CN214310743U - 一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，包括：设置在小车顶卷盘的接线箱内的电源模块主体和设置在上架接线箱内的检测模块主体；所述的电源模块主体和检测模块主体利用在用及备用线相互连接；所述的电源模块主体中设置有分别通过各备用线加电断电的供电装置，所述的检测模块主体内设置了分别检测各备用线和在用线上是否有电压的检测模块；在所述的电源模块主体和检测模块主体分别设置有与后台通信的第一通信模块和第二通信模块。本实用新型要解决的就是能在早期发现吊具电缆芯线故障，能减少吊具电缆线路故障时的处理时间，能节省人力，能实现集装箱装卸桥吊具电缆芯线故障时不停机可做检测的问题。

Description

一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置

技术领域

本实用新型涉中间继电器的巧妙利用、CAN通讯、4G无线通讯、PLC编程、HMI人机界面，现场总线远程监控技术。

背景技术

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN的高性能和可靠性已被认同，并广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。

简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

集装箱装卸桥通过吊具电缆实现对吊具的控制，吊具电缆的状态直接影响到吊具的工作，一旦吊具电缆芯线出现故障，必须停机将吊具放地面，两组多人参与检查，吊具上架一组(吊具电缆下端)，小车顶接线箱一组(吊具电缆上端)。此种测量方法主要的弊端是，只测量了吊具电缆静态时的状态，无法测量集装箱装卸桥作业时的状态。另外的弊端是故障时才去查线存在滞后性；需多人长时间抢修，方法落后必须改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对多芯、运动的控制电缆提供一种全天候、全工况、网络化、智能化的检测装置。

本实用新型为实现其实用新型目的所采用的技术方案是：一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，包括：设置在小车顶卷盘的接线箱内的电源模块主体和设置在上架接线箱内的检测模块主体；所述的电源模块主体和检测模块主体利用在用及备用线相互连接；所述的电源模块主体中设置有分别通过各备用线加电断电的供电装置，所述的检测模块主体内设置了分别检测各备用线和在用线上是否有电压的检测模块；在所述的电源模块主体和检测模块主体分别设置有与后台通信的第一通信模块和第二通信模块。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：所述的供电装置包括供电的供电端子，电压变换装置、依次与吊具电缆各备用线相连的备用线连接端子，电压变换装置将供电端子输出的电压转换成规定的电压后分别与备用线连接端子相连。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：所述的检测模块包括分别与吊具电缆各备用线相连的备用线检测端子和连接需要检测的吊具电缆在用线的在用线检测端子，电压测量模块，将电压测量模块分别连接各备用线检测端子和用线检测端子的拨码开关，显示各备用线检测端子和在用线检测端子上电压情况的显示屏。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：在电源模块主体和检测模块主体中分别设置有在停电时可以切换的第一备用电系统和第二备用电系统。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：所述的第一备用电系统和第二备用电系统分别包括蓄电池和逆变器，逆变器将蓄电池输出的直流电逆变成规定的交流电。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：第一通信模块和第二通信模块为4G无线通信模块。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：还包括检测终端，检测终端与后台通信。

进一步的，上述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置中：所述的检测终端包括安装有检测APP的移动检测终端。

本实用新型要解决的就是能在早期发现吊具电缆芯线故障，能减少吊具电缆线路故障时的处理时间，能节省人力，能实现集装箱装卸桥吊具电缆芯线故障时不停机可做检测的问题。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

附图1是本实用新型检测装置电源模块的示意。

附图2是本实用新型检测装置检测模块的示意图。

附图3是本实用新型检测装置整体框图。

具体实施方式

本实施例是一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置。本实施例中，一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测的装置，主要分为小车顶卷盘接线箱的电源模块和上架接线箱的检测模块另外还有云端服务、电脑客户端、手机客户端等，如图3所示。

小车顶接线箱放置电源模块如图1所示：交流或锂电池电源经处理后输出15路电压可选的交流电源，将需检测的备用线接到小车顶电源模块1#-15#电源端子排上，此端子排连接备用线的方式为快速插接，电源模块备有10000mah锂电池，保证该装置在无市电的情况下可以持续提供电源信号2小时以上。

上架接线箱检测模块：该模块集成触摸显示屏和PLC、CAN接口和4G无线通讯模块，检测模块1#-15#端子连接备用线，此端子排连接备用线的方式为快速插接，触摸显示屏可显示15条备用线的检测结果，此15路检测端口检测到的电源波动幅度可选(初步预设±3％、±5％、±7％)；在用线分有CAN通讯线和不同等级的电源线、识别信号线，按功能提示并入上架检测模块的预留端口16#-30#，此端口端子排为快速插接，通讯线(CAN-H、CAN-L)、电源线(AC380V、AC110V)、信号线(AC110V)的接入相应颜色的端子，触摸显示屏点下一页进入在用线的监控界面，显示在用线检测结果，上架检测模块备有10000mah锂电池，保证检测装置在无市电的情况先可以持续不间断测量2小时以上。

