RU38746U1

RU38746U1 - MOBILE CRANE SECURITY MOVEMENT SYSTEM

Info

Publication number: RU38746U1
Application number: RU2004109639/22U
Authority: RU
Inventors: А.И. Белан; А.В. Ерзутов; М.И. Затравкин; Л.С. Каминский; А.Ф. Лучин; В.Д. Любавин; Л.Н. Мухин; И.А. Пятницкий; Н.А. Сбитнева; М.И. Спицын; Ю.П. Старцев; И.Г. Фёдоров; А.П. Червяков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭГО"
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2004-07-10

Abstract

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использована на грузоподъемных кранах для защиты их от опрокидывания при перемещении груза или от поломок, связанных с динамическими перегрузками. Система обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана оснащена логическим модулем ограничения динамической нагрузки, формирующим командные сигналы на аварийную остановку подвижного элемента и на разрешение перемещения подвижного элемента с максимальной скоростью, поступающие на два выходных канала. Модуль блокирования движения подвижного элемента выполнен с двумя входными каналами, первый из которых через модуль "И" подключен к первому выходному каналу логического модуля ограничения динамической нагрузки и выходному каналу логического модуля определения подхода к границе координатной защиты, а второй - ко второму выходному каналу логического модуля ограничения динамической нагрузки. Информация для определения режима торможения поступает в логические блоки из цифрового вычислительного блока и блока задания ограничений координатной защиты.The utility model relates to the field of hoisting and transport machinery and can be used on hoisting cranes to protect them from tipping over when moving cargo or from breakdowns associated with dynamic overloads. The safety system for moving moving elements of a lifting crane is equipped with a dynamic load limiting logic module that generates command signals for emergency stop of the moving element and for allowing the movement of the moving element with maximum speed, arriving at two output channels. The blocking module for blocking the movement of a movable element is made with two input channels, the first of which is connected through the "And" module to the first output channel of the dynamic load limiting logic module and the output channel of the logic module determining the approach to the coordinate protection boundary, and the second to the second output channel of the logical module dynamic load limits. Information for determining the braking mode enters the logical blocks from the digital computing unit and the unit for setting the constraints of the coordinate protection.

Description

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использована на грузоподъемных кранах для защиты их от опрокидывания при перемещении груза или от поломок, связанных с динамическими перегрузками.The utility model relates to the field of hoisting and transport machinery and can be used on hoisting cranes to protect them from tipping over when moving cargo or from breakdowns associated with dynamic overloads.

В настоящее время в грузоподъемной технике широко применяются системы безопасности, в которых используются различные электронно-вычислительные блоки, позволяющие достаточно полно контролировать их работу с предупреждением о выходе на критические ситуации.At present, safety systems are widely used in lifting equipment, in which various electronic-computing units are used, which make it possible to fully control their work with a warning about reaching critical situations.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков и решаемым задачам является система обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана, содержащая установленные в каждом канале управления перемещением подвижного элемента цифровой вычислительный блок, блок задания ограничений координатной защиты, логический модуль определения подхода к границе координатной защиты, формирующий командный сигнал аварийной остановки подвижного элемента, блок сигнализации, модуль блокирования движения подвижного элемента и периферийные устройства измерения перемещения подвижного элемента и технологических параметров грузоподъемного крана, при этом блок задания ограничений координатной защиты соединен с первым информационным входом цифрового вычислительного блока и с первым информационным входом логического модуля определения подхода к границе координатной защиты, первый информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с блоком сигнализации, а второй его информационный выход - со вторым входом логического модуля определения подхода к границе координатной защиты, к выходному каналу которого подключен входной канал модуля блокирования движения, а периферийные устройства измерения параметров перемещения подвижного элемента и The closest to the proposed utility model in terms of the set of essential features and the tasks to be solved is a system for ensuring the safety of moving moving elements of a lifting crane, containing a digital computing unit installed in each channel for controlling the movement of a moving element, a block for setting coordinate protection constraints, a logic module for determining the approach to the coordinate coordinate border forming a command signal for emergency stop of a moving element, an alarm unit, a bl module the movement of the moving element and peripheral devices for measuring the movement of the moving element and the technological parameters of the crane, while the coordinate protection constraint setting unit is connected to the first information input of the digital computing unit and to the first information input of the logic module for determining the approach to the coordinate protection boundary, the first information output of the digital the computing unit is connected to the signaling unit, and its second information output is connected to the second input logic module for determining the approach to the coordinate protection boundary, to the output channel of which the input channel of the motion blocking module is connected, and peripheral devices for measuring the parameters of movement of the moving element and

