RU2442742C1 - Safety device and recording method for working conditions of lifting machine - Google Patents
Safety device and recording method for working conditions of lifting machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442742C1 RU2442742C1 RU2010125527/11A RU2010125527A RU2442742C1 RU 2442742 C1 RU2442742 C1 RU 2442742C1 RU 2010125527/11 A RU2010125527/11 A RU 2010125527/11A RU 2010125527 A RU2010125527 A RU 2010125527A RU 2442742 C1 RU2442742 C1 RU 2442742C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lifting machine
- drive
- protection system
- parameter
- load
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах контроля, защиты и управления грузоподъемных машин.The invention relates to the field of engineering and can be used in control systems, protection and control of hoisting machines.
Известен способ защиты и регистрации параметров работы грузоподъемного крана с элементами экспертной системы. Он предусматривает измерение рабочих параметров грузоподъемного крана, их обработку с использованием априорно сформированных баз данных и последующее представление на индикаторах информации о необходимости выполнения крановщиком действий по предотвращению аварий крана. При возникновении критически опасных режимов работы крана осуществляется автоматическое вмешательство автоматизированной системы управления в его управление [1].A known method of protection and registration of the operating parameters of a crane with elements of an expert system. It provides for the measurement of the operating parameters of a crane, their processing using a priori formed databases and the subsequent presentation on indicators of information about the need for the crane operator to take actions to prevent crane accidents. When critical operating modes of the crane occur, the automated control system automatically intervenes in its control [1].
Недостатками этого технического решения являются повышенная сложность системы защиты, а также отсутствие универсальности в ее применении, что обусловлено различным содержанием баз данных для грузоподъемных машин (кранов) различных конструкций.The disadvantages of this technical solution are the increased complexity of the protection system, as well as the lack of versatility in its application, which is due to the different content of the databases for hoisting machines (cranes) of various designs.
Известен также способ защиты и регистрации параметров работы грузоподъемной машины с диагностикой ее технического состояния. В системе защиты машины от перегрузок, реализующей этот способ, осуществляется предварительное определение предельно допустимых нагрузок, измерение в процессе работы машины параметров, характеризующих ее текущую нагрузку, сравнение текущей нагрузки с предельно допустимой и последующее защитное отключение приводов в зависимости от результатов этого сравнения. Перед началом работы машины дополнительно задают предельные значения диагностических параметров, характеризующих техническое состояние грузоподъемной машины, а в процессе ее работы определяют их текущие значения и накладывают соответствующие ограничения предельно допустимых нагрузок [2].There is also a method of protection and registration of the operating parameters of a lifting machine with the diagnosis of its technical condition. In the machine's overload protection system that implements this method, the maximum permissible loads are preliminarily determined, the parameters characterizing its current load are measured during operation of the machine, the current load is compared with the maximum permissible and the subsequent protective shutdown of the drives depending on the results of this comparison. Before the machine starts, the limit values of the diagnostic parameters characterizing the technical condition of the lifting machine are additionally set, and in the process of its operation, their current values are determined and the corresponding restrictions on the maximum permissible loads are imposed [2].
Недостатком этого способа является отсутствие контроля технического состояния самой системы защиты.The disadvantage of this method is the lack of control of the technical condition of the protection system itself.
Этого недостатка не имеет способ защиты и регистрации параметров работы грузоподъемной машины, наиболее близкий к предложенному. Он заключается в задании в системе защиты машины предельно допустимых значений параметров, характеризующих нагрузку, пространственное положение ее стрелы и/или грузозахватного органа, измерении текущих значений этих параметров, последующем формировании сигналов блокирования работы приводов из условия предотвращения превышения измеренных значений параметров работы грузоподъемной машины их предельно допустимых значений, а также записи значений параметров работы грузоподъемной машины в энергонезависимое запоминающее устройство с возможностью считывания в случае необходимости. Дополнительно, путем взаимного сопоставления выходных сигналов датчиков параметров грузоподъемной машины, осуществляется выявление неисправностей системы защиты [3].This disadvantage does not have a method of protection and registration of the operation parameters of the lifting machine, which is closest to the proposed one. It consists in setting the maximum permissible values of the parameters characterizing the load in the machine’s protection system, the spatial position of its boom and / or load-gripping body, measuring the current values of these parameters, and then generating the drive blocking signals from the condition of preventing the measured values of the load-lifting machine from exceeding their maximum permissible values, as well as recording the values of the operating parameters of the lifting machine in a non-volatile storage device with POSSIBILITY read if necessary. Additionally, by comparing the output signals of the sensors of the parameters of the lifting machine, faults of the protection system are detected [3].
В этом способе осуществляется проверка только электронной части системы, хотя из практики эксплуатации известно, что отказы систем безопасности (защиты) чаще всего происходят по причине выхода из строя их исполнительных (выходных) устройств. Это обеспечивает неполноту диагностики технического состояния системы защиты.In this method, only the electronic part of the system is checked, although it is known from operational practice that failures of security (protection) systems most often occur due to the failure of their executive (output) devices. This ensures incomplete diagnostics of the technical state of the protection system.
Кроме того, в системах, реализующих этот способ, не обеспечивается выявление умышленного блокирования устройств защиты грузоподъемной машины, например, с целью подъема груза, превышающего его номинальную грузоподъемность, - несанкционированного использования имеющегося запаса устойчивости и прочности конструкции грузоподъемной машины.In addition, in systems that implement this method, it is not possible to detect intentionally blocking the protection devices of a load-lifting machine, for example, with the aim of lifting a load exceeding its rated load capacity, unauthorized use of the existing stability margin and structural strength of a load-lifting machine.
