CN215364567U - 一种吊具保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吊具保护系统，包括：PLC模块；输入模块，其与所述PLC模块连接；限位开关，其用于限定空载吊具下移距离箱体的距离；继电器，其线圈通过所述限位开关连接外部直流电源，所述输入模块通过所述继电器的常开开关连接外部交流电源；在所述吊具载箱向上运行第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具减速运行一段距离；在所述PLC模块接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具减速运行至着箱。本实用新型能够在吊具载箱闭锁后起升及下降即将着箱时控制减速，限制吊具运行速度，提升吊具使用安全。

Description

一种吊具保护系统

技术领域

本实用新型涉及轮胎吊设备技术领域，具体涉及一种吊具保护系统。

背景技术

轮胎式集装箱龙门起重机（简称轮胎吊）是集装箱码头堆场专用机械，也可以作为一般堆场用起重机运输机械。在实际操作过程中，司机通过操作大车机构、小车机构、起升机构和伸缩吊具来堆放集装箱，由于是高空操作，堆放集装箱需要规范的作业流程，且司机需要对周围环境进行仔细观察。但是，近年来轮胎吊装卸事故大多数依然是由于作业流程不规范、作业人员观察不周所导致的。

现场装卸作业受环境和装卸条件等因素影响普遍存在安全隐患，经过对多种事故的分析：吊具载箱闭锁后起升、空吊具即将着箱，是事故发生的高风险期。

针对此风险，需要设计吊具可靠起升/下降运行的方式，以降低事故发生率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种吊具保护系统，在吊具载箱闭锁后起升及下降即将着箱时减速，限制吊具运行速度，提升吊具使用安全。

为实现上述实用新型的目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种吊具保护系统，其特征在于，包括：

PLC模块；

输入模块，其与所述PLC模块连接；

限位开关，其用于限定空载吊具下移距离箱体的距离；

继电器，其线圈通过所述限位开关连接外部直流电源，所述输入模块通过所述继电器的常开开关连接外部交流电源；

在所述吊具载箱向上运行第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具减速运行一段距离；在所述PLC模块接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具减速运行至着箱。

在本申请中，所述限位开关为激光感应限位开关，所述激光感应限位开关的数量为至少一个，各激光感应限位开关分别安装在所述吊具的座体上，且出光面高度一致且均朝向所述箱体出光。

在本申请中，所述第一距离设定为0.3米，且在所述吊具闭锁向上运行所述第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具以第一预设速度运行预设时间段；

其中所述第一预设速度为所述吊具的正常速度的5%至10%。

在本申请中，所述预设时间段为0.5秒至1秒。

在本申请中，所述距离设定为0.3米，在所述PLC模块接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具以第二预设速度运行运行至着箱；

其中所述第二预设速度为所述吊具的正常速度的5%至10%。

在本申请中，所述吊具保护系统包括吊具锁传感器单元，其用于检测吊具锁的开锁状态和闭锁状态；

在所述PLC模块检测到闭锁状态的信号，且所述吊具载箱向上运行第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具减速运行一段距离；

在所述PLC模块检测到开锁状态的信号，且接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具减速运行至着箱。

在本申请中，所述吊具保护系统还包括：

指示电路，其与所述继电器的线圈并联，用于在所述限位开关动作时指示。

在本申请中，所述指示电路为声音指示电路、光指示电路或声光指示电路。

在本申请中，在所述指示电路为声音指示电路时，所述声音指示电路包括串联的第一电阻和蜂鸣器；

所述第一电阻的一端连接在所述限位开关和所述线圈的一端之间连接的位置处，所述第一电阻的另一端连接所述蜂鸣器的正极端，所述蜂鸣器的负极端连接所述线圈的另一端。

在本申请中，在所述指示电路为光指示电路时，所述光指示电路包括串联的第二电阻和发光二极管；

所述第二电阻的一端连接在所述限位开关和所述线圈的一端之间连接的位置处，所述第二电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述线圈的另一端。

本申请涉及的吊具保护系统，相比现有技术，具有如下优点和有益效果：

（1）在吊具载箱向上运行时限定第一距离，并对吊具控制减速一段距离，避免发生载箱向上运行初期拖车被带走的事故；在吊具空载向下运行时限定距离箱体的距离，并在达到限定距离后，外部直流电源为继电器线圈供电，进而继电器常开开关闭合，使外部交流电源为输入模块供电，使输入模块接收到表示限位距离已达到的信息，经过处理后传送到PLC模块处理，使PLC模块控制吊具减速至着箱，避免吊具与箱体的撞击，起到保护吊具及箱体的作用；