технологических параметров грузоподъемного крана подключены ко второму информационному входу цифрового вычислительного блока (см. патент Российской Федерации №2151732, В 66 С 15/00, 23/88, 27.06.2000). Данная система успешно защищает подъемный кран от смещения за пределы установленных границ координатной защиты, однако при блокировке движения перемещаемого элемента крана не учитывается скорость его перемещения, что приводит к динамическим перегрузкам при резкой остановке перемещаемого элемента.technological parameters of the crane are connected to the second information input of the digital computing unit (see patent of the Russian Federation No. 2151732, B 66 C 15/00, 23/88, 06/27/2000). This system successfully protects the crane from shifting beyond the limits of the coordinate protection, however, when the movement of the crane element being blocked is blocked, its movement speed is not taken into account, which leads to dynamic overloads when the moving element abruptly stops.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание системы обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана, предотвращающей динамические перегрузки крана, возникающие при остановке перемещаемого элемента по команде аварийного останова.The task to which the claimed utility model is directed is to create a system for ensuring the safety of moving the movable elements of a hoisting crane, which prevents dynamic overloads of the crane that occur when a movable element stops when an emergency stop command is stopped.

Поставленная техническая задача решается тем, что система обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана, содержащая установленные в каждом канале управления перемещением подвижного элемента цифровой вычислительный блок, блок задания ограничений координатной защиты, логический модуль определения подхода к границе координатной защиты, формирующий командный сигнал аварийной остановки подвижного элемента, блок сигнализации, модуль блокирования движения подвижного элемента и периферийные устройства измерения перемещения подвижного элемента и технологических параметров грузоподъемного крана, при этом блок задания ограничений координатной защиты соединен с первым информационным входом цифрового вычислительного блока и с первым информационным входом логического модуля определения подхода к границе координатной защиты, первый информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с блоком сигнализации, а второй его информационный выход - со вторым входом логического модуля определения подхода к границе координатной защиты, к выходному каналу которого подключен входной канал модуля блокирования движения подвижного элемента, а периферийные устройства The stated technical problem is solved in that a safety system for moving movable elements of a lifting crane, comprising a digital computing unit installed in each channel for controlling the movement of the movable element, a coordinate protection constraint setting unit, a logic module for determining the approach to the coordinate coordinate boundary, generating a mobile emergency stop command signal the element, the alarm unit, the module blocking the movement of the movable element and peripheral devices measuring the movement of the movable element and the technological parameters of the crane, while the coordinate protection constraint setting unit is connected to the first information input of the digital computing unit and to the first information input of the logic module for determining the approach to the coordinate protection boundary, the first information output of the digital computing unit is connected to the signaling unit, and its second information output, with the second input of the logic module for determining the approach to the boundary of the coordinate ITU, the output channel of which is connected to the input channel of the module for blocking the movement of the movable element, and peripheral devices

измерения параметров перемещения подвижного элемента и технологических параметров грузоподъемного крана подключены ко второму информационному входу цифрового вычислительного блока, согласно полезной модели, оснащена логическим модулем ограничения динамической нагрузки, определяющим величину пути торможения в режимах экстренного и плавного торможения и формирующим командные сигналы на аварийную остановку подвижного элемента и на разрешение перемещения подвижного элемента с максимальной скоростью, поступающих соответственно на первый и второй выходные каналы, а модуль блокирования движения подвижного элемента оснащен вторым входным каналом, причем информационный вход логического модуля ограничения динамической нагрузки подключен к блоку задания ограничений координатной защиты и ко второму информационному выходу цифрового вычислительного блока, первый выходной канал логического модуля ограничения динамической нагрузки и выходной канал логического модуля определения подхода к границе координатной защиты подключены через модуль "И" к первому входному каналу модуля блокирования движения подвижного элемента, а второй выходной канал логического модуля ограничения динамической нагрузки подключен ко второму входному каналу модуля блокирования движения подвижного элемента.measurements of the moving parameters of the movable element and the technological parameters of the crane are connected to the second information input of the digital computing unit, according to the utility model, it is equipped with a dynamic load limiting logic module that determines the magnitude of the braking path in emergency and soft braking modes and generates command signals for emergency stop of the movable element and to allow the movement of the movable element at maximum speed, respectively the first and second output channels, and the blocking module for blocking the movement of the movable element is equipped with a second input channel, the information input of the dynamic load limiting logic module and connected to the second information output of the digital computing unit, the first output channel of the dynamic load limiting logic module and the output channel of the logical module for determining the approach to the coordinate protection boundary is connected through the "And" module to the first input channel lu module blocking movement of the movable element and the second output channel of the dynamic logic module load limiting is connected to the second input channel of the locking movement of the movable element.

