CN201694750U - 起重机控制系统及其数据记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机控制系统及其数据记录仪。其中，该起重机控制系统的数据记录仪包括：电源电路、主控及数据存储电路和与总线连接的接口电路；电源电路分别与接口电路和主控及数据存储电路连接，用于为接口电路和主控及数据存储电路供电；主控及数据存储电路，用于向接口电路发送数据记录控制信号，指示接口电路从总线获取所述起重机控制系统的工作状态数据，保存工作状态数据；接口电路，用于根据主控及数据存储电路的数据记录控制信号，从总线获取工作状态数据，将工作状态数据发送至所述主控及数据存储电路。本实用新型起重机控制系统的数据记录仪不受起重机控制系统断电或故障的影响，可靠性高。

Description

起重机控制系统及其数据记录仪

技术领域

本实用新型涉及控制技术领域，尤其涉及一种起重机控制系统及其数据记录仪。

背景技术

随着现代控制技术的不断进步，要求铁路起重机控制系统在可靠完成控制任务的同时可以实时记录铁路起重机的工作状态。现有铁路起重机控制系统所采用的数据记录的一般方法是：在铁路起重机控制系统的力矩限制器的主板上装设负责记录力矩超载信息的专用记录芯片，主板通电后，专用记录芯片开始正常工作，记录力矩超载信息。专用记录芯片的数据记录无故障刷新次数较低，一般为十万次左右；受专用记录芯片容量的限制，其记录的内容较少，一般可以循环记录1000条数据，每条数据仅有8-10个信息点，记录的每条数据内容包括吊臂长度、工作幅度、实际起重量、额定起重量、工况、回转角度、工作日期及具体时间等参数。

由于专用记录芯片安装在力矩限制器的主板上上，如果主板掉电或故障时，专用记录芯片不能工作，无法记录力矩超载等信息，可靠性低。

实用新型内容

本实用新型提供一种起重机控制系统及其数据记录仪，用以解决现有技术中专用记录芯片记录起重机的工作状态可靠性低的缺陷，提高起重机控制系统的数据记录的可靠性。

本实用新型提供一种起重机控制系统的数据记录仪，包括：电源电路、主控及数据存储电路和与总线连接的接口电路；

所述电源电路分别与所述接口电路和主控及数据存储电路连接，用于为所述接口电路和主控及数据存储电路供电；

所述主控及数据存储电路，用于向所述接口电路发送数据记录控制信号，指示所述接口电路从所述总线获取所述起重机控制系统的工作状态数据，保存所述工作状态数据；

所述接口电路，用于根据所述主控及数据存储电路的数据记录控制信号，从所述总线获取所述工作状态数据，将所述工作状态数据发送至所述主控及数据存储电路。

进一步地，该起重机控制系统的数据记录仪还包括：

故障诊断报警电路，分别与所述电源电路和所述主控及数据存储电路连接，用于在所述电源电路为所述故障诊断报警电路供电后，启动对所述起重机控制系统的数据记录仪的自检，根据自检结果控制所述主控及数据存储电路的运行。

其中，故障诊断报警电路包括：自检单元和报警单元；

所述自检单元，分别与所述主控及数据存储电路和所述报警单元连接，用于对所述起重机控制系统的数据记录仪的自检，在自检结果为无故障时，向所述主控及数据存储电路发送运行指示，在自检结果为出现故障时，向所述报警单元发送报警指示；

所述报警单元，与所述自检单元连接，用于根据所述报警指示，发出报警信息。

再进一步的，该主控及数据存储电路包括：

主控单元，分别与所述接口电路和所述故障诊断报警电路连接，用于根据所述故障诊断报警电路的指示，按照设定时间策略向所述接口电路发送所述数据记录控制信号；

数据存储单元，分别与所述主控单元和所述接口电路连接，用于在所述主控单元向所述接口电路发送所述数据记录控制信号后，接收所述接口电路发送的所述工作状态数据。

其中，主控单元包括以下子单元的任意一个或者多个：

休眠状态子单元，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机为正常工作状态、且车体状态回转、变幅和力矩条件不变时，若所述车体状态保持不变的时间达到设定时间值，则进入休眠状态，每间隔设定的休眠时间，通过所述接口电路从所述总线获取系统主机发送的、包括所述工作状态数据的休眠记录，将所述休眠记录发送至所述数据存储单元；

恢复状态子单元，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机为正常工作状态或休眠状态、且车体状态回转、变幅和力矩条件发生变化时，每间隔设定的采样时间，通过所述接口电路从所述总线获取系统主机发送、包括所述工作状态数据的正常记录，将所述正常记录发送至所述数据存储单元；