Задачами, на решение которых направлено предложенное техническое решение, являются:The tasks to which the proposed technical solution is directed are:
- выявление умышленного отключения системы защиты грузоподъемной машины с целью последующей реализации мер, направленных на предотвращение этого отключения и соответствующее повышение безопасности работы грузоподъемной машины;- identification of intentional shutdown of the protection system of the lifting machine with the aim of subsequent implementation of measures aimed at preventing this disconnection and a corresponding increase in the safety of the lifting machine;
- выявление непреднамеренного отключения системы защиты грузоподъемной машины с аналогичной целью;- identification of unintentional shutdown of the protection system of the lifting machine with a similar purpose;
- обеспечение контроля за несанкционированным вмешательством в конструкцию грузоподъемной машины или ее системы защиты и управления;- providing control over unauthorized interference in the design of a hoisting machine or its protection and control system;
- повышение безопасности работы грузоподъемной машины путем оперативного информирования машиниста и/или обслуживающего персонала о работе машины с отключенной системой защиты;- improving the safety of the lifting machine by promptly informing the driver and / or maintenance personnel about the operation of the machine with the protection system turned off;
- обеспечение более полного документирования технического состояния системы защиты, в том числе ее исполнительных устройств;- providing more complete documentation of the technical condition of the protection system, including its actuators;
- повышение достоверности результатов расследования причин аварий грузоподъемной машины;- increasing the reliability of the results of the investigation of the causes of accidents of a lifting machine;
- расширение функциональных возможностей системы за счет формирования информационного сигнала о работе грузоподъемной машины с отключенной системой защиты, а также выявления и индикации неисправностей не только электронной части системы защиты, но и ее исполнительных устройств.- expanding the functionality of the system by generating an information signal about the operation of the lifting machine with the protection system turned off, as well as identifying and indicating malfunctions not only of the electronic part of the protection system, but also of its actuators.
В известном способе защиты и регистрации параметров работы грузоподъемной машины, заключающемся в задании в ее системе защиты предельно допустимых значений параметров, характеризующих нагрузку, пространственное положение стрелы и/или грузозахватного органа, измерении значений этих параметров и последующем формировании сигнала блокирования или снятия разрешения работы приводов машины из условия предотвращения превышения измеренных значений параметров их предельно допустимых значений, а также записи параметров работы в энергонезависимое запоминающее устройство с возможностью считывания в случае необходимости, указанные технические результаты достигаются тем, что дополнительно выявляют отсутствие блокирования или наличие разрешения работы какого-либо привода машины, не предусмотренное конструкцией грузоподъемной машины или ее системы защиты, или выявляют работу этого привода при наличии превышения измеренного значения параметра работы грузоподъемной машины его предельно допустимого значения, в результате чего формируют сигнал или информационное сообщение о работе грузоподъемной машины с отключенной или неработающей системой защиты.In the known method of protection and registration of the operation parameters of the lifting machine, which consists in setting in its protection system the maximum permissible values of the parameters characterizing the load, the spatial position of the boom and / or load-gripping organ, measuring the values of these parameters and then generating a signal for blocking or removing the permission of the machine’s drives from the condition of preventing exceeding the measured values of the parameters of their maximum permissible values, as well as recording the operating parameters in non-energy a removable memory device with the ability to read if necessary, these technical results are achieved by the fact that they additionally detect the absence of blocking or the presence of a work permit of any drive of the machine, not provided for by the design of the hoisting machine or its protection system, or detect the operation of this drive in case of exceeding the measured the value of the operating parameter of the lifting machine of its maximum permissible value, as a result of which a signal or information message is generated on the work of hoisting machine is off or broken protection system.
При этом, для достижения указанных технических результатов, в различных вариантах этого способа, в частности:Moreover, in order to achieve the indicated technical results, in various variants of this method, in particular:
- указанное отсутствие блокирования или наличие разрешения работы привода выявляют путем контроля напряжения на электрогидравлическом или электромеханическом устройстве управления этого привода, в частности на электромагните электрогидравлического распределителя или на обмотке управления электромагнитного реле или пускателя, путем контроля величины тока в этом электромагните или в этой обмотке, силового напряжения электропривода или рабочего давления в гидроприводе;- the indicated absence of blocking or the availability of the drive’s operation is detected by monitoring the voltage on the electro-hydraulic or electromechanical control device of this drive, in particular on the electromagnet of the electro-hydraulic distributor or on the control winding of the electromagnetic relay or starter, by monitoring the current in this electromagnet or in this winding, power electric drive voltage or working pressure in the hydraulic actuator;
- во время превышения измеренного значения параметра работы грузоподъемной машины его предельно допустимого значения, т.е. в те моменты времени, когда работа привода должна быть заблокирована, с целью выявления работы грузоподъемной машины с отключенной или неработающей системой защиты, осуществляют контроль изменения этого параметра;- while exceeding the measured value of the operating parameter of the lifting machine its maximum permissible value, i.e. at those times when the operation of the drive should be blocked, in order to identify the operation of the lifting machine with a disabled or inoperative protection system, control changes to this parameter;
- путем обработки данных регистратора параметров выявляют интервалы времени, в которых осуществлялось отключение напряжения питания системы защиты. После этого, путем сравнения величин параметров работы машины до и после отключения напряжения питания, с использованием регистратора параметров с часами реального времени выявляют изменение параметров ее работы при отключенном напряжении питания системы защиты. Указанная обработка данных регистратора параметров при этом может осуществляться как в самой системе защиты грузоподъемной машины, так и в стационарном или мобильном устройстве, в который введены данные регистратора параметров после их считывания из энергонезависимого запоминающего устройства;- by processing the data of the parameter logger, time intervals are determined in which the supply voltage of the protection system was turned off. After that, by comparing the values of the parameters of the machine before and after turning off the power supply, using the parameter logger with a real-time clock, a change in the parameters of its operation is detected when the power supply voltage of the protection system is turned off. The indicated processing of the data of the parameter logger can be carried out both in the protection system of the lifting machine, and in a stationary or mobile device into which the data of the parameter logger are entered after they are read from the non-volatile storage device;
- напряжение на устройстве управления какого-либо привода, разрешающее его работу, и/или напряжение в силовой цепи этого привода используют для питания системы защиты с регистратором параметров, штатное (основное) напряжение питания которой умышленно или непреднамеренно отключено;- the voltage on the control device of any drive, allowing its operation, and / or the voltage in the power circuit of this drive is used to power the protection system with a parameter logger, the standard (main) supply voltage of which is intentionally or unintentionally disconnected;