При этом логический модуль ограничения динамической нагрузки включает в себя два компаратора, шину приема данных информационного входа и подключенные к ней блок вычисления тормозного пути при плавном торможении, блок вычисления тормозного пути при экстренном торможении, блок вычисления скорости перемещения подвижного элемента, блок вычисления расстояния до границы координатной защиты, причем выход блока вычисления скорости перемещения подвижного элемента подключен к входам обоих блоков вычисления тормозного пути, выход блока вычисления тормозного пути при экстренном торможении и выход блока вычисления расстояния до границы координатной защиты через первый компаратор соединены с первым командным выходом логического модуля ограничения In this case, the dynamic load limiting logic module includes two comparators, an information input data reception bus and a braking distance calculation unit for smooth braking connected to it, an braking distance calculation unit for emergency braking, a unit for calculating the moving speed of a moving element, a unit for calculating the distance to the border coordinate protection, and the output of the unit for calculating the speed of movement of the movable element is connected to the inputs of both units for calculating the braking distance, the output of the unit for calculating braking distance during emergency braking and the output of the unit for calculating the distance to the coordinate protection border through the first comparator are connected to the first command output of the restriction logic module

динамической нагрузки, а выход блока вычисления тормозного пути при плавном торможении и выход блока вычисления расстояния до границы координатной защиты через второй компаратор соединены со вторым командным выходом логического модуля ограничения динамической нагрузки.dynamic load, and the output of the unit for calculating the braking distance during smooth braking and the output of the unit for calculating the distance to the coordinate protection border through the second comparator are connected to the second command output of the dynamic load limiting logic module.

Кроме того, датчики линейного перемещения подвижного элемента дополнительно подключены к информационному входу логического модуля ограничения динамической нагрузки.In addition, the linear displacement sensors of the movable element are additionally connected to the information input of the dynamic load limiting logic module.

При этом блок сигнализации дополнительно подключен к выходу модуля "И" и ко второму выходному каналу логического модуля ограничения динамической нагрузки.In this case, the signaling unit is additionally connected to the output of the “And” module and to the second output channel of the dynamic load limiting logic module.

Оснащение системы обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана логическим модулем ограничения динамической нагрузки, определяющим величину пути торможения в режимах экстренного и плавного торможения, дает возможность по известным формулам определить величину пути торможения перемещаемого подвижного элемента как в номинальном режиме торможения с плавным уменьшением скорости перемещения подвижного элемента, так и в режиме экстренного торможения при максимальном тормозном усилии. Величина пути экстренного торможения рассматривается как предельно допустимое приближение к границе координатной защиты с выдачей команды на экстренное торможение в модуль блокирования движения подвижного элемента. Необходимая информация для расчета путей торможения поступает из блока задания ограничений координатной защиты (значения границ координатной защиты, радиуса стрелы, предельного угла поворота), цифрового вычислительного блока (вес поднимаемого груза, текущие значения угла поворота, линейного перемещения и т.п.), обрабатывающего данные с периферийных устройств измерения перемещения подвижного элемента и технологических параметров грузоподъемного крана (например, текущее значение угла поворота и радиуса стрелы). Так же, как и в прототипе, наличие логического модуля определения подхода к границе координатной защиты позволяет остановить перемещение подвижного элемента при Equipping the safety system for moving movable elements of a lifting crane with a dynamic load limiting logic module that determines the braking distance in emergency and soft braking modes makes it possible to determine the braking distance of a movable moving element as in the nominal braking mode using known formulas with a smooth decrease in the speed of movement of the moving element , and in emergency braking with maximum braking force. The value of the emergency braking path is considered as the maximum permissible approximation to the coordinate protection border with the issuance of an emergency braking command to the block blocking the movement of the moving element. The necessary information for calculating the braking paths comes from the unit for setting the coordinates of the coordinate protection (the value of the boundaries of the coordinate protection, the radius of the arrow, the maximum angle of rotation), the digital computing unit (weight of the lifted load, current values of the angle of rotation, linear displacement, etc.) processing data from peripheral devices for measuring the movement of the movable element and the technological parameters of the crane (for example, the current value of the angle of rotation and radius of the boom). As in the prototype, the presence of a logical module for determining the approach to the coordinate defense boundary allows you to stop the movement of the movable element when