超载子单元，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机的实时起重力矩达到超载条件时，每间隔设定的采样时间通过所述接口电路从所述总线获取系统主机发送、包括所述工作状态数据的超载记录。

另外，主控及数据存储电路还包括：

检索分析单元，与所述数据存储单元连接，用于根据设置的检索条件，从所述数据存储单元检索符合所述检索条件的工作状态数据；根据设置的分析条件，对检索出的工作状态数据进行分析。

本实用新型还提供一种起重机控制系统，包括：

上述的任意一种起重机控制系统的数据记录仪；

所述起重机控制系统还包括：总线、起重机和系统主机；

所述起重机控制系统的数据记录仪和系统主机分别与所述总线连接；所述系统主机与所述起重机连接；

所述系统主机，用于控制所述起重机的运行，将所述起重机的工作状态数据发送至所述总线。

进一步地，所述系统主机包括：

力矩限制器，分别与所述总线和所述起重机连接，用于实时获取所述起重机的工作状态数据，按照设定的发送时间间隔，将所述工作状态数据发送至所述总线；

控制信号输出单元，分别与所述总线和所述起重机连接，用于向所述起重机发送运行控制信号，控制所述起重机的运行。

再进一步地，该起重机控制系统还包括：

显示器，与所述总线连接，用于通过所述总线获取所述起重机的工作状态数据，显示所述起重机的工作状态和控制界面；和/或

输入信号单元，与所述总线和所述起重机连接，用于将所述起重机的传感器信号通过所述总线发送至所述系统主机。

本实用新型提供的起重机控制系统及其数据记录仪，其中，起重机控制系统的数据记录仪相对于起重机控制系统的起重机独立安装，可以通过电源电路实现独立供电，与起重机控制系统通过总线通信，不受起重机控制系统的系统主机断电或故障的影响，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型起重机控制系统的数据记录仪第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型起重机控制系统的数据记录仪第二实施例的结构示意图；

图3为本发明起重机控制系统第一实施例的结构示意图；

图4为本发明起重机控制系统第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型起重机控制系统的数据记录仪第一实施例的结构示意图，如图1所示，该起重机控制系统的数据记录仪包括：电源电路11、主控及数据存储电路13和与总线连接的接口电路15；

其中，电源电路11分别与接口电路15和主控及数据存储电路13连接，用于为接口电路15和主控及数据存储电路13供电；

主控及数据存储电路13，用于向接口电路15发送数据记录控制信号，指示接口电路15从所述总线获取所述起重机控制系统的工作状态数据，保存所述工作状态数据；

接口电路15，用于根据主控及数据存储电路13的数据记录控制信号，从所述总线获取所述工作状态数据，将所述工作状态数据发送至主控及数据存储电路13。

具体地，起重机控制系统的数据记录仪可以为与起重机分离的设备，例如：独立安装于专用铸铝箱体内的设备。主控及数据存储电路13通过接口电路15连接到起重机控制系统的总线如：CAN_Open 2.0B上，可以通过总线与起重机控制系统的系统主机或起重机的数据传感器进行通信。起重机控制系统的系统主机也连接在总线上，每隔一定时间例如：1ms向总线发送一次起重机的工作状态数据。其中，起重机的工作状态数据可以包括：工况、吊臂长度、工作幅度、实际起重量、额定起重量、回转角度范围、水平倾角、重铁数量、挂齿状态、支腿状态、均载状态、是否用钥匙开关及通过显示器手动操作方式解除力矩限制器限动输出、是否切换至冗余系统、工作日期及具体时间等参数。而主控及数据存储电路13也可以每间隔一定时间例如：1s向接口电路15发送数据记录控制信号，指示接口电路15从总线获取起重机控制系统的工作状态数据，并保存获取的工作状态数据。其中，起重机控制系统可以为铁路起重机控制系统，起重机可以为铁路起重机。

本实施例起重机控制系统的数据记录仪相对于起重机控制系统的起重机独立安装，可以通过电源电路实现独立供电，与起重机控制系统通过总线通信，不受起重机控制系统的系统主机断电或故障的影响，可靠性高。

图2为本实用新型起重机控制系统的数据记录仪第二实施例的结构示意图，在本实用新型起重机控制系统的数据记录仪第一实施例的基础上，如图2所示，该起重机控制系统的数据记录仪还可以包括：故障诊断报警电路17，分别与电源电路11和主控及数据存储电路13连接，用于在电源电路11为故障诊断报警电路17供电后，启动对所述起重机控制系统的数据记录仪进行自检，根据自检结果控制主控及数据存储电路13的运行。