- на грузоподъемную машину дополнительно устанавливают, по меньшей мере, один датчик положения управляющего элемента привода или устройства блокирования работы привода, например концевой выключатель, контролирующий положения золотника гидрораспределителя или якоря электромагнита и позволяющий выявить его механическое блокирование;- at least one position sensor of a control element of the drive or a device for blocking the operation of the drive, for example, a limit switch that controls the position of the valve spool or the armature of the electromagnet and allows to detect its mechanical blocking, is additionally installed on the lifting machine;
- систему управления с регистратором параметров дополнительно оснащают автономным источником питания и выполняют с возможностью периодического включения датчиков параметров работы машины и записи их выходных сигналов в энергонезависимое запоминающее устройство независимо от наличия основного (штатного) напряжения питания устройства защиты;- the control system with the parameter logger is additionally equipped with an autonomous power source and is configured to periodically turn on the machine operation parameters sensors and record their output signals in a non-volatile storage device regardless of the presence of the main (standard) power supply voltage of the protection device;
- при выявлении работы машины с неработающей защитой по одному приводу осуществляют защитное отключение всех ее приводов;- when detecting the operation of a machine with inoperative protection for one drive, a protective shutdown of all its drives is carried out;
- во время работы какого-либо привода машины дополнительно осуществляют снижение максимально допустимого значения параметра работы машины до величины, меньшей его текущего значения, после чего путем выявления продолжения работы этого привода выявляют отсутствие его защитного отключения. Далее, при необходимости, формируют сигналы отключения всех приводов;- during the operation of any drive of the machine, the maximum permissible value of the machine operation parameter is additionally reduced to a value less than its current value, after which, by identifying the continuation of the operation of this drive, the absence of its protective shutdown is detected. Then, if necessary, trip signals for all drives are generated;
- сигнал о работе грузоподъемной машины с отключенной или неработающей системой защиты в этой системе, в ее регистраторе параметров или в мобильном или стационарном устройстве после записи в него данных регистратора параметров, используется для формирования светового дискретного, светового текстового, светового символьного, печатного текстового, звукового и/или речевого сообщения, которое передается на соответствующий световой индикатор, символьный дисплей, графический дисплей, принтер, звуковой сигнализатор и/или речевой синтезатор.- a signal about the operation of a lifting machine with a disabled or inoperative protection system in this system, in its parameter logger or in a mobile or stationary device after recording data of the parameter logger into it, is used to generate light discrete, light text, light symbolic, printed text, sound and / or voice message, which is transmitted to the corresponding light indicator, character display, graphic display, printer, buzzer and / or speech synthesizer .
В системе защиты грузоподъемной машины, в которой реализованы указанные отличительные признаки, обеспечивается выявление работы системы с отключенной или неработающей системой защиты, документирование случаев такой работы, а также формирование соответствующих информационных сигналов. Это позволяет повысить безопасность работы машины за счет реализации мер, направленных на предотвращение этого отключения. Выявление и запись в энергонезависимую память регистратора параметров информации об умышленном или непреднамеренном отключении системы защиты грузоподъемной машины позволяет также повысить достоверность результатов расследования причин ее аварий. Поэтому отличительные признаки этого способа находятся в прямой причинно-следственной связи с достижением указанных технических результатов.In the protection system of the lifting machine, in which these distinguishing features are implemented, it is possible to identify the operation of the system with a disabled or inoperative protection system, documenting cases of such work, as well as the formation of relevant information signals. This allows you to increase the safety of the machine due to the implementation of measures aimed at preventing this shutdown. The identification and recording in the non-volatile memory of the data logger of information about the intentional or unintentional shutdown of the protection system of the hoisting machine can also increase the reliability of the results of the investigation of the causes of its accidents. Therefore, the distinguishing features of this method are in direct causal relationship with the achievement of these technical results.
На чертеже в качестве примера приведена функциональная схема системы, реализующей предложенный способ защиты и регистрации параметров работы грузоподъемной машины,The drawing shows as an example a functional diagram of a system that implements the proposed method of protection and registration of the operation parameters of a lifting machine,
Система содержит цифровое вычислительное устройство 1, именуемое также электронным блоком, контроллером, блоком индикации, блоком обработки данных, цифровым вычислителем и т.п., и датчики параметров работы грузоподъемной машины 2.The system comprises a digital computing device 1, also referred to as an electronic unit, a controller, an indication unit, a data processing unit, a digital computer, etc., and sensors of operation parameters of the lifting machine 2.
Цифровое вычислительное устройство 1 выполнено на основе микроконтроллера 3, к которому подключены органы управления вычислительным устройством (кнопки, клавиши) 4, индикаторы (светодиодные, символьные жидкокристаллические и т.п.) 5, энергонезависимое запоминающее устройство (микросхемы Flash-памяти) 6 и устройство ввода/вывода информации 7.The digital computing device 1 is based on a microcontroller 3, to which the controls of the computing device (buttons, keys) 4, indicators (LED, symbolic liquid crystal, etc.) 5, non-volatile storage device (Flash memory chips) 6 and the device are connected input / output information 7.
Запоминающее устройство 6 выполнено с возможностью хранения данных, необходимых для реализации функций управления и защиты грузоподъемного крана, а также данных встроенного регистратора параметров его работы. Для повышения информативности регистрации, в системе могут быть установлены часы реального времени, подключенные к микроконтроллеру 3.The storage device 6 is configured to store the data necessary for the implementation of the control and protection functions of the crane, as well as data of the built-in recorder of its operation parameters. To increase the information content of registration, a real-time clock connected to the microcontroller 3 can be set in the system.
В случае применения в устройстве датчиков 2 с аналоговыми выходами, устройство ввода/вывода информации 7 содержит аналого-цифровой преобразователь, а при применении цифровых датчиков - трансивер или контроллер мультиплексного канала обмена данными, в частности последовательного интерфейса типа CAN (Control Area Network) или LIN (Local Interconnection Network). Возможно также подключение датчиков 2 с использованием в устройстве ввода/вывода информации 7 беспроводного интерфейса (ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi и т.д.).In the case of using sensors 2 with analog outputs in the device, the information input / output device 7 contains an analog-to-digital converter, and when using digital sensors, it contains a transceiver or controller of a multiplex communication channel, in particular, a serial interface such as CAN (Control Area Network) or LIN (Local Interconnection Network). It is also possible to connect sensors 2 using a wireless interface in information input / output device 7 (ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi, etc.).