достижении границы координатной защиты при медленных перемещениях подвижного элемента, не приводящих к появлению чрезмерных ускорений при торможении. Использование модуля "И" для подключения к первому входному каналу модуля блокирования движения подвижного элемента обоих логических блоков обеспечивает торможение подвижного элемента при любом варианте опасного приближения к границе координатной защиты. Подключение второго выходного канала логического модуля ограничения динамической нагрузки ко второму входному каналу модуля блокирования движения подвижного элемента подтверждает возможность безопасной работы грузоподъемного крана с максимальными скоростями перемещения подвижного элемента.reaching the boundary of coordinate protection during slow movements of the movable element, not leading to the appearance of excessive accelerations during braking. Using the “AND” module to connect both logical blocks to the first input channel of the blocking module for blocking the movement of the moving element provides braking of the moving element with any variant of dangerous approaching the coordinate protection boundary. The connection of the second output channel of the dynamic load limiting logic module to the second input channel of the module for blocking the movement of the moving element confirms the possibility of safe operation of the crane with maximum speeds of movement of the moving element.

Наличие в логическом модуле ограничения динамической нагрузки шины приема данных информационного входа обеспечивает получение на вход логического модуля любого количества информации с любого блока системы обеспечения безопасности с последующим распределением ее между функциональными блоками логического модуля. Блок вычисления скорости перемещения подвижного элемента (дифференцирующий блок) позволяет определить текущее значение скорости по изменению пути перемещения. Блок вычисления тормозного пути при экстренном торможении позволяет определить путь экстренного торможения из условия гашения кинетической энергии подвижного элемента при максимальном тормозном усилии. Данные для расчета тормозного пути поступают с шины приема данных и из блока вычисления скорости перемещения подвижного элемента. Блок вычисления тормозного пути при плавном торможении позволяет определить путь номинального торможения из условия понижения скорости перемещения подвижного элемента до минимальной скорости за заданное время с последующим гашением кинетической энергии подвижного элемента при номинальном тормозном усилии. Данные для расчета тормозного пути поступают с шины приема данных и из блока вычисления скорости перемещения подвижного элемента. Блок вычисления расстояния до границы координатной защиты определяет текущую разницу между границей The presence in the logic module of the limitation of the dynamic load of the data input data receiving bus provides the input of any amount of information to the input of the logic module from any block of the security system with its subsequent distribution between the functional blocks of the logic module. The unit for calculating the speed of movement of the movable element (differentiating unit) allows you to determine the current value of the speed by changing the path of movement. The braking distance calculation unit during emergency braking allows you to determine the emergency braking path from the condition of extinguishing the kinetic energy of the moving element at maximum braking force. Data for calculating the braking distance comes from the data receiving bus and from the unit for calculating the speed of movement of the movable element. The unit for calculating the braking distance during smooth braking allows you to determine the path of nominal braking from the condition of lowering the speed of movement of the movable element to a minimum speed in a given time, followed by the damping of the kinetic energy of the moving element with nominal braking force. Data for calculating the braking distance comes from the data receiving bus and from the unit for calculating the speed of movement of the movable element. The block for calculating the distance to the border of the coordinate defense determines the current difference between the border

координатной защиты и перемещением подвижного элемента. Возникновение критической ситуации определяется в компараторах сравнением текущего значения расстояния до границы координатной защиты с расчетными значениями, полученными в соответствующих блоках.coordinate protection and moving the movable element. The occurrence of a critical situation is determined in comparators by comparing the current value of the distance to the border of the coordinate protection with the calculated values obtained in the corresponding blocks.

Дополнительное подключение датчиков линейного перемещения подвижного элемента к информационному входу логического модуля ограничения динамической нагрузки позволяет использовать напрямую показания датчиков линейного перемещения.An additional connection of linear sensors for moving a movable element to the information input of a dynamic load limiting logic module allows you to use directly the readings of linear sensors.

Дополнительное подключение блока сигнализации к выходу модуля "И" и ко второму выходному каналу логического модуля ограничения динамической нагрузки позволяет получить предупредительный сигнал при возникновении любой критической ситуации.An additional connection of the signaling unit to the output of the "And" module and to the second output channel of the dynamic load limiting logic module allows you to receive a warning signal in the event of any critical situation.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемой системы обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана на примере одного канала управления перемещением подвижного элемента; на фиг.2 - блок-схема логического модуля ограничения динамической нагрузки.Figure 1 shows a block diagram of the proposed system for ensuring the safety of moving the movable elements of the crane using the example of one channel for controlling the movement of the movable element; figure 2 is a block diagram of a logical module for limiting dynamic load.

