WO2012159375A1 - 起重机和起重机控制逻辑的可视化系统及方法 - Google Patents

起重机和起重机控制逻辑的可视化系统及方法 Download PDF

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execution
visualization system
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黄赞
黎伟福
宋春阳
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长沙中联重工科技发展股份有限公司
湖南中联重科专用车有限责任公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices

Definitions

  • the invention relates to a visualization system and method for a crane control logic, and a crane.
  • BACKGROUND OF THE INVENTION In the current cranes in the world, electronic control systems are more and more widely used. At present, international and domestic enterprises with advanced crane control technologies only implement fault code display and query similar functions on the crane. The technology of the engine still has great deficiencies in guiding the operation and maintenance of the equipment. It is very demanding and professional for the quality and level of personnel, and requires a good understanding of the products. Therefore, the human and material resources spent on personnel training are enormous. This fault code originated from the engine. On the electronic control and EFI engines, as long as the diagnostic terminal is connected to the engine, the engine parameters, fault codes, etc.
  • the present invention discloses a visualization system and method for a crane control logic, and a crane for solving the problem of high professionalism of maintenance and repair personnel in the prior art when the crane is repaired, and the problem of delaying the discovery of the failure time.
  • the visualization system of the crane control logic includes: a plurality of signal collectors disposed at respective execution components of the crane, The execution data for collecting the crane; the controller, connected to the plurality of signal collectors, for receiving the execution data, generating the visualized control logic information combined with the control logic in a graphic or text form, and a control signal associated with the action of the line component; and a display, a connection controller for receiving and displaying the visualized control logic information and control signals.
  • the execution data includes safety detection data and solenoid valve actuation data.
  • control signal includes logic conditions that the execution component of the crane needs to perform to perform the action.
  • a crane is provided and implemented by the following technical solutions: A crane comprising the above-described visualization system.
  • a visualization method of a crane control logic is provided, and is implemented by the following technical solutions: a visualization method of a crane control logic, comprising: collecting execution data of each execution component of a crane; processing execution data, generating Graphical or textual form of visualized control logic information combined with control logic and control signals associated with the various process components; and visualized control logic information and control signals displayed on the crane's display.
  • displaying the control logic information and the control signal on the display of the crane comprises: determining whether the control logic information satisfies the crane working condition, and if so, outputting a control signal that satisfies the working condition; if not, outputting a logical condition that needs to be satisfied.
  • the control signal distinguishes the control levels by color. Further, the control signal distinguishes the control levels by color: red indicates that the action is prohibited; yellow indicates the action is affected; green indicates the action normal output; and blue indicates the analog control variable.
  • the beneficial effects of the present invention are: visually represent the control logic of the action mechanism in the form of graphics or text on the crane through the "visual visualization of the working mechanism", breaking the traditional crane control logic because of integration in the control
  • the shortcomings of on-site query can not be introduced into the crane control in the control of the industrial control, which brings about a major innovation in the intelligent "human-machine combination" of the crane, which can detect faults in time and reduce the professionalism of the maintenance and repair personnel.
  • the requirements save the cost of crane maintenance.
  • FIG. 1A is a schematic diagram of a background display table according to the background art of the present invention
  • FIG. 1B is a schematic diagram of a code query data reference according to the background art of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a hardware platform structure of a visualization system of a crane control logic according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a schematic diagram of a visualized interface of a crane winch control logic in an unsatisfactory working condition according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing a crane winch control logic in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a flow diagram of a visualization method of crane control logic in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the visualization system of the crane control logic includes: a signal collector 1, a signal collector 2, a signal collector 3, a signal collector n, and the plurality of signal collectors are respectively disposed on the crane.
  • Each execution component is configured to collect execution data of the crane; the control device communicates with the plurality of signal collectors through the communication bus, and is configured to receive and process execution data collected by the plurality of signal collectors, and generate the graphic and/or text form.
  • control logic information and the control signal are combined according to the law, wherein the execution data includes safety detection data, solenoid valve motion data, handle opening degree data, over-discharge (over-volume) switch data, and the like.
  • the human machine interface is connected to the control device for receiving and displaying control logic information and control signals.
  • the control signal includes logic conditions that the crane mechanism needs to meet.
  • Control logic information can be designed according to the classification of operating mechanisms, such as crane travel control, swing control, luffing control, super-start mast luffing control, movable jib (also known as tower jib) luffing Control, winch control, and more.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a visualized interface of a crane winch control logic that does not meet operating conditions, in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 4 is a schematic diagram of a visualization interface of a crane winch control logic under operating conditions in accordance with an embodiment of the present invention.
  • multiple signal collectors transmit the collected execution data to the control device, and the control device processes the execution data to obtain control logic information that is regularly combined in the form of graphics and/or text. And the control signal, and the control logic information and the control signal are sent to the display device, as shown in FIG.
  • the signal collector will "GPS lock signal”, “torque control overload signal”, “forced operation switch”, “overload” Information such as “main lift overload switch”, “right handle operation percentage 0”, “right handle operation enable switch”, “lifting enable switch”, etc. are transmitted to the control device, and after the control device is processed, the mechanism needs to be operated.
  • the logical conditions that are satisfied are displayed in the form of control signals.
  • "pump flow control current 0 mA”
  • winding selection valve
  • motor high speed displacement 0 mA
  • winding brake etc.
  • red indicates that the action is prohibited
  • yellow indicates that the action is affected
  • green indicates that the action is normal output
  • blue indicates the analog control variable.
  • "right handle operation percentage 0" is shown in blue, indicating that the right handle operation percentage is analog.
  • the control variable, “Winding Brake” is shown in yellow, indicating that “Winding Brake” is an operation that affects the working conditions and can be continued.
  • a crane applies the above-mentioned visualization system to a crane, and a plurality of signal collectors are disposed at a participating execution portion of the crane, and the control device and the man-machine interface are disposed in the cab, so that the operator can timely grasp the working information of the crane.
  • 5 is a flow chart of a method of visualizing crane control logic in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a visualization method of the crane control logic the method includes: collecting execution data of each participating execution component of the crane; and processing execution data, obtaining control logic information and control signals, and controlling logic information and control signals on the crane Displayed on the display.
  • displaying the control logic information and the control signal on the display of the crane comprises: determining whether the control logic information satisfies the crane working condition, and if so, outputting a control signal that satisfies the working condition; if not, outputting a logical condition that needs to be satisfied.