进一步地，故障诊断报警电路17可以包括：自检单元171和报警单元173；

其中，自检单元171，分别与主控及数据存储电路13和报警单元173连接，用于对所述起重机控制系统的数据记录仪进行自检，在自检结果为无故障时，向主控及数据存储电路13发送运行指示，在自检结果为出现故障时，向报警单元173发送报警指示；

报警单元173，与自检单元171连接，用于根据所述报警指示，发出报警信息。

再进一步地，主控及数据存储电路可以包括：主控单元131和数据存储单元133。

其中，主控单元131，分别与接口电路15和故障诊断报警电路17连接，用于根据故障诊断报警电路17的指示，按照设定时间策略向接口电路15发送所述数据记录控制信号；

数据存储单元133，分别与主控单元131和接口电路15连接，用于在所述主控单元向所述接口电路发送所述数据记录控制信号后，接收所述接口电路发送的所述工作状态数据。数据存储单元133可以为专用记录芯片，也可以为其他类型的存储芯片。

其中，数据存储单元133的存储空间可以根据具体情况设置，也可以采用外设的可扩展存储器实现，可以将该起重机控制系统的数据记录仪的记录总时长控制在36小时以上，以更好的应用于铁路起重机控制系统中。另外，该起重机控制系统的数据记录仪还可以具有车体状态休眠与唤醒的记录功能。因此，主控单元131可以包括以下子单元的任意一个或者多个：

休眠状态子单元21，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机为正常工作状态、且车体状态回转、变幅和力矩条件不变时，若所述车体状态保持不变的时间达到设定时间值，则进入休眠状态，每间隔设定的休眠时间，通过所述接口电路从所述总线获取所述系统主机发送的、包括所述工作状态数据的休眠记录，将所述休眠记录发送至所述数据存储单元；例如：当起重机控制系统的数据记录仪通过接口电路获知：起重机当前处于正常工作状态、且起重机的车体状态在一定休眠时间例如：1小时内保持回转、变幅、力矩等条件无变化时，起重机控制系统的数据记录仪进入休眠状态，休眠状态子单元21可以每隔一定的休眠时间例如：2分钟自动将起重机当前工作状态数据作为一次休眠记录储存到数据存储单元133。其中，由于休眠状态的工作状态数据变化可能不太大，因此可以将休眠时间设置的比非休眠状态的采样时间稍长。其中，起重机当前的工作状态数据可以包括工况、吊臂长度、工作幅度、实际起重量、额定起重量、回转角度范围、水平倾角、重铁数量、挂齿状态、支腿状态、均载状态、是否用钥匙开关及通过显示器手动操作方式解除力矩限制器限动输出、是否切换至冗余系统、工作日期及具体时间等参数。

恢复状态子单元23，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机为正常工作状态或休眠状态、且车体状态回转、变幅和力矩条件发生变化时，每间隔设定的采样时间，通过所述接口电路从所述总线获取所述系统主机发送、包括所述工作状态数据的正常记录，将所述正常记录发送至所述数据存储单元；例如：当起重机控制系统的数据记录仪通过接口电路获知：起重机当前处于正常工作状态或休眠状态、且起重机的车体状态回转、变幅、力矩等条件发生变化时，数据记录仪每隔一定采集时间例如：1秒自动将起重机当前工作状态数据作为一次正常记录储存到数据存储单元133。

超载子单元25，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机的实时起重力矩达到超载条件时，每间隔设定的采样时间通过所述接口电路从所述总线获取所述系统主机发送、包括所述工作状态数据的超载记录。例如：当起重机控制系统的数据记录仪通过接口电路获知：起重机的实时起重力矩达到超载条件如：实时起重力矩达到额定起重力矩的102％或者力矩限制器每次强制解除或恢复限动输出功能，力矩限制器每隔一定时间例如：1ms自动将起重机当前的工作状态数据发送到总线上，超载子单元25则每个一定的采集时间例如：1秒将从总线上采集到的起重机的工作状态数据作为一次超载记录储存到数据存储单元133，超载记录有效循环储存次数可以不少于1000次。

此外，为了对起重机控制系统的数据记录仪中的数据进行检索和分析，主控及数据存储电路还可以包括：

检索分析单元，与数据存储单元133连接，用于根据设置的检索条件，从数据存储单元133检索符合所述检索条件的工作状态数据；根据设置的分析条件，对检索出的工作状态数据进行分析。