Система обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана содержит цифровой вычислительный блок 1, блок 2 задания ограничений координатной защиты, логический модуль 3 определения подхода к границе координатной защиты, формирующий командный сигнал аварийной остановки подвижного элемента, логический модуль 4 ограничения динамической нагрузки, определяющий величину пути торможения в режимах экстренного и плавного торможения и формирующий командные сигналы на аварийную остановку подвижного элемента и на разрешение перемещения подвижного элемента с максимальной скоростью, блок 5 сигнализации, модуль 6 блокирования движения подвижного элемента, телеметрический модуль 7 и периферийные устройства, включающие в себя датчик 8 углового перемещения подвижного элемента, датчик 9 линейного перемещения подвижного элемента и устройство 10 регистрации массы перемещаемого груза и устройства 11 и 12, регистрирующие другие технологические параметры грузоподъемного крана.The security system for moving movable elements of a crane contains a digital computing unit 1, a coordinate protection constraint setting unit 2, a coordinate protection determination module 3 that generates an emergency stop command signal for the movable element, a dynamic load limiting logic module 4 that determines the braking distance in emergency and smooth braking modes and generating command signals for emergency stop of the moving element and on p permission to move the movable element at maximum speed, an alarm unit 5, a module 6 for blocking the movement of the movable element, a telemetry module 7 and peripheral devices including a sensor 8 for the angular movement of the movable element, a sensor 9 for linear movement of the movable element and the device 10 for recording the mass of the transported cargo and devices 11 and 12, recording other technological parameters of the crane.

Блок 2 задания ограничений координатной защиты соединен с первым информационным входом 13 цифрового вычислительного блока 1, с первым информационным входом 14 логического модуля 3 определения подхода к границе координатной защиты и с информационным входом 15 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки. Первый информационный выход 16 цифрового вычислительного блока 1 соединен с блоком 5 сигнализации, второй его информационный выход 17 - со вторым входом 18 логического модуля 3 определения подхода к границе координатной защиты и с информационным входом 15 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки, а третий выход 19 - с телеметрическим модулем 7.The coordinate protection constraint setting unit 2 is connected to the first information input 13 of the digital computing unit 1, to the first information input 14 of the logic module 3 for determining the approach to the coordinate coordinate boundary, and to the information input 15 of the dynamic load limiting logic module 4. The first information output 16 of the digital computing unit 1 is connected to the signaling unit 5, its second information output 17 is connected to the second input 18 of the logic module 3 for determining the approach to the coordinate protection boundary and to the information input 15 of the logic module 4 for dynamic load limitation, and the third output 19 with telemetry module 7.

Периферийные устройства 8-12 подключены ко второму информационному входу 20 цифрового вычислительного блока 1. Датчик 9 линейного перемещения подвижного элемента дополнительно подключен к информационному входу 15 логического модуля ограничения динамической нагрузки.Peripheral devices 8-12 are connected to the second information input 20 of the digital computing unit 1. The linear motion sensor 9 of the movable element is additionally connected to the information input 15 of the dynamic load limiting logic module.

Модуль 6 блокирования движения подвижного элемента выполнен с двумя входными каналами 21 и 22. Первый выходной канал 23 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки и выходной канал 24 логического модуля 3 определения подхода к границе координатной защиты подключены через модуль "И" 25 к первому входному каналу 21 модуля 6 блокирования движения подвижного элемента, а второй выходной канал 26 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки подключен ко второму входному каналу 22 модуля 6 блокирования движения подвижного элемента. Блок 5 сигнализации дополнительно подключен к выходу модуля "И" 25 и ко второму выходному каналу 26 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки.The module 6 for blocking the movement of the moving element is made with two input channels 21 and 22. The first output channel 23 of the dynamic load limiting logic module 4 and the output channel 24 of the logic protection determination module 3 of the coordinate protection boundary are connected through the "And" 25 module to the first input channel 21 module 6 blocking the movement of the movable element, and the second output channel 26 of the logic module 4 of the dynamic load limitation is connected to the second input channel 22 of the module 6 blocking the movement of the moving element. The signaling unit 5 is additionally connected to the output of the And module 25 and to the second output channel 26 of the dynamic load limiting logic unit 4.

Логический модуль 4 ограничения динамической нагрузки включает в себя два компаратора 27 и 28, шину 29 приема данных информационного входа и подключенные к ней блок 30 вычисления тормозного пути при плавном торможении, блок 31 вычисления тормозного пути при экстренном торможении, блок 32 вычисления скорости перемещения подвижного элемента, блок 33 вычисления расстояния до границы координатной защиты, The dynamic load limiting logic module 4 includes two comparators 27 and 28, an information input data reception bus 29 and a stopping distance calculation unit 30 for smooth braking connected to it, an stopping distance calculation unit 31 for emergency braking, a moving element calculation unit 32 block 33 calculating the distance to the border of the coordinate protection,