Выходное устройство 8 выполнено, в частности, в виде силового электронного блока с дискретными, пропорциональными или широтно-импульсными выходными сигналами. Его вход или двунаправленные входы/выходы подключены к устройству ввода/вывода информации 7 при помощи отдельных проводов или мультиплексного канала обмена данными.The output device 8 is made, in particular, in the form of a power electronic unit with discrete, proportional or pulse-width output signals. Its input or bidirectional inputs / outputs are connected to the information input / output device 7 using separate wires or a multiplex communication channel.
Выходное устройство 8 может содержать электромагнитные пускатели или электромагнитные клапаны, включенные в гидравлическую или электрическую систему управления грузоподъемной машины.The output device 8 may include electromagnetic starters or solenoid valves included in the hydraulic or electrical control system of the lifting machine.
Выходное устройство 8 может быть также выполнено на основе микроконтроллера и подключено к этому мультиплексному каналу обмена данными аналогично подключению датчиков 2. Кроме того, отдельные датчики 2, включая концевые выключатели и датчики аналоговых параметров, могут быть подключены непосредственно к выходному устройству 8.The output device 8 can also be based on a microcontroller and connected to this multiplex data exchange channel similarly to the connection of sensors 2. In addition, individual sensors 2, including limit switches and analog parameter sensors, can be connected directly to the output device 8.
Датчики 2 включают в себя, в частности, датчики пространственного положения стрелы и/или грузовой тележки и грузозахватного органа грузоподъемной машины (датчик длины стрелы 9, датчик угла наклона стрелы 10, датчик угла азимута 11, датчик высоты подъема грузозахватного органа и т.д.), датчик нагрузки грузоподъемной машины 12 (тензометрический датчик усилия в грузовом или стреловом канате или тензометрические датчики давления в гидроцилиндре подъема стрелы). Система может содержать также различные дополнительные датчики 13, к которым относятся датчик угла наклона оголовка стрелы, датчик предельного подъема грузозахватного органа (концевой выключатель), датчик приближения к линии электропередачи, датчики перемещений органов управления грузоподъемной машиной, датчик хода грузовой лебедки, датчик скорости ветра и т.п.The sensors 2 include, in particular, sensors for the spatial position of the boom and / or the load trolley and the load gripping member of the lifting machine (length boom 9 sensor, angle sensor 10 of the boom, azimuth angle sensor 11, height sensor for lifting the load lifting member, etc. ), load sensor of the lifting machine 12 (strain gauge force sensor in the cargo or boom rope or strain gauge pressure sensors in the boom lifting hydraulic cylinder). The system may also contain various additional sensors 13, which include a sensor for the angle of inclination of the boom head, a sensor for maximum lifting of the load-lifting body (limit switch), a proximity sensor to the power line, movement sensors for the controls of the lifting machine, a load winch travel sensor, a wind speed sensor, and etc.
Отдельные датчики, показанные на чертеже, могут отсутствовать. Конкретный набор датчиков зависит от конструкции конкретной грузоподъемной машины и варианта реализации предложенного способа.The individual sensors shown in the drawing may not be available. The specific set of sensors depends on the design of a specific lifting machine and the implementation of the proposed method.
В состав системы входит также источник вторичного электропитания 15, подключенный к бортовой сети машины +Uc, и, при необходимости, автономный источник питания 16 (аккумулятор или гальваническая батарея).The system also includes a secondary power supply 15 connected to the on-board network of the machine + Uc, and, if necessary, an autonomous power source 16 (battery or galvanic battery).
Система может также содержать устройство считывания информации из запоминающего устройства 6 и другие устройства, подключенные или временно подключаемые к устройству ввода/вывода информации 7 (на чертеже условно не показаны).The system may also include a device for reading information from the storage device 6 and other devices connected or temporarily connected to the input / output device information 7 (not shown conventionally in the drawing).
При автоматизированном управлении грузоподъемной машиной ее пуск, остановка и/или регулирование скорости приводов 14 исполнительных механизмов грузоподъемной машины осуществляется с помощью органов управления грузоподъемной машиной 17 через цифровое вычислительное устройство 1, а при ручном управлении - путем прямого воздействия машиниста посредством органов управления 17 на управляющие элементы приводов исполнительных механизмов 14.With automated control of the lifting machine, its start, stop and / or speed control of the drives 14 of the executive mechanisms of the lifting machine is carried out using the controls of the lifting machine 17 through a digital computing device 1, and with manual control by direct exposure of the driver through the controls 17 to the control elements actuator drives 14.
В последнем случае осуществляется непосредственное управление приводами 14 с использованием гидравлических, электрических или механических средств. При этом пуск проводов осуществляется, например, с помощью гидравлических распределителей с ручным управлением, а ограничение или блокирование их движений - с помощью электрогидравлических клапанов, соединенных с выходным устройством 8 или входящих в его состав.In the latter case, the actuators 14 are directly controlled using hydraulic, electrical or mechanical means. In this case, the start-up of the wires is carried out, for example, with the help of hydraulic distributors with manual control, and the restriction or blocking of their movements is carried out using electro-hydraulic valves connected to the output device 8 or included in it.
Система работает следующим образом.The system operates as follows.
Перед началом работы грузоподъемной машины, машинист (оператор) при помощи органов управления 4 цифрового вычислительного устройства 1 вводит в микроконтроллер 3 параметры, определяющие режимы работы грузоподъемной машины - положение выдвижных опор, кратность запасовки грузового полиспаста, наличие, длину и угол наклона гуська и т.д., если для данной конструкции грузоподъемной машины ввод этих параметров является необходимым. Введенные параметры сохраняются в энергонезависимом (Flash) запоминающем устройстве 6 или в памяти (в EEPROM) микроконтроллера 3.Before starting the work of the hoisting machine, the driver (operator) using the controls 4 of the digital computing device 1 enters into the microcontroller 3 parameters that determine the operating modes of the hoisting machine - the position of the sliding supports, the frequency of storage of the hoist, the presence, length and angle of the jib, etc. e., if for this design of the hoisting machine the input of these parameters is necessary. The entered parameters are stored in non-volatile (Flash) memory device 6 or in the memory (in EEPROM) of microcontroller 3.