同时，起重机控制系统的数据记录仪还可以实现将工作状态数据导出的功能，例如：导出EXCEL文件格式的数据文件。

本实施例起重机控制系统的数据记录仪相对于起重机控制系统的起重机独立安装，可以通过电源电路实现独立供电，与起重机控制系统通过总线通信，不受起重机控制系统的系统主机断电或故障的影响，可靠性高；数据记录的时间间隔可以设置，从而提高数据记录的无故障刷新次数(如不低于六十万次)和记录精度；故障诊断报警电路可以实现自检及自身故障诊断报警功能，进一步保证记录的准确性和起重机运行的安全性。例如：因事故使铁路运营线路中断行车，将给铁路部门造成巨大的经济损失及社会影响，一般来说，干线线路中断行车的经济损失为每小时达几十万甚至上百万元。采用本实用新型起重机控制系统的数据记录仪可以实时的记录起重机的工作状态，从而最大限度的保证起重机的可靠工作及作业过程的全程追溯，进而有效避免作业过程的违章行为，降低次生事故的发生率。

图3为本发明起重机控制系统第一实施例的结构示意图，如图3所示，该起重机控制系统包括：上述实施例中任意一种结构的起重机控制系统的数据记录仪31；

该起重机控制系统还包括：总线33、起重机35和系统主机37；

其中，起重机控制系统的数据记录仪31和系统主机37分别与总线33连接；系统主机37与起重机35连接；

系统主机37，用于控制起重机35的运行，将起重机35的工作状态数据发送至总线33。

具体地，起重机控制系统的数据记录仪31可以为与起重机分离的设备，例如：独立安装于专用铸铝箱体内的设备。起重机控制系统的系统主机37控制起重机35的运行，并每隔一定时间例如：1ms将起重机35的工作状态数据发送至总线33。其中，起重机的工作状态数据可以包括：工况、吊臂长度、工作幅度、实际起重量、额定起重量、回转角度范围、水平倾角、重铁数量、挂齿状态、支腿状态、均载状态、是否用钥匙开关及通过显示器手动操作方式解除力矩限制器限动输出、是否切换至冗余系统、工作日期及具体时间等参数。起重机控制系统的数据记录仪31也可以每间隔一定时间例如：1s从总线33上获取上述的工作状态数据。

本实施例起重机控制系统中数据记录仪相对于起重机独立安装，可以通过电源电路实现独立供电，与起重机控制系统的系统主机通过总线通信，不受起系统主机断电或故障的影响，可靠性高。

图4为本发明起重机控制系统第二实施例的结构示意图，在本发明起重机控制系统第一实施例的基础上，如图4所示，系统主机37可以包括：力矩限制器371和控制信号输出单元373。

其中，力矩限制器371，分别与总线33和起重机35连接，用于实时获取起重机35的工作状态数据，按照设定的发送时间间隔，将所述工作状态数据发送至总线33；

控制信号输出单元373，分别与总线33和起重机35连接，用于向起重机35发送运行控制信号，控制起重机35的运行。

进一步地，该起重机控制系统还可以包括：显示器41和/或输入信号单元43。

其中，显示器41，与总线33连接，用于通过总线33获取起重机35的工作状态数据，显示起重机35的工作状态和控制界面；

输入信号单元43，与总线33和起重机35连接，用于将起重机35的传感器信号通过总线33发送至系统主机37。其中，输入信号单元43也可以设置在起重机35中。

具体地，起重机控制系统的数据记录仪31可以为与起重机分离的设备，例如：独立安装于专用铸铝箱体内的设备。起重机控制系统的系统主机37的力矩限制器371控制起重机35的运行，输入信号单元43实时的将起重机35的传感器信号通过总线33发送至系统主机37，系统主机37每隔一定时间例如：1ms通过力矩限制器371将起重机35的工作状态数据发送至总线33。其中，起重机的工作状态数据可以包括：工况、吊臂长度、工作幅度、实际起重量、额定起重量、回转角度范围、水平倾角、重铁数量、挂齿状态、支腿状态、均载状态、是否用钥匙开关及通过显示器手动操作方式解除力矩限制器限动输出、是否切换至冗余系统、工作日期及具体时间等参数。起重机控制系统的数据记录仪31也可以每间隔一定时间例如：1s从总线33上获取上述的工作状态数据。此外，显示器41通过总线33可以获取起重机35的工作状态数据，显示起重机35的工作状态和控制界面等。控制信号输出单元373可以每个一段时间向起重机35发送运行控制信号，控制起重机35的运行。

本实施例起重机控制系统中数据记录仪相对于起重机独立安装，可以通过电源电路实现独立供电，与起重机控制系统的力矩限制器通过总线通信，不受起力矩限制器的断电或故障的影响，可靠性高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种起重机控制系统的数据记录仪，其特征在于，包括：电源电路、主控及数据存储电路和与总线连接的接口电路；