（2）通过限位开关和继电器双重手段，实现对吊具起升/下降过程的自动安全保护，保证作业效率的同时，消除安全隐患。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型提出的吊具保护系统一实施例的框图；

图2为本实用新型提出的吊具保护系统实施例的电气原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

为了智能自动对吊具起升/下降运行时进行保护，避免在起升载箱时将拖车一并载起，或者在空载吊具下降至靠近箱体时对箱体产生碰撞，本实用新型涉及一种吊具保护系统。

参见图1，该吊具保护系统包括PLC模块10、输入模块20、限位开关30、继电器40、外接直流电源VCC和外接交流电源AC。

PLC模块10用于轮胎吊（包括吊具）的各种信息的处理及下发控制信号。

输入模块20与PLC模块10连接，主要负责接收现场设备或控制设备的信息，并进行信号电平转换，然后将转换结果传送到PLC模块10进行处理。

限位开关30用于限定在空载吊具下降时限定与箱体之间的限定距离D。

该限位开关30可以为激光感应限位开关，具有检测距离长、易于维护等优点。

该限位开关30所限定的限定距离D可以根据实际需要进行更改。

为了确保下降运行时能够准确地检测到限定距离D处的箱体，在本申请中，在吊具的座体上安装至少两个激光感应限位开关，在任一个激光感应限位开关接收到反馈信号时，表示检测到限位距离D处的箱体，设置多个激光感应限位开关，有效避免有激光感应限位开关被损坏而检测失效的问题。

至少两个激光感应限位开关中每个的安装面保持在同一水平面上，以保证每个激光感应限位开关的出光面在同一水平面上，且出光面朝向箱体。

继电器40包括继电器K线圈和继电器开关，此处采用继电器常开开关KO。

参考图2，继电器K线圈和限位开关S串联在外接直流电源VCC的正负极两端。

在吊具下行至距离箱体达到限定距离D时，此时限位开关S闭合，使外部直流电源VCC为线圈供电，线圈得电后，常开开关KO闭合，外接交流电源AC为输入模块20供电，此时，输入模块20接收的信息经处理后传送至PLC模块10，PLC模块10控制吊具减速运行至着箱。

在吊具没有下行至箱体达到限定距离D时，限位开关S断开，线圈不得电，此时常开开关KO始终保持断开，由此，输入模块20没有被供电而不工作，因此，PLC模块10也不会采集到由输入模块20输出的信号。

具体地，在空载吊具下行至例如0.3米时，此时由于吊具比较靠近箱体，因此，此时控制吊具以5%至10%的速度（例如5%）运行至着箱。

需要说明的是，在正常情况下，吊具以一定的正常速度匀速下降或上升；5%的速度表示以正常速度的5%运行。

例如，正常速度为5m/s，则，在下行至距离箱体0.3米时，减速至5*5%m/s=0.25m/s运行至着箱。

此时，由于着箱速度慢，因此，即使碰撞也不会产生较大的冲击力，有效保护了吊具和箱体，避免发生不必要的设备及物件损坏。

在吊具下降过程中，通过采用继电器40和限位开关20双重保护手段，对吊具下降距离、下降速度进行控制，实现对吊具的有效且可靠的保护，且避免对箱体造成撞击损坏。

在吊具载箱上行时，轮胎吊系统能够获知被吊升的距离。

因此，为了避免在吊具载箱上行初期连同放置箱体的拖车一起载起，消除设备及人员的安全隐患，在本申请中，在吊具载箱上行第一距离D'时，PLC模块10控制吊具减速运行一段距离。

在本申请中，可以设定第一距离D'为0.3米。

具体地，例如在吊具载箱上行0.3米时，控制吊具减速0.5秒，在此控制减速期间，减速至正常速度的5%至10%的速度，且在减速期间，观察起钩情况，若一切正常，则系统自动在该段距离后恢复正常起升速度，若存在异常，则作业人员应及时采取急停措施。

需要说明的是，在空载吊具下行时吊具是开锁的，而在吊具载箱时，吊具是闭锁的。

因此，吊具保护系统还包括吊具锁传感器单元，其用于在吊具载箱起升作业时，检测吊具锁是否闭锁，而在吊具空载下行时，检测吊具锁是否开锁，并将所检测的吊具锁的闭锁信号或开锁信号传送至PLC模块10。