Зона допустимых значений положения стрелового оборудования грузоподъемной машины вводится машинистом при задании параметров координатной защиты при помощи органов управления 4 и также сохраняется в памяти микроконтроллера 3 или в запоминающем устройстве 6. В этой же памяти хранятся предельно допустимые значения параметров, характеризующих нагрузку грузоподъемной машины и представленных, например, в виде ее грузовых характеристик.The zone of permissible values of the position of the boom equipment of the lifting machine is entered by the driver when setting the parameters of coordinate protection using the controls 4 and is also stored in the memory of the microcontroller 3 or in the storage device 6. The maximum permissible values of the parameters characterizing the load of the lifting machine are presented in the same memory. for example, in the form of its cargo characteristics.
Микроконтроллер 3 работает по программе, записанной в его памяти или в запоминающем устройстве 6, и через устройство ввода/вывода информации 7 по мультиплексному каналу обмена данными или по отдельным линиям связи получает от датчиков 2 значения параметров работы грузоподъемной машины. На основании этих значений микроконтроллер 3 определяет нагрузку и пространственное положение ее механизмов. Для определения текущей нагрузки грузоподъемной машины и/или текущего положения ее стрелы, грузовой каретки или грузозахватного органа, в общем случае, используется математическая модель грузоподъемной машины, записанная в памяти микроконтроллера 3 или в запоминающем устройстве 6.The microcontroller 3 operates according to the program recorded in its memory or in the storage device 6, and through the input / output device 7 through the multiplex data exchange channel or via individual communication lines receives from the sensors 2 the values of the operating parameters of the lifting machine. Based on these values, the microcontroller 3 determines the load and the spatial position of its mechanisms. To determine the current load of the load-lifting machine and / or the current position of its boom, load carriage or load-lifting body, in general, a mathematical model of the load-lifting machine is used, recorded in the memory of the microcontroller 3 or in the storage device 6.
При необходимости осуществляются преобразования выходных сигналов датчиков 2. Это имеет место в случае, когда текущая нагрузка грузоподъемной машины и/или положение ее стрелы или грузозахватного органа измеряются косвенными методами, например, при определении нагрузки стрелового гидравлического крана по давлениям в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра подъема стрелы.If necessary, the output signals of the sensors 2 are converted. This takes place when the current load of the lifting machine and / or the position of its boom or load-lifting member are measured by indirect methods, for example, when determining the load of a hydraulic crane using the pressures in the rod and piston cavities of the lifting ram arrows.
Инициирование формирования сигналов управления приводами 14 грузоподъемного крана осуществляется путем перемещения машинистом органов управления (рукояток, рычагов и т.п.) 17, например электрических джойстиков, в соответствующих направлениях. Действительные сигналы управления приводами 14 формируются цифровым вычислительным устройством 1 после получения сигналов с органов управления 17. Уровни этих сигналов либо определяются микроконтроллером 3, либо формируются путем ограничений управляющих воздействий оператора на органы управления 17.The initiation of the formation of control signals of the drives 14 of the crane is carried out by moving the driver of the controls (handles, levers, etc.) 17, such as electric joysticks, in the corresponding directions. The actual control signals of the actuators 14 are generated by the digital computing device 1 after receiving signals from the controls 17. The levels of these signals are either determined by the microcontroller 3 or are generated by restricting the operator's control actions on the controls 17.
Указанное формирование сигналов или ограничение управляющих воздействий оператора (крановщика) осуществляется микроконтроллером 3 цифрового вычислительного устройства 1 после сравнения текущих значений параметров, характеризующего нагрузку, пространственное положение стрелы и/или грузозахватного органа грузоподъемной машины с предельно допустимыми значениями этих параметров. Формирования этих сигналов блокирования или снятия разрешения работы приводов 14 осуществляется из условия предотвращения превышения измеренных значений параметров работы грузоподъемной машины ее предельно допустимых значений.The indicated signal generation or limitation of the control actions of the operator (crane operator) is carried out by the microcontroller 3 of the digital computing device 1 after comparing the current values of the parameters characterizing the load, the spatial position of the boom and / or the load-gripping organ of the lifting machine with the maximum permissible values of these parameters. The formation of these signals blocking or removing the permissions of the drives 14 is carried out from the condition of preventing the measured values of the operating parameters of the lifting machine from exceeding its maximum permissible values.
Благодаря этому осуществляется защита грузоподъемной машины от перегрузки, от столкновения с препятствиями (координатная защита), от опасного приближения к линии электропередачи и т.д.Thanks to this, the load-lifting machine is protected from overload, from collision with obstacles (coordinate protection), from dangerous proximity to the power line, etc.
Одновременно текущие значения параметров работы грузоподъемной машины периодически записываются в энергонезависимое запоминающее устройство 6 с возможностью считывания через устройство ввода/вывода информации 7 в случае необходимости.At the same time, the current values of the operating parameters of the hoisting machine are periodically recorded in a non-volatile memory 6 with the possibility of reading through the input / output device information 7 if necessary.
Дополнительно в системе осуществляется выявление отсутствия блокировки работы приводов 14 (наличия разрешения их работы) в те интервалы времени, когда работа привода в данном направлении невозможна из условия обеспечения защиты грузоподъемной машины от превышения предельно допустимого значения какого-либо параметра ее работы. Т.е. если работа привода приводит не к уменьшению, а к увеличению текущего значения параметра работы машины свыше его предельно допустимого значения. Для этого, в частности, выявляют работу привода 14 машины при наличии превышения измеренного значения параметра работы грузоподъемной машины его предельно допустимого значения. После этого микроконтроллер 3 формирует сигнал о работе грузоподъемной машины с отключенной или неработающей системой защиты, который записывают в запоминающее устройство 6 и, при необходимости, отображают на индикаторах 5.Additionally, the system detects the absence of blocking the operation of the drives 14 (the availability of permission to work) at those time intervals when the drive is not possible in this direction from the condition of protecting the hoisting machine from exceeding the maximum permissible value of any parameter of its operation. Those. if the operation of the drive does not lead to a decrease, but to an increase in the current value of the machine operation parameter above its maximum permissible value. For this, in particular, the operation of the drive 14 of the machine is detected if there is an excess of the measured value of the operating parameter of the lifting machine of its maximum permissible value. After that, the microcontroller 3 generates a signal about the operation of the lifting machine with the disabled or inactive protection system, which is recorded in the storage device 6 and, if necessary, displayed on indicators 5.