所述电源电路分别与所述接口电路和主控及数据存储电路连接，用于为所述接口电路和主控及数据存储电路供电；

所述主控及数据存储电路，用于向所述接口电路发送数据记录控制信号，指示所述接口电路从所述总线获取所述起重机控制系统的工作状态数据，保存所述工作状态数据；

所述接口电路，用于根据所述主控及数据存储电路的数据记录控制信号，从所述总线获取所述工作状态数据，将所述工作状态数据发送至所述主控及数据存储电路。

2.根据权利要求1所述的起重机控制系统的数据记录仪，其特征在于，还包括：

故障诊断报警电路，分别与所述电源电路和所述主控及数据存储电路连接，用于在所述电源电路为所述故障诊断报警电路供电后，启动对所述起重机控制系统的数据记录仪的自检，根据自检结果控制所述主控及数据存储电路的运行。

3.根据权利要求2所述的起重机控制系统的数据记录仪，其特征在于，所述故障诊断报警电路包括：自检单元和报警单元；

所述自检单元，分别与所述主控及数据存储电路和所述报警单元连接，用于对所述起重机控制系统的数据记录仪的自检，在自检结果为无故障时，向所述主控及数据存储电路发送运行指示，在自检结果为出现故障时，向所述报警单元发送报警指示；

所述报警单元，与所述自检单元连接，用于根据所述报警指示，发出报警信息。

4.根据权利要求2或3所述的起重机控制系统的数据记录仪，其特征在于，所述主控及数据存储电路包括：

主控单元，分别与所述接口电路和所述故障诊断报警电路连接，用于根据所述故障诊断报警电路的指示，按照设定时间策略向所述接口电路发送所述数据记录控制信号；

数据存储单元，分别与所述主控单元和所述接口电路连接，用于在所述主控单元向所述接口电路发送所述数据记录控制信号后，接收所述接口电路发送的所述工作状态数据。

5.根据权利要求4所述的起重机控制系统的数据记录仪，其特征在于，所述主控单元包括以下子单元的任意一个或者多个：

休眠状态子单元，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机为正常工作状态、且车体状态回转、变幅和力矩条件不变时，若所述车体状态保持不变的时间达到设定时间值，则进入休眠状态，每间隔设定的休眠时间，通过所述接口电路从所述总线获取系统主机发送的、包括所述工作状态数据的休眠记录，将所述休眠记录发送至所述数据存储单元；

恢复状态子单元，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机为正常工作状态或休眠状态、且车体状态回转、变幅和力矩条件发生变化时，每间隔设定的采样时间，通过所述接口电路从所述总线获取系统主机发送、包括所述工作状态数据的正常记录，将所述正常记录发送至所述数据存储单元；

超载子单元，分别与所述接口电路和所述数据存储单元连接，用于在所述起重机控制系统的起重机的实时起重力矩达到超载条件时，每间隔设定的采样时间通过所述接口电路从所述总线获取系统主机发送、包括所述工作状态数据的超载记录。

6.根据权利要求4所述的起重机控制系统的数据记录仪，其特征在于，所述主控及数据存储电路还包括：

检索分析单元，与所述数据存储单元连接，用于根据设置的检索条件，从所述数据存储单元检索符合所述检索条件的工作状态数据；根据设置的分析条件，对检索出的工作状态数据进行分析。

7.一种起重机控制系统，其特征在于，包括：

权利要求1-6任一所述的起重机控制系统的数据记录仪；

所述起重机控制系统还包括：总线、起重机和系统主机；

所述起重机控制系统的数据记录仪和系统主机分别与所述总线连接；所述系统主机与所述起重机连接；

所述系统主机，用于控制所述起重机的运行，将所述起重机的工作状态数据发送至所述总线。

8.根据权利要求7所述的起重机控制系统，其特征在于，所述系统主机包括：

力矩限制器，分别与所述总线和所述起重机连接，用于实时获取所述起重机的工作状态数据，按照设定的发送时间间隔，将所述工作状态数据发送至所述总线；

控制信号输出单元，分别与所述总线和所述起重机连接，用于向所述起重机发送运行控制信号，控制所述起重机的运行。

9.根据权利要求7所述的起重机控制系统，其特征在于，还包括：

显示器，与所述总线连接，用于通过所述总线获取所述起重机的工作状态数据，显示所述起重机的工作状态和控制界面；和/或

输入信号单元，与所述总线和所述起重机连接，用于将所述起重机的传感器信号通过所述总线发送至所述系统主机。

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