при этом выход блока 32 вычисления скорости перемещения подвижного элемента подключен к входам обоих блоков 30 и 31 вычисления тормозного пути, выход блока 31 вычисления тормозного пути при экстренном торможении и выход блока 33 вычисления расстояния до границы координатной защиты через первый компаратор 27 соединены с первым командным выходом 23 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки, а выход блока 30 вычисления тормозного пути при плавном торможении и выход блока 33 вычисления расстояния до границы координатной защиты через второй компаратор 28 соединены со вторым командным выходом 26 логического модуля 4 ограничения динамической нагрузки.while the output of the block 32 calculating the speed of movement of the movable element is connected to the inputs of both blocks 30 and 31 calculating the braking distance, the output of the block 31 calculating the braking distance during emergency braking and the output of the block 33 calculating the distance to the border coordinate protection through the first comparator 27 are connected to the first command output 23 of the logical module 4 of the dynamic load limitation, and the output of the block 30 calculation of the braking distance during smooth braking and the output of the block 33 calculate the distance to the border coordinate protection through the second comparator 28 is connected to the second command output 26 of the dynamic load limiting logic module 4.

Предлагаемая система обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов грузоподъемного крана работает следующим образом.The proposed system for ensuring the safety of moving movable elements of a crane operates as follows.

Подвижный элемент может перемещаться в любом режиме, если разрешающий командный сигнал поступает на оба входа 21 и 22 модуля 6 блокирования движения подвижного элемента. Для управления перемещением подвижного элемента из блока 2 задания ограничений кооординатной защиты в цифровой вычислительный блок 1 и в логические модули 3 и 4 передают заданные характеристики параметров, определяющих работу подвижного элемента. Текущие значения перемещения подвижного элемента и технологических параметров измеряются устройствами 8-12 и передаются на второй информационный вход 20 цифрового вычислительного блока 1 и на информационный вход 15 логического модуля 4. В цифровом вычислительном блоке 1 результаты измерений обрабатываются для получения исходных данных для модулей 3 и 4. Обработанные результаты измерений передаются в телеметрический модуль 7 и записываются в нем в режиме текущего времени, что дает возможность провести подробный анализ работы крана в соответствии с международным стандартом ИСО 4301/1.The movable element can move in any mode if the enabling command signal is supplied to both inputs 21 and 22 of the block 6 for blocking the movement of the moving element. To control the movement of the movable element from block 2 of setting the limits of coordinate protection to the digital computing unit 1 and to the logic modules 3 and 4 transmit the specified characteristics of the parameters that determine the operation of the movable element. The current values of the movement of the movable element and the technological parameters are measured by devices 8-12 and transmitted to the second information input 20 of the digital computing unit 1 and to the information input 15 of the logical module 4. In the digital computing unit 1, the measurement results are processed to obtain initial data for modules 3 and 4 The processed measurement results are transmitted to the telemetry module 7 and recorded in it in the current time mode, which makes it possible to conduct a detailed analysis of the operation of the crane in accordance Corollary to the international standard ISO 4301/1.

В логическом модуле 3 обрабатываются данные о положении подвижного элемента относительно границ координатной защиты и пока подвижный элемент находится вне опасной зоны на выходном канале 24 модуля 3 поддерживается командный сигнал, разрешающий перемещение подвижного In the logical module 3, data on the position of the movable element relative to the boundaries of the coordinate protection is processed, and while the movable element is outside the danger zone on the output channel 24 of module 3, a command signal is supported that allows the movement of the movable

элемента. При перемещении подвижного элемента в опасную зону, например, в зону опасной близости к высоковольтной линии, командный сигнал исчезает - снимается напряжение на выходном канале 24 модуля 3. Исчезновение сигнала на одном из входов модуля "И" 25 приводит к снятию разрешающего командного сигнала на выходе модуля "И" 25 и соответственно разрешающий командный сигнал исчезает с первого входного канала 21 модуля 6 блокирования движения подвижного элемента и выдается сигнал на остановку подвижного элемента.item. When moving the movable element to the danger zone, for example, to the zone of dangerous proximity to the high-voltage line, the command signal disappears - the voltage on the output channel 24 of the module 3 is removed. The disappearance of the signal at one of the inputs of the module “I” 25 removes the enable command signal at the output module "And" 25 and, accordingly, the enabling command signal disappears from the first input channel 21 of the module 6 for blocking the movement of the movable element and a signal is issued to stop the movable element.

В логическом модуле 4 ограничения динамической нагрузки рассчитываются две величины пути торможения, соответствующие экстренному и плавному торможению.In the dynamic load limiting logic module 4, two braking distance values are calculated corresponding to emergency and smooth braking.