В другом варианте реализации системы, отсутствие блокирования или наличие разрешения работы какого-либо привода 14 осуществляют путем контроля напряжения на электрогидравлическом или электромеханическом устройстве управления этого привода, например на электромагните электрогидравлического распределителя или на обмотке управления электромагнитного реле или пускателя, или тока в этом электромагните или в этой обмотке.In another embodiment of the system, the absence of blocking or the availability of the operation permit of any drive 14 is carried out by monitoring the voltage on the electro-hydraulic or electromechanical control device of this drive, for example, on an electromagnet of an electro-hydraulic distributor or on a control winding of an electromagnetic relay or starter, or the current in this electromagnet or in this winding.
При эксплуатации грузоподъемных машин нередко встречаются ситуации, когда машинист, с целью подъема груза, превышающего номинальную грузоподъемность машины, умышленно отключает защиту от перегрузки. В этих случаях, с целью умышленного снятия блокировки работы привода 14, машинистом подается внешнее напряжение на электромагнит электрогидравлического клапана разгрузки гидравлической системы или на обмотку управления электромагнитного реле или пускателя (создается электрическая цепь, не предусмотренная конструкцией как грузоподъемной машины, так и ее системы управления). При работе описываемой системы защиты это напряжение (либо ток в этой цепи) подается на устройство ввода/вывода информации 7 и далее используется микроконтроллером 3 для выявления блокирования (отключения) системы защиты. Алгоритм этого выявления основан на том, что напряжение на устройстве управления приводом 14, при его умышленном блокировании путем подачи внешнего напряжения, остается постоянным (не исчезает при кратковременном отключении микроконтроллером 3 сигнала управления выходным устройством 8).During the operation of lifting machines, situations are often encountered when the driver deliberately disables overload protection in order to lift a load exceeding the rated load capacity of the machine. In these cases, in order to deliberately remove the lock on the drive 14, the driver applies external voltage to the electromagnet of the electro-hydraulic valve for unloading the hydraulic system or to the control winding of the electromagnetic relay or starter (an electrical circuit is created that is not provided for by the design of both the lifting machine and its control system) . When the described protection system is operating, this voltage (or current in this circuit) is supplied to the information input / output device 7 and then is used by the microcontroller 3 to detect blocking (shutdown) of the protection system. The algorithm for this detection is based on the fact that the voltage at the drive control device 14, when it is deliberately blocked by applying an external voltage, remains constant (does not disappear when the microcontroller 3 momentarily switches off the control signal of the output device 8).
Это внешнее напряжение может дополнительно подключаться к источнику вторичного электропитания системы 15. В этом случае выявление отключения защиты, а также запись информации об этом отключении в регистратор параметров (в запоминающее устройство 6), осуществляется независимо от того, включено или отключено в это время основное (штатное) напряжение питания системы +Uc.This external voltage can additionally be connected to the secondary power supply of system 15. In this case, the detection of the protection trip, as well as the recording of information about this trip to the parameter logger (to the memory 6), is carried out regardless of whether the main one is turned on or off ( nominal) system supply voltage + Uc.
Выявление несанкционированного отключения системы защиты в других вариантах реализации системы может осуществляться также путем контроля наличия силового напряжения на электромеханическом приводе или наличия рабочего давления в гидравлическом приводе в те интервалы времени, когда измеренное значение какого-либо параметра работы грузоподъемной машины превышает его предельно допустимого значение, т.е. путем выявления работы привода 14 в те моменты времени, когда он не должен работать из условия обеспечения защиты машины от перегрузок или от столкновений с препятствиями. При этом, в случае подключения указанного силового напряжения к источнику вторичного электропитания системы 15, в системе аналогичным образом сохраняются все выполняемые функции контроля и записи в регистратор параметров при умышленно или непреднамеренно отключенном основном (штатном) напряжении питания +Uc.Detection of unauthorized shutdown of the protection system in other embodiments of the system can also be carried out by monitoring the presence of power voltage on the electromechanical drive or the presence of working pressure in the hydraulic drive at those time intervals when the measured value of any operation parameter of the lifting machine exceeds its maximum permissible value, t .e. by identifying the operation of the drive 14 at those times when it should not work in terms of protecting the machine from overloads or from collisions with obstacles. In this case, in the case of connecting the specified power voltage to the secondary power supply of the system 15, the system also saves all the monitoring and recording functions performed in the parameter logger when the main (standard) supply voltage + Uc is deliberately or unintentionally disconnected.
Одним из возможных вариантов выявления работы грузоподъемной машины с отключенным напряжением питания системы защиты является также сопоставление данных регистратора параметров при их обработке в самом цифровом вычислительном устройстве либо в стационарном или мобильном устройстве, в которое введены данные регистратора параметров после их считывания из энергонезависимого запоминающего устройства 6. При такой обработке программно реализуется сравнение величин параметров работы машины, записанных в энергонезависимое запоминающее устройство до отключения напряжения питания и после его последующего включения. Их различие свидетельствует о работе грузоподъемной машины с отключенной или неработающей системой защиты. При этом контроль отсутствия напряжения питания системы защиты выявляется по отсутствию данных с часов реального времени, которые при наличии напряжения питания системы защиты периодически записывают в энергонезависимое запоминающее устройство 6.One of the possible options for detecting the operation of a lifting machine with a disconnected supply voltage to the protection system is also to compare the data of the parameter logger when it is processed in the digital computing device itself or in a stationary or mobile device, into which the data of the parameter logger is entered after reading from the non-volatile memory 6. With this processing, the software compares the values of the parameters of the machine recorded in non-volatile storage device before turning off the supply voltage and after its subsequent inclusion. Their difference indicates the operation of a lifting machine with a disabled or inoperative protection system. In this case, the control of the absence of the supply voltage of the protection system is detected by the lack of data from the real-time clock, which, in the presence of the supply voltage of the protection system, is periodically recorded in non-volatile memory 6.