通过在吊具起升过程中，对吊具的起升距离及起升速度进行控制，以及对开闭锁状态进行检测，能够保证吊具安全、可靠起升，避免为设备及人员造成安全隐患。

为了提醒作业人员在吊具起升/下降减速时注意观察起升/下降情况，进行声和/或光指示。

吊具保护系统还包括与继电器K并联的指示电路，如图2中虚线框示出的。

该指示电路可以用于在吊具起升/下降减速时，进行提醒指示。

该指示电路可以为光指示电路、声音指示电路或声光指示电路。

参见图2，以光指示电路为例进行说明。

在本申请中，光指示电路包括串联的限流电阻R和发光二极管LED。

限流电阻R的一端连接在限位开关S和继电器K线圈的一端之间的连接位置处，限流电阻R的另一端连接发光二极管LED的阳极，LED的阴极接地。

在限位开关S导通时，即，限位开关S检测到吊具距离箱体的距离为限定距离D时，此时，在继电器K的线圈得电的同时，光指示电路中的LED点亮，指示需要进入下降减速。

此时，输入模块20也会接收到信号并输出至PLC模块10，PLC模块10控制吊具进行减速，同时，发光二极管LED保持点亮，这样，提醒作业人员观察吊具下降减速期间是否存在作业异常。

替代地，可以将发光二极管LED替换为蜂鸣器，形成声音指示电路。

其中蜂鸣器的正极端连接限流电阻R的另一端，负极端接地。

同理，在限位开关S导通时，蜂鸣器发出蜂鸣声，指示需要进入下降减速。

替代地，可以设计发光二极管LED并联蜂鸣器，以形成声光指示电路。

其中蜂鸣器的正极端和发光二极管LED的阳极分别连接限流电阻R的另一端，蜂鸣器的负极端和发光二极管LED1的阴极分别接地。

同理，在限位开关S导通时，发光二极管LED点亮且同时蜂鸣器发出蜂鸣声，指示需要进入下降减速。

通过指示电路，能够清楚的提醒作业人员，在吊具起升/下降减速期间对吊具的作业过程进行观察，避免产生不必要设备损坏及人员伤害。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种吊具保护系统，其特征在于，包括：

PLC模块；

输入模块，其与所述PLC模块连接；

限位开关，其用于限定空载吊具下移距离箱体的距离；

继电器，其线圈通过所述限位开关连接外部直流电源，所述输入模块通过所述继电器的常开开关连接外部交流电源；

在所述吊具载箱向上运行第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具减速运行一段距离；在所述PLC模块接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具减速运行至着箱。

2.根据权利要求1所述的吊具保护系统，其特征在于，所述限位开关为激光感应限位开关，所述激光感应限位开关的数量为至少一个，各激光感应限位开关分别安装在所述吊具的座体上，且出光面高度一致且均朝向所述箱体出光。

3.根据权利要求1所述的吊具保护系统，其特征在于，

所述第一距离设定为0.3米，且在所述吊具闭锁向上运行所述第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具以第一预设速度运行预设时间段；

其中所述第一预设速度为所述吊具的正常速度的5%至10%。

4.根据权利要求3所述的吊具保护系统，其特征在于，所述预设时间段为0.5秒至1秒。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的吊具保护系统，其特征在于，所述距离设定为0.3米，在所述PLC模块接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具以第二预设速度运行运行至着箱；

其中所述第二预设速度为所述吊具的正常速度的5%至10%。

6.根据权利要求1所述的吊具保护系统，其特征在于，所述吊具保护系统包括吊具锁传感器单元，其用于检测吊具锁的开锁状态和闭锁状态；

在所述PLC模块检测到闭锁状态的信号，且所述吊具载箱向上运行第一距离时，所述PLC模块控制所述吊具减速运行一段距离；

在所述PLC模块检测到开锁状态的信号，且接收到所述输入模块的输出信号时，控制所述吊具减速运行至着箱。

7.根据权利要求1所述的吊具保护系统，其特征在于，所述吊具保护系统还包括：

指示电路，其与所述继电器的线圈并联，用于在所述限位开关动作时指示。

8.根据权利要求7所述的吊具保护系统，其特征在于，所述指示电路为声音指示电路、光指示电路或声光指示电路。

9.根据权利要求8所述的吊具保护系统，其特征在于，在所述指示电路为声音指示电路时，所述声音指示电路包括串联的第一电阻和蜂鸣器；

所述第一电阻的一端连接在所述限位开关和所述线圈的一端之间连接的位置处，所述第一电阻的另一端连接所述蜂鸣器的正极端，所述蜂鸣器的负极端连接所述线圈的另一端。

10.根据权利要求8所述的吊具保护系统，其特征在于，在所述指示电路为光指示电路时，所述光指示电路包括串联的第二电阻和发光二极管；

所述第二电阻的一端连接在所述限位开关和所述线圈的一端之间连接的位置处，所述第二电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接所述线圈的另一端。

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