Величина пути экстренного торможения S_e рассчитывается в блоке 31 из условия гашения кинетической энергии подвижного элемента с воздействием максимального тормозного усилия по формуле:The magnitude of the emergency braking path S _{e is} calculated in block 31 from the condition of quenching the kinetic energy of the moving element with the influence of the maximum braking force according to the formula:

где: М - приведенная масса, учитывающая массу подымаемого груза и массу самого подвижного элемента;where: M is the reduced mass, taking into account the mass of the load being lifted and the mass of the movable element itself;

V - текущая скорость перемещения подвижного элемента;V is the current speed of the moving element;

Р₁ - максимальное тормозное усилие, развиваемое приводом.P ₁ - the maximum braking force developed by the drive.

Параметры М и P₁ поступают в логический блок 31 с шины 29 приема данных информационного входа. Текущая скорость перемещения V определяется в блоке 32 вычисления скорости перемещения подвижного элемента по формулеThe parameters M and P ₁ enter the logic unit 31 from the bus 29 for receiving data input information. The current speed V is determined in block 32 calculating the speed of movement of the movable element according to the formula

где: S - координата текущего положения подвижного органа, измеренная датчиком 9 перемещения или расчитанная в цифровом вычислительном блоке 1.where: S is the coordinate of the current position of the moving body, measured by the displacement sensor 9 or calculated in the digital computing unit 1.

Величина пути плавного торможения S_s рассчитывается в блоке 30 по формуле:The value of the path of smooth braking S _{s is} calculated in block 30 according to the formula:

где: V_min - начальная скорость плавного торможения;where: V _min - the initial speed of smooth braking;

Р₂ - тормозное усилие в режиме плавного торможения;P ₂ - braking force in the mode of smooth braking;

τ_S - постоянная времени устройства снижения скорости в модуле 6 блокировки движения подвижного элемента.τ _S is the time constant of the speed reduction device in the block 6 for blocking the movement of the movable element.

Текущее расстояние до границы кооординатной защиты определяется в блоке 33 по формуле:The current distance to the border of the coordinate protection is determined in block 33 by the formula:

ΔS=S₀-S,ΔS = S ₀ -S,

где: S₀ - координата границы координатной защиты.where: S ₀ - coordinate of the coordinate defense border.

В компараторе 27 текущее значение ΔS сравнивается с текущим значением пути экстренного торможения S_e и если ΔS>S_e необходимость экстренного торможения отсутствует и на первом выходном канале 23 модуля 4 поддерживается разрешающий командный сигнал. Если это условие не выполняется, то командный сигнал исчезает - снимается напряжение на выходном канале 23 модуля 4. Исчезновение сигнала на входе модуля "И" 25 приводит к снятию разрешающего командного сигнала на выходе модуля "И" 25 и соответственно разрешающий командный сигнал исчезает с первого входного канала 21 модуля 6 блокирования движения подвижного элемента и выдается сигнал на остановку подвижного элемента.In the comparator 27, the current value of ΔS is compared with the current value of the emergency braking path S _e and if ΔS> S _{e there is no} need for emergency braking and an enable command signal is supported on the first output channel 23 of module 4. If this condition is not met, then the command signal disappears - the voltage on the output channel 23 of module 4 is removed. The disappearance of the signal at the input of the module "I" 25 leads to the removal of the enable command signal at the output of the module "And" 25 and, accordingly, the enable command signal disappears from the first the input channel 21 of the module 6 blocking the movement of the movable element and a signal is issued to stop the movable element.

В компараторе 28 текущее значение ΔS сравнивается с текущим значением пути плавного торможения S_s и если ΔS>S_s командный сигнал на втором выходном канале 26 модуля 4 поддерживается разрешающий командный сигнал и подвижный элемент может перемещаться с любой скоростью, в том числе максимальной. Если это условие не выполняется, то на втором выходном канале 26 командный сигнал исчезает - снимается напряжение на выходном канале 26 модуля 4 ограничения динамической нагрузки, и соответственно исчезает разрешающий командый сигнал на втором входном канале 22 модуля 6 блокирования движения подвижного элемента и по In the comparator 28, the current value of ΔS is compared with the current value of the path of smooth braking S _s and if ΔS> S _{s the} command signal on the second output channel 26 of module 4 is supported by the enable command signal and the movable element can move at any speed, including the maximum. If this condition is not met, then on the second output channel 26 the command signal disappears - the voltage on the output channel 26 of the dynamic load limiting module 4 is removed, and the resolving command signal on the second input channel 22 of the moving element blocking unit 6 disappears and

соответствующей команде скорость перемещения подвижного элемента уменьшается до величины, при которой выполняется условие ΔS>S_s.corresponding to the command, the moving speed of the movable element is reduced to a value at which the condition ΔS> S _s is satisfied.

