CN206842900U - 门座式起重机安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种门座式起重机安全监控系统，包括监控主机以及若干个传感节点；每个所述传感节点包括：DSP处理芯片、安装于起重机变幅机构的水平位置检测传感器和垂直位置检测传感器、安装于起重机行走机构的光电编码器、安装于起重机行走机构四脚的摄像头、与起重机行走驱动机构连接的变频器、报警器以及各类传感器。本实用新型提供的门座式起重机安全监控系统具有以下优点：对于设备使用和管理人员，能够实时全面了解门座式起重机当前的运行状况，方便及时发现问题并采取相应的措施，避免事故的发生，保证门座式起重机的安全运行。

Description

门座式起重机安全监控系统

技术领域

本实用新型属于起重机安全监控技术领域，具体涉及一种门座式起重机安全监控系统。

背景技术

门座式起重机是一种桥架通过两侧支腿支承在地面轨道或地基上的臂架型起重机。门座式起重机的门形座架的4条腿构成4个“门洞”，可供铁路车辆和其他车辆通过。门座起重机大多沿地面或建筑物上的起重机轨道运行，进行起重装卸作业。

为降低门座式起重机发生事故的概率，需要监控门座式起重机的运行状态，但是，现有门座式起重机在检测监测方面存在诸多问题，例如，监测技术手段多为目测、感观判断、停机测量、磁粉探伤等，检验人员工作量巨大，但检测效率十分低下，对于起重机械的关键位置的检测往往带有危险性。虽然现有技术出现部分起重机监控系统，但具有起重机运行参数监控不全面的问题，难以保证门座式起重机的安全运行。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种门座式起重机安全监控系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种门座式起重机安全监控系统，包括监控主机以及若干个传感节点；每个所述传感节点包括：DSP处理芯片、安装于起重机变幅机构的水平位置检测传感器和垂直位置检测传感器、安装于起重机行走机构的光电编码器、安装于起重机行走机构四脚的摄像头、与起重机行走驱动机构连接的变频器、报警器、起重机吊钩姿势检测传感器、起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传感器、风速传感器、供电电缆卷筒状态传感器、同一轨道运行机构距离检测传感器、不同轨道运行机构距离检测传感器以及供电电路；所述DSP处理芯片的输入端分别与所述水平位置检测传感器、所述垂直位置检测传感器、所述光电编码器、所述摄像头、所述起重机吊钩姿势检测传感器、所述起重机起重量传感器、所述起重机运行行程传感器、所述起重机运行速度传感器、所述起重机起升高度传感器、所述起重机制动器状态采集器、所述起重机行程限位传感器、所述风速传感器、所述供电电缆卷筒状态传感器、所述同一轨道运行机构距离检测传感器和所述不同轨道运行机构距离检测传感器连接；所述DSP处理芯片的输出端通过所述变频器与所述起重机行走驱动机构连接；所述DSP处理芯片还与所述供电电路连接；

各个所述传感节点形成自组织传感网络后与所述监控主机连接。

优选的，所述自组织传感网络为zigbee传感网络。

本实用新型提供的门座式起重机安全监控系统具有以下优点：

对于设备使用和管理人员，能够实时全面了解门座式起重机当前的运行状况，方便及时发现问题并采取相应的措施，避免事故的发生，保证门座式起重机的安全运行。

附图说明

图1为本实用新型提供的门座式起重机安全监控系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1，本实用新型提供一种门座式起重机安全监控系统，包括监控主机以及若干个传感节点；每个所述传感节点包括：DSP处理芯片、安装于起重机变幅机构的水平位置检测传感器和垂直位置检测传感器、安装于起重机行走机构的光电编码器、安装于起重机行走机构四脚的摄像头、与起重机行走驱动机构连接的变频器、报警器、起重机吊钩姿势检测传感器、起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传感器、风速传感器、供电电缆卷筒状态传感器、同一轨道运行机构距离检测传感器、不同轨道运行机构距离检测传感器以及供电电路；所述DSP处理芯片的输入端分别与所述水平位置检测传感器、所述垂直位置检测传感器、所述光电编码器、所述摄像头、所述起重机吊钩姿势检测传感器、所述起重机起重量传感器、所述起重机运行行程传感器、所述起重机运行速度传感器、所述起重机起升高度传感器、所述起重机制动器状态采集器、所述起重机行程限位传感器、所述风速传感器、所述供电电缆卷筒状态传感器、所述同一轨道运行机构距离检测传感器和所述不同轨道运行机构距离检测传感器连接；所述DSP处理芯片的输出端通过所述变频器与所述起重机行走驱动机构连接；所述DSP处理芯片还与所述供电电路连接；各个所述传感节点形成自组织传感网络后与所述监控主机连接。例如，自组织传感网络为 zigbee传感网络。