在用线检测：根据在用线的电压等级，选用相应电压等级的中间继电器，将在用线接入中继电器线圈回路，中间继电器触点接入PLC对应端子，通过监控中间继电器触点状态即可知道在用线是否正常；如果检测一段时间，以上继电器的触点没用发生闪断，则程序不会计数，线路故障次数为零，则可认为线路正常，反之继电器触点发生闪断，则程序会计数，间接反映线路故障次数，相互比较计数器的值则可判断出有故障的线路。

在用通讯线检测：将吊具通讯线CAN-H和CAN-L接入PLC的CAN接口，通过监控集装箱装卸桥吊具心跳信号和主控PLC心跳信号是否周期性变化，通过设计的逻辑程序，记录心跳故障的次数，从而可以判断出通讯线路是否正常。

如果检测装置监控到某条或几条线路有故障，则可从计数为零的备用线中选出几条备用线做替换，进行线路替换工作时需停机，现场更换。

通过购买云服务或在码头搭建4G网络服务器，可以将检测结果实时的传递给PC客户端或手机客户端，实现同时、多地、多方监控检测数据，附带可以实现断线PC端弹窗提醒、手机端短信提醒，甚至可以实现在用线故障时根据远控指令将可用的备用线投入使用,此切换功能的操作方法是对关键线路做切换，如CAN-H、CAN-L通讯线；110V-L、110V-N电源线。假如CAN-H用的是10#线，通过提前匹配状态好的备用线，假设是16#，通过控制中间继电器实现在用的10#线切换至备用的16#线，此切换功能可通过手机端或电脑端发送指令，检测装置驱动切换继电器实现故障线切换至备用线；同样的方法可以实现CAN-L、110V-L、110V-N线路的切换。

本实施例解决了现有传统检测方法的多个弊端，如：必须停机、多人参与、吊具放地面、两端同时操作才能做检测，且只能检测设备静止状态时吊具电缆线芯的通断状态，无法检测设备运动过程中电缆线芯的状态；放置检测装置后，能够实现遥控开启或关闭单台或多台装卸桥的检测功能，能够实现集装箱装卸桥吊具在用及备用线的全天后全工况实时检测，实时记录，单台或多台设备的多方监控。

本实施例的一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测模块如图2所示，包括电源模块主体1和检测模块主体7。

电源模块主体1如图1所示，左端上部是电源接口，可用不同电压等级的电源；电源模块主体装置1左端中部是拨码开关，它是电压变换装置3的操作按钮，决定输出端子排输出的电压等级；电源模块主体1下端为备用线输出端子排2，用于连接被检测的备用线；电源模块主体1内部设置锂电池及锂电池管理模块作为第一备用电源5，当市电供电突然断电时锂电池自动投入使用，当市电供电检测到锂电池电量低于50％时，开启充电功能；所述的电源模块主体装置右侧下端内部设置4G无线通讯模块。

电源接口能够电源自适应，并根据拨码开关正定出设定电压等级的电源，在输出端子排输出。

测试过程中电源接口突然断电，电源模块主体装置能够迅速相应，启用锂电池进行工作，在输出端子排输出设定的电压等级的电源。

电源模块主体装置能够对锂电池进行管理，当电池电量低于50％(可设定)时自动充电，当无法完成充电时报送故障码，提醒用户。

检测模块主体装置为集成PLC和HMI的一体机，有CAN通讯口和4G无线通讯模块；检测模块主体装置右侧上端连接电源及锂电池管理模块，将市电进行转换给检测模块供电，当市电供电突然断电时锂电池自动投入使用，当市电供电检测到锂电池电量低于50％时，开启充电功能；所述的检测模块主体装置上端为在用线检测端子排，红色端子排检测380V在用线，黄色端子排检测110V在用线，绿色端子排检测CAN在用线，灰色端子排检测其它控制线，原理是记录中间继电器辅助触点的通断状态，间接的了解在用线状态；所述的检测模块主体装置中部为触摸显示屏，通过操作触摸显示屏能够查看在用线检测结果、备用线检测结果，能够设置当前所在位置(设备编号)；所述的检测模块主体装置右端中部为拨码开关，用于设定备用线的检测精度；所述的检测模块主体装置下端为备用线连接端子排；所述的检测模块主体装置右端内部设置4G无线通讯模块