С целью снижения вероятности работы грузоподъемной машины с отключенной защитой какого-либо привода, микроконтроллер 3, после выявления отключенного состояния защиты этого привода, через устройство ввода/вывода информации 7 и выходное устройство 8 может осуществлять отключение всех приводов 14. При этом напряжение, поданное на устройство управления любого привода, разрешающее его работу, а также напряжение в силовой цепи любого электромеханического привода, дополнительно может быть подключено к источнику вторичного электропитания системы 15 и использовано для питания всей системы защиты с регистратором параметров или, по меньшей мере, регистратора параметров. Такая реализация системы позволяет зафиксировать в памяти регистратора параметров информацию о работе машины даже в тех случаях, когда штатное напряжение питания +Uc источника 15 умышленно отключено с целью сокрытия факта работы грузоподъемной машины с отключенной системой защиты.In order to reduce the likelihood of the work of the lifting machine with the protection of any drive disabled, the microcontroller 3, after detecting the disabled protection state of this drive, can turn off all drives 14 through the input / output device 7 and the output device 8. In this case, the voltage applied to the control device of any drive, allowing its operation, as well as the voltage in the power circuit of any electromechanical drive, can additionally be connected to a secondary power supply system 15 and used to power the entire protection system with a parameter logger, or at least a parameter logger. Such an implementation of the system allows you to record information about the operation of the machine in the memory of the parameter logger even in cases when the nominal supply voltage + Uc of source 15 is intentionally turned off in order to hide the fact of the operation of the lifting machine with the protection system disabled.
При эксплуатации грузоподъемных машин встречаются также ситуации, когда машинист, с целью подъема груза, превышающего номинальную грузоподъемность машины, умышленно отключает защиту от перегрузки механическим путем. Например, путем установки какого-либо предмета, механического устанавливающего управляющий элемент электрогидравлического или электромеханического устройства блокирования работы привода грузоподъемной машины в состояние, соответствующее разрешенному состоянию работы этого привода независимо от электрических сигналов выходного устройства 8. В этом случае в системе устанавливается и подключается к микроконтроллеру 3 через устройство ввода/вывода информации 7 дополнительный датчик положения этого управляющего элемента. Например, концевой выключатель, фиксирующий положение золотника электрогидравлического распределителя или якоря электромагнитного реле или пускателя.In the operation of lifting machines, there are also situations where the driver, in order to lift a load exceeding the rated load capacity of the machine, deliberately disables mechanical overload protection. For example, by installing an object that mechanically installs a control element of an electro-hydraulic or electromechanical device for blocking the operation of the drive of the lifting machine to a state corresponding to the permitted state of operation of this drive, regardless of the electrical signals of the output device 8. In this case, the system is installed and connected to the microcontroller 3 through the input / output device information 7 additional position sensor of this control element. For example, a limit switch that fixes the position of the spool of an electro-hydraulic distributor or the armature of an electromagnetic relay or starter.
Еще одним вариантом реализации системы защиты, обеспечивающей возможность выявления работы грузоподъемной машины с отключенным основным напряжением питания +Uc, в том числе с механически заблокированным управляющим элементом привода 14, является оснащение системы автономным источником питания 16, выход которого подключается к тем функциональным блокам системы, которые обеспечивают функционирование регистратора параметров. В этом случае, с целью обеспечения необходимой длительности автономной работы регистратора, осуществляют периодическое (импульсное) питание датчиков 2 и других функциональных узлов системы на интервалы времени, необходимые для контроля состояния приводов 14 и их управляющих элементов, измерения текущих значений параметров работы грузоподъемной машины, их обработки и записи в запоминающее устройство 6.Another option for the implementation of a protection system that provides the ability to detect the operation of a lifting machine with the main supply voltage + Uc turned off, including with a mechanically locked control element of the drive 14, is to equip the system with an autonomous power source 16, the output of which is connected to those functional units of the system that ensure the functioning of the parameter logger. In this case, in order to ensure the necessary duration of the autonomous work of the recorder, periodic (pulse) power is supplied to the sensors 2 and other functional units of the system for the time intervals necessary to monitor the status of the drives 14 and their control elements, measure the current values of the parameters of the load-lifting machine, their processing and recording to the storage device 6.
С целью повышения безопасности работы машины, выявление отключенного состояния ее системы защиты может осуществляться заблаговременно, до достижения каким-либо параметром работы машины его предельно допустимого значения. В этом случае при помощи микроконтроллера 3 во время работы привода 14 машины осуществляют снижение максимально допустимого значения какого-либо параметра работы машины до величины, меньшей его текущего значения. Далее, путем выявления остановки или продолжения работы этого привода, выявляют наличие или отсутствие его защитного отключения. При этом, в случае необходимости, после выявления отсутствия защитного отключения одного привода, с помощью микроконтроллера 3 аналогичным образом формируются сигналы блокирования (снятия разрешения работы) всех приводов грузоподъемной машины.In order to increase the safety of the machine, the detection of the disabled state of its protection system can be carried out in advance, before any parameter of the machine reaches its maximum permissible value. In this case, using the microcontroller 3 during operation of the drive 14 of the machine, the maximum permissible value of any parameter of the machine is reduced to a value less than its current value. Further, by detecting the stop or continued operation of this drive, the presence or absence of its protective shutdown is detected. In this case, if necessary, after detecting the absence of a protective shutdown of one drive, using the microcontroller 3, blocking signals (removal of work permission) of all drives of the hoisting machine are similarly generated.
Сформированный сигнал о работе грузоподъемной машины с отключенной или неработающей системой защиты с помощью микроконтроллера 3 может быть выведен на индикаторы 5 в виде светового дискретного, светового текстового, светового символьного, звукового или речевого информационного сообщения.The generated signal about the operation of a lifting machine with a disabled or inoperative protection system using microcontroller 3 can be displayed on indicators 5 in the form of discrete light, light text, light symbol, sound or speech information message.