本实用新型提供的门座式起重机安全监控系统，主要设计特点为：

(1)起重机变幅机构安装水平位置检测传感器和垂直位置检测传感器，可实时检测起重机变幅机构的位置，当起重机进入危险区域时，DSP处理芯片通过变频器作用于起重机行走驱动机构，使起重机停止运行，从而防止起重机臂在工作时与附近物体碰撞。

类似的，光电编码器实时检测起重机行走机构的位置，起重机起升高度传感器实时检测起重机起升高度…通过各类传感器实时检测起重机运行状态，一旦发生危险，可及时通过变频器停止起重机，保证起重机安全运行。同时，还通过报警器发出报警信号，使操作人员及时采取一定的解决方案。

另外，每个所述传感节点还可以包括时钟管理器和晶振，所述时钟管理器的输入端与用于产生基准信号的晶振连接，所述时钟管理器的输出端与各路起重机状态采集传感器连接，并且，时钟管理器到各路起重机状态采集传感器的 PCB走线长度等长；通过设置时钟管理器和晶振，多路起重机状态采集器的采样时钟来自于同一时钟源，保证了采样时钟的同频同源，保证多通道采样的同步时间，实现了精确对门式起重机实时运行状态的监控。

另外，供电电池可采用太阳能供电系统，包括太阳能电池板、电池板支撑座、光照强度采集器、可充电电池、电池电量监测电路以及电池控制电路板；

所述太阳能电池板可转动安装于所述电池板支撑座；所述太阳能电池板的输出端连接到所述可充电电池的充电接口；所述电池控制电路板通过俯仰驱动电路与所述电池板支撑座连接；所述电池控制电路板的输入端分别与所述光照强度采集器以及所述电池电量监测电路连接；所述电池控制电路板的输出端连接到所述主控制器。

太阳能电池板可转动安装于电池板支撑座；太阳能电池板的输出端连接到可充电电池的充电接口；电池控制电路板通过俯仰驱动电路与电池板支撑座连接；电池控制电路板的输入端分别与光照强度采集器以及电池电量监测电路连接；电池控制电路板的输出端连接到主控制器。

因此，电池控制电路板可根据光照强度采集器采集到的光照值，进而控制太阳能电池板的俯仰角，提高太阳能电池板的发电量；电池电量监测电路对可充电电池的电量情况进行实时监测，方便及时发现电量将要用尽的监控点，并及时更换电池。这样设置的原因为：当出现连续阴雨天气时，电池可能出现电量不足的情况，因此，通过设置电池电量监测电路，可及时通过服务器，从而及时更换电池，避免出现信息采集单元由于缺电而无法工作的情况。通过安装太阳能电池板，可有效延长电池的持续供电时间，不需要工作人员频繁更换电池，从而降低了工作人员的工作量。

本实用新型可应用于特种设备监测行业，可实现对门式起重机的重要运行参数和安全状态进行24小时全天候监控，并能够向起重机械操作者和处于危险区域的工作人员发出声光报警，且可对监控数据进行存储(数据存储时间不少于30个连续工作日、视频信息的存储时间不少于72小时)。

下面介绍一种具体实施例：

门座式起重机安全监控系统构成如下：信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息导出接口单元和远程传输单元(选配)等。

信息采集单元：读取信息源数据的装置；信息处理单元：对读取的数据进行计算和处理的装置；控制输出单元：向起重机械执行机构输出控制信号的装置；信息显示单元：以图形、图像、文字、声光等方式输出信息的装置；信息导出接口单元：向上级或下级单元输出数据的装置；远程传输单元：信息传送到远程服务器的装置。(远程服务器为选配)

其中，起重机监控参数和监控状态要求见表1：

表1起重机监控参数和监控状态要求

根据现场需要配置若干采集盒。研发的信号采集模块是全新一代基于嵌入式系统的模块式数据采集控制系统，可以用于采集电压输出型，电流输出型，开关量输入型，485接口型传感器等设备的信号，同时有开关量输出控制和提供多路传感器电源的功能。可以通过无线或者RS485/RS232、以太网等通讯方式组建网络。简单，灵活，适合起重机工业现场应用的要求，方便系统集成。其性能指标见表2。