При наличии нескольких подвижных элементов многоканальная система обеспечения безопасности перемещения подвижных элементов может быть построена с автономными каналами управления для каждого перемещаемого элемента подъемного крана. Можно использовать также объединенную систему обеспечения безопасности перемещения всех подвижных элементов подъемного крана с использованием в качестве цифрового вычислительного блока, блока задания ограничений координатной защиты, логического модуля определения подхода к границе координатной защиты и логического модуля ограничения динамической нагрузки микропроцессоров, соединенных между собой и с периферийными устройствами регистрации измерения перемещения подвижных элементов и технологических параметров грузоподъемного крана мультиплексными каналами обмена данных.In the presence of several movable elements, a multi-channel system for ensuring the safety of moving movable elements can be constructed with autonomous control channels for each movable crane element. You can also use the integrated system for ensuring the safety of movement of all movable elements of the crane using, as a digital computing unit, a unit for setting constraints on coordinate protection, a logic module for determining the approach to the boundary of coordinate protection, and a logical module for limiting the dynamic load of microprocessors connected to each other and to peripheral devices registration of measuring the movement of moving elements and technological parameters of lifting wound multiplexed data exchange channels.

Заявленная полезная модель может быть изготовлена промышленным способом с использованием современных электронных компонентов и технологий. Логический модуль определения подхода к границе координатной защиты аналогичен по исполнению соответствующему модулю, описанному в прототипе. В системе безопасности подъемного крана можно использовать микропроцессор MSP430F149 фирмы "Texas Instruments" (США) или другие микропроцессоры подобного типа.The claimed utility model can be manufactured industrially using modern electronic components and technologies. The logical module for determining the approach to the boundary of coordinate protection is similar in execution to the corresponding module described in the prototype. An MSP430F149 microprocessor from Texas Instruments (USA) or other microprocessors of this type can be used in a crane safety system.

Claims

1. A security system for moving movable elements of a lifting crane, comprising a digital computing unit, a coordinate protection constraint setting unit, a logic module for determining an approach to the boundary of the coordinate protection installed in each channel for controlling the movement of the moving element, generating an emergency stop command signal for the moving element, an alarm unit, module for blocking the movement of the moving element and peripheral devices for measuring the movement of the moving element and those biological parameters of the crane, while the coordinate protection constraint setting unit is connected to the first information input of the digital computing unit and to the first information input of the logic module for determining the approach to the coordinate protection boundary, the first information output of the digital computing unit is connected to the signaling unit, and its second information output - with the second input of the logical module for determining the approach to the coordinate protection boundary, to the output channel of which the input the first channel of the module for blocking the movement of the moving element, and peripheral devices for measuring the moving parameters of the moving element and the technological parameters of the crane are connected to the second information input of the digital computing unit, characterized in that it is equipped with a dynamic load limiting logic module that determines the value of the braking distance in emergency and smooth braking and generating command signals for emergency stop of the moving element and for resolution of the moving element with the maximum speed, respectively, arriving at the first and second output channels, the blocking block of the movement of the moving element is equipped with a second input channel, and the information input of the dynamic load limiting logic module is connected to the coordinate protection constraint setting unit and to the second information output of the digital computing unit, the first output channel of the dynamic load limiting logic module and the output channel of the logical yes to the boundary coordinate protection module are connected via "AND" to the first input channel of the locking movement of the movable element and the second output channel of the dynamic logic module load limiting is connected to the second input channel of the locking movement of the movable element.

2. The system according to claim 1, characterized in that the dynamic load limiting logic module includes two comparators, an information input data receiving bus and a stopping distance calculation unit for smooth braking connected thereto, a stopping distance calculation unit for emergency braking, a calculation unit the speed of movement of the moving element, the unit for calculating the distance to the border of the coordinate protection, while the output of the unit for calculating the speed of movement of the moving element is connected to the inputs of both units The path, the output of the braking distance calculation unit during emergency braking, and the output of the distance calculation unit for the coordinate coordinate border through the first comparator are connected to the first command output of the dynamic load limiting logic module, and the output of the braking distance calculation unit for smooth braking and the output of the border distance calculation unit coordinate protection through the second comparator are connected to the second command output of the dynamic load limiting logic module.

3. The system according to claim 1, characterized in that the linear displacement sensors of the movable element are additionally connected to the information input of the dynamic load limiting logic module.

4. The system according to claim 1, characterized in that the signaling unit is additionally connected to the output of the “And” module and to the second output channel of the dynamic load limiting logic module.