钩连接；当吊钩工况控制模块接收工况选择开关输出的吊钩工具命令时，输出驱动信号至吊钩，起重机执行吊钩工况作业；

吊具工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端通过电气连接器与吊具连接，吊具与集装箱上的电气连接器连接；当吊具工况控制模块接收工况选择开关输出的吊具工具命令时，输出驱动信号至电气连接器，起重机执行吊具工况作业；

电磁吊具工况控制模块，其输入端与工况选择开关的输出端连接，其输出端通过电气连接器与电磁吊具连接；当电磁吊具工况控制模块接收工况选择开关输出的电磁吊具工具命令时，输出驱动信号至电气连接器，起重机执行电磁吊具工况作业；

屏蔽模块，其输入端与第一控制器连接，其输出端分别与吊钩工况控制模块、吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块连接；当工况选择开关选择吊具工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊钩工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能；当工况选择开关选择吊钩工况控制模块时，屏蔽模块屏蔽吊具工况控制模块和电磁吊具工况控制模块的相关功能。

2.如权利要求1所述的多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，其特征在于：所述吊具工况控制模块包括吊具工况选择开关、简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具；

简易集装箱吊具包括设置在简易集装箱吊具上的电气连接器，以及第一电气连接器回插保护模块、第二控制器和简易集装箱尺寸选择开关；

多功能集装箱吊具包括设置在多功能集装箱吊具上的电气连接器，以及第二电气连接器回插保护模块、第三控制器、多功能集装箱类别选择模块和集装箱尺寸选择开关；

吊具工况选择开关，其输入端与工况选择开关的输出端电性连接，其输出端分别与简易集装箱吊具上的电气连接器以及多功能集装箱吊具上的电气连接器上的电气连接器电性连接；用于在简易集装箱吊具和多功能集装箱吊具中作出二选一操作；

简易集装箱吊具上的电气连接器通过第一电气连接器回插保护模块与第二控制器连接，控制器与简易集装箱尺寸选择开关的输入端电性连接，简易集装箱尺寸选择开关输出端与若干个不同尺寸的简易集装箱上的电气连接器连接；

多功能集装箱吊具上的电气连接器与工况选择开关的输出端电性连接，并通过第二电气连接器回插保护模块与第三控制器连接；控制器与多功能集装箱类别选择模块的输入端电性连接，多功能集装箱类别选择模块在单箱起吊和双箱同时起吊功能中作出二选一操作；当选择单箱起吊功能时，多功能集装箱类别选择模块的输出端与集装箱尺寸选择开关的输入端电性连接，集装箱尺寸选择开关的输出端分别与不同尺寸的多功能集装箱上的电气连接器电性连接；当选择双箱同时起吊功能时，多功能集装箱类别选择模块的输出端与两个多功能集装箱上的电气连接器电性连接。

3.如权利要求1所述的多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，其特征在于：所述电磁吊具工况控制模块包括：电磁吊具工况选择开关、电磁吊具尺寸选择开关、电磁吊具自诊断模块和调磁模块；

电磁吊具工况选择开关，其输入端与工况选择开关的输出端电性连接，其输出端与电磁吊具尺寸选择开关的输入端电性连接，电磁吊具尺寸选择开关的输出端分别与不同尺寸的电磁吊具上的电气连接器电性连接；

电磁吊具通过电磁吊具自诊断模块检测电磁吊具供电系统状态，若电磁吊具供电系统状态正常，则执行电磁吊具作业；

调磁模块，调节电磁吊具内电磁铁的通电数量，以及调整电磁铁的供电大小以调节电磁铁的磁力。

4.如权利要求1所述的多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，其特征在于：所述吊钩工况控制模块包括：自检模块、重量检测模块和重量参数比对模块；

自检模块，其输入端分别与工况选择开关的输出端以及第一控制器的输出端电性连接，其输出端与重量参数比对模块的输入端电性连接；第一控制器将吊钩的自重参数、起重量限制、速度限制、加速度限制以及加速时间输出至自检模块，在启动吊钩之前，自检模块检测第一控制器输出的预设参数与实际参数是否一致，若一致，则自检模块将自重参数发送至重量参数比对模块；反之，则进行报警；

重量检测模块，用于实时监测吊钩起重量和自重量，并将检测的自重量发送至自检模块，将检测的起重量发送至重量参数比对模块；

重量参数比对模块，用于接收自检模块发送的预设参数和重量检测模块发送的起重量，并将起重量和自重量进行对比，通过对比起重量和自重量并辅以吊具回插反馈信号，判断是否为吊钩作业。

5.如权利要求1所述的多功能卸船用起重设备多工况吊具功能切换的控制系统，其特征在于：所述电气连接器包括若干根芯，每一芯通过电气回路连接到第一控制器，不同吊具和电磁吊具的电气连接器内，识别反馈信号点对应的芯号不同，反馈给第一控制器的反馈信号ID不同。

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