表2信号采集模块性能指标

电源输入	9～36VDC或220VAC
		工作条件	-30℃～+70℃，10％～90％RH，无凝结
EMC指标	静电防护：接触放电：±6KV；空气放电：±8KV
		接口类型	N,8,1
分辨率	10bit
		精度	0.5％
数据波特率	1200～19200bps
		输入通道	4路0～5V or 0～10V，2路4-20ma，8路开关量输入，4路开关量输出
光电隔离电压	3750Vrms
		无线发送	140ma
无线接收	90ma
		正常运行	35ma
休眠功耗	20ua
		接收灵敏度	-97dbm
发射功率	18dbm
		工作频段	2405MHz～2483MHz
无线速率	250Kbps
		传输距离	可视，开阔距离600米
数据加密	AES-128

监控主机放置在起重机的电气室中，对起重机的工作状态进行监控和记录，为起重机操作和检修人员提供参考数据和故障诊断指导。

监控主机的硬件专为适应起重机高温、强粉尘、强震动、电源质量差、空间电磁干扰强烈等特殊运行环境专门设计，其优点如下：

能抵抗现场电源波动，确保系统不被电源扰动影响；

具有来电自启动功能，可实现24小时无人值守的运行；

采用特殊存储芯片，防止突然断电等原因引起的操作系统崩溃，提高系统的稳定性；

具有一键数据还原能力，可设定时间基点，恢复基点时刻的系统状态和数据；

所有元件接口采用嵌入式焊接工艺或特殊接插件，可避免因起重机强烈震动导致的接口松动。

所采用工控机(更换工控机配置的客户请另索取资料)的主要性能参数如下：

表3工控机性能指标

在起重机械的使用过程中，通常由于设备体积庞大或工作区域有遮挡物等情况，导致操作人员出现视觉盲区，从而无法全面清楚地看到起重机械的运行状态，存在很大的安全隐患。所以，需要为起重机械提供一套视频系统，便于操作人员实时掌握周围的环境情况和起重机械的运行状态。同时，根据GB/T 28264-2012起重机械安全监控管理系统要求，其安全监控管理系统需包括视频监控系统。

为满足现场实际使用需求和国标要求，设计并开发一套门座式起重机械视频监控系统。

视频系统组成：

根据国标要求，门座式起重机至少需要观察到吊点和行走区域，所以，现场视频监控系统包括如下组成部分：

(1)摄像头：采集视频信号。

在大车两端安装共计4个摄像头，用于拍摄大车行走区域的图像，方便司机了解轨道上是否有障碍物或者行人，提供操作的安全性。

2个摄像头用于拍摄吊点区域的图像，方便司机对吊点的跟踪。根据现场实际情况，需安装防潮防振型固定式摄像装置。

(2)硬盘录像机：将拍摄到的影像信息压缩成数字格式，存储在硬盘上，保存72小时，提供存储和浏览视频功能，同时将多路视频信号合并为一路视频信号，便于视频图像的显示。

(3)显示器：显示通过摄像机采集的多路视频。

本实用新型提供的门座式起重机安全监控系统具有以下优点：

对于设备使用和管理人员，能够实时全面了解门座式起重机当前的运行状况，方便及时发现问题并采取相应的措施，避免事故的发生，保证门座式起重机的安全运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种门座式起重机安全监控系统，其特征在于，包括监控主机以及若干个传感节点；每个所述传感节点包括：DSP处理芯片、安装于起重机变幅机构的水平位置检测传感器和垂直位置检测传感器、安装于起重机行走机构的光电编码器、安装于起重机行走机构四脚的摄像头、与起重机行走驱动机构连接的变频器、报警器、起重机吊钩姿势检测传感器、起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传感器、风速传感器、供电电缆卷筒状态传感器、同一轨道运行机构距离检测传感器、不同轨道运行机构距离检测传感器以及供电电路；所述DSP处理芯片的输入端分别与所述水平位置检测传感器、所述垂直位置检测传感器、所述光电编码器、所述摄像头、所述起重机吊钩姿势检测传感器、所述起重机起重量传感器、所述起重机运行行程传感器、所述起重机运行速度传感器、所述起重机起升高度传感器、所述起重机制动器状态采集器、所述起重机行程限位传感器、所述风速传感器、所述供电电缆卷筒状态传感器、所述同一轨道运行机构距离检测传感器和所述不同轨道运行机构距离检测传感器连接；所述DSP处理芯片的输出端通过所述变频器与所述起重机行走驱动机构连接；所述DSP处理芯片还与所述供电电路连接；

各个所述传感节点形成自组织传感网络后与所述监控主机连接。

2.根据权利要求1所述的门座式起重机安全监控系统，其特征在于，所述自组织传感网络为zigbee传感网络。