内部含有小型PLC和110VDI模块，用于监控所有备用线端子排的电压信号状态，并作逻辑运算和数据统计，直接了解备用线状态；或将备用线接入中间继电器，PLC24V的DI模块记录中间继电器的辅助触点通断次数，间接的了解备用线状态。

内部含有CAN接口，用于监控吊具通讯是否正常，并作心跳数据检测。

内部设置有三种不同电压等级的小型中间继电器，辅助触点分类接入PLC模块，通过辅助触点的状态来反映电源型在用线状态，如吊具油泵电源V相(380V)线状态不好，偶尔通断，相应的中间继电器就会通断，辅助触点就会通断，PLC监控点就会通过逻辑运算。

触摸显示屏HMI能够根据画面分布显示PLC监控到的数据，从而反映出在用线和备用线状态。

4G无线模块能够传送监控到的数据，能够接受远程电脑管理端和手机管理端的指令。

本实施例的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置的电源模块主体1，放置于集装箱装卸桥小车顶卷盘的接线箱内部，电源端子4连接市电，拨码3拨至110V档位，输出端子2后期会输出110V的交流点，输出端子2连接需要检测的备用线。

集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置的检测模块主体7，放置于上架接线箱内部，备用线检测端子8连接需要检测的备用线，在用线检测端子10根据颜色和功能连接需要检测的在用线，测试开始前通过拨码开关12可以选择备用线计数的阀值，触摸显示屏9将显示备用线和在用线的状态、被检测集装箱装卸桥的编号。

本实施例的电源模块主体装置与检测模块主体配合使用检测备用线状态，检测模块主体单独使用检测在用线状态，备用线检测步骤及原理：参考附图3。

1.在小车顶接线箱内通过电源模块主体1的电源端子4，供电、断电、供电、断电反复操作几次；

2.在上架接线箱内通过检测模块主体7的触摸显示屏9，翻至备用线检测页面，查看所有被检测的备用线是否和小车顶的操作同步(小车顶电源通断几次，检测模块计数几次)，如果同步计数，说明静态时线路连接正常，模块工作正常；

3.用专用支架固定好小车顶接线箱电源模块，盖好盖板；

4.用专用支架固定好上架接线箱检测模块，盖好盖板

5.检查电脑客户端、手机端客户端是都通讯正常，计数同步

6.电脑后手机用管理员登录，操作电源模块的开机和关机，上架检测模块的开机和关机

7.人员撤离，设备投入使用，定期开机做检测。

Claims (8)

1.一种集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：包括：设置在小车顶卷盘的接线箱内的电源模块主体(1)和设置在上架接线箱内的检测模块主体(7)；所述的电源模块主体(1)和检测模块主体(7)利用在用及备用线相互连接；所述的电源模块主体(1)中设置有分别通过各备用线加电断电的供电装置，所述的检测模块主体(7)内设置了分别检测各备用线和在用线上是否有电压的检测模块；在所述的电源模块主体(1)和检测模块主体(7)分别设置有与后台通信的第一通信模块(6)和第二通信模块(13)。

2.根据权利要求1所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：所述的供电装置包括供电的供电端子(4)，电压变换装置(3)、依次与吊具电缆各备用线相连的备用线连接端子(2)，电压变换装置(3)将供电端子(4)输出的电压转换成规定的电压后分别与备用线连接端子(2)相连。

3.根据权利要求1所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：所述的检测模块包括分别与吊具电缆各备用线相连的备用线检测端子(8)和连接需要检测的吊具电缆在用线的在用线检测端子(10)，电压测量模块，将电压测量模块分别连接各备用线检测端子(8)和用线检测端子(10)的拨码开关(12)，显示各备用线检测端子(8)和在用线检测端子(10)上电压情况的显示屏(9)。

4.根据权利要求1所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：在电源模块主体(1)和检测模块主体(7)中分别设置有在停电时可以切换的第一备用电系统(5)和第二备用电系统(11)。

5.根据权利要求4所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：所述的第一备用电系统(5)和第二备用电系统(11)分别包括蓄电池和逆变器，逆变器将蓄电池输出的直流电逆变成规定的交流电。

6.根据权利要求1至5中任一所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：第一通信模块(6)和第二通信模块(13)为4G无线通信模块。

7.根据权利要求6所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：还包括检测终端，检测终端与后台通信。

8.根据权利要求7所述的集装箱装卸桥吊具在用及备用线状态检测装置，其特征在于：所述的检测终端包括安装有检测APP的移动检测终端。

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