В аналогичной форме этот сигнал может быть выведен на соответствующее устройство отображения информации мобильного или стационарного устройства после записи в него данных регистратора параметров. При оснащении этого устройства принтером, это сообщение может быть выведено в виде печатного текстового сообщения. В частности, если в качестве стационарного устройства используется ЭВМ, на которой осуществляется обработка данных регистратора параметров, то указанное текстовое сообщение выводится на бумажный носитель информации при распечатке протокола обработки данных регистратора параметров работы грузоподъемной машины.In a similar form, this signal can be output to the appropriate device for displaying information of a mobile or stationary device after writing to it the data of the parameter logger. When equipping this device with a printer, this message can be displayed as a printed text message. In particular, if a computer is used as a stationary device on which the data of the parameter logger are processed, then the specified text message is displayed on a paper information carrier when printing the protocol of data processing of the data logger of the parameters of the load-lifting machine.
В данном описании схематично приведена лишь часть возможных вариантов реализации предложенного способа защиты и регистрации параметров работы грузоподъемной машины. Изобретение охватывает другие возможные варианты систем защиты и регистрации параметров работы грузоподъемных машин и их эквиваленты без отступления от сущности изобретения, изложенной в его формуле.In this description, only part of the possible options for the implementation of the proposed method of protection and registration of the operation parameters of a lifting machine are schematically shown. The invention covers other possible options for protection systems and recording the operating parameters of hoisting machines and their equivalents without deviating from the essence of the invention set forth in its formula.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2280608 C2, B66C 13/18, B66C 23/88, B66C 23/90, 27.07.2006.1. RU 2280608 C2, B66C 13/18, B66C 23/88, B66C 23/90, 07.27.2006.
2. RU 2276096 C2, B66C 23/88, B66C 13/18, 10.05.2006.2. RU 2276096 C2, B66C 23/88, B66C 13/18, 05/10/2006.
3. RU 2277065 C2, B66C 13/18, B66C 23/88, 27.05.2006.3. RU 2277065 C2, B66C 13/18, B66C 23/88, 05.27.2006.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125527/11A RU2442742C1 (en) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | Safety device and recording method for working conditions of lifting machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125527/11A RU2442742C1 (en) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | Safety device and recording method for working conditions of lifting machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010125527A RU2010125527A (en) | 2011-12-27 |
| RU2442742C1 true RU2442742C1 (en) | 2012-02-20 |
Family
ID=45782276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125527/11A RU2442742C1 (en) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | Safety device and recording method for working conditions of lifting machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2442742C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542571C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственнон предприятие "Резонанс" | Tractor with parameter registrator |
| WO2015161251A3 (en) * | 2014-04-18 | 2016-12-22 | Gentex Corporation | Trainable transceiver and mobile communications device systems and methods |
| US9947159B2 (en) | 2014-02-11 | 2018-04-17 | Gentex Corporation | Systems and methods for adding a trainable transceiver to a vehicle |
-
2010
- 2010-06-21 RU RU2010125527/11A patent/RU2442742C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9947159B2 (en) | 2014-02-11 | 2018-04-17 | Gentex Corporation | Systems and methods for adding a trainable transceiver to a vehicle |
| US10339741B2 (en) | 2014-02-11 | 2019-07-02 | Gentex Corporation | Systems and methods for adding a trainable transceiver to a vehicle |
| RU2542571C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственнон предприятие "Резонанс" | Tractor with parameter registrator |
| WO2015161251A3 (en) * | 2014-04-18 | 2016-12-22 | Gentex Corporation | Trainable transceiver and mobile communications device systems and methods |
| US9620005B2 (en) | 2014-04-18 | 2017-04-11 | Gentex Corporation | Trainable transceiver and mobile communications device systems and methods |
| US10147310B2 (en) | 2014-04-18 | 2018-12-04 | Gentex Corporation | Trainable transceiver and mobile communications device systems and methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010125527A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102040163B (en) | Hoisting limit switch and lifting device | |
| EP2858939B1 (en) | Crane and related method of operation | |
| US9114960B2 (en) | Crane safety device for preventing truck jostling and/or hatch cover detection | |
| EP2377798B1 (en) | Power and control for wireless anti-two block system | |
| US20050247657A1 (en) | Crane installation, in particular container crane | |
| JP2015535519A (en) | Cable breakage diagnosis in cranes | |
| RU2442742C1 (en) | Safety device and recording method for working conditions of lifting machine | |
| CN102390788A (en) | Anti-tipping control method, device and system and engineering plant | |
| CN101508402B (en) | Control system and control method of railway breakdown crane | |
| CN101628692A (en) | Moment limiter for mini engineering crane | |
| RU2347736C2 (en) | Control system of load-lifting crane (versions) | |
| CN201458610U (en) | Moment limiter for small-sized engineering crane | |
| RU2281240C2 (en) | Method of recording parameters of load-lifting machine | |
| CN111583591B (en) | Safety alarm method and device for hoisting machinery | |
| US11745986B2 (en) | Arm with two or more hooks | |
| RU2305063C2 (en) | Load-lifting crane control method | |
| RU2396201C1 (en) | Method of increasing safety (versions) and safety system of jib hoisting crane (versions) | |
| JP2673437B2 (en) | Operating device for cranes | |
| RU2301192C1 (en) | Method for overlaod protection of hoisting crane using diagnosis of crane hydraulic system and hoisting crane overload protection system for effectuating the same | |
| RU2277065C2 (en) | Method of diagnosing condition of safeguard of load-lifting machine | |
| CN102815615A (en) | Crane lifting control system | |
| RU2381171C1 (en) | Safety system of electrically driven hoisting machine | |
| RU2307060C2 (en) | Method of recording and parameter recorder of load-lifting machine | |
| RU2810831C2 (en) | Improved boom with two or more hooks | |
| RU62915U1 (en) | LIFTING MACHINE REGISTRATION SYSTEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160622 |