Abstract

公开了一种起重机和起重机控制逻辑的可视化系统及方法，用于在人机交互界面上，以图形或文字等形式，形象地表示工作机构的控制逻辑，该可视化系统包括：多个信号采集器（1……n），设置在起重机的各个执行部件处，用于采集起重机的执行数据；控制器，与多个信号采集器相连接，用于接收并处理执行数据，生成起重机的控制逻辑信息与控制信号，并将控制逻辑信息与控制信号输出；以及显示器，连接控制器，用于接收并显示控制逻辑信息与控制信号。该起重机控制逻辑的可视化系统及方法能及时发现故障，并降低维护检修人员专业性的要求，节约了起重机维护保养的费用。

Description

起重机和起重机控制逻辑的可视化系统及方法 技术领域 本发明涉及一种起重机控制逻辑的可视化系统及方法、 起重机。 背景技术 在目前世界上的起重机上， 电控系统应用越来越广泛， 目前国际、 国内个别起重 机控制技术先进的企业， 在起重机上只实现了故障代码显示及查询类似的功能， 这种 起源于发动机的技术在指导设备操作、 维修保养上， 依然存在很大的不足， 对人员素 质和水平要求很高、 很专业， 而且要求对产品很了解。 所以在人员培养上所花费的人 力物力非常巨大。 这种故障代码起源于发动机， 在电控和电喷发动机上， 只要把诊断 终端连线接上发动机， 就会以代码的形式显示发动机参数、 故障代码等 （如图 1A所 示）， 维修人员再参考详细资料手册 （如图 1B所示）， 维修或服务人员可以根据代码， 从代码查询资料上查到的详细解释说明资料， 这种方法有几个严重缺点： 必须出现过 故障后才能现场显示查询， 无故障时不能现场查询； 被控制机构的动作具体受哪些因 素影响， 在现场不能查询， 只能根据维修人员的经验判断， 没有可视图形指导， 对服 务检修人员要求高。 出现故障时不能判断此故障影响哪些机构动作， 不影响哪些机构 动作。 如副卷扬压力传感器故障， 故障级别为停机严重故障， 但是机手一般不知道只 是副卷扬需要停机， 看到是红灯停机严重故障， 只有停止整机， 等待维修。 现有技术中对上述起重机维修时， 维护检修人员专业性的要求高， 以及发现故障 时间延后的问题目前尚未提出有效的解决方案。 发明内容 本发明公开了起重机控制逻辑的可视化系统及方法、 起重机， 用以解决现有技术 中存在起重机维修时， 维护检修人员专业性的要求高， 以及发现故障时间延后的问题。 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供起重机控制逻辑的可视化系统， 并通过以下技术方案实现： 起重机控制逻辑的可视化系统包括： 多个信号采集器， 设置在起重机的各个执行 部件处， 用于采集起重机的执行数据； 控制器， 与多个信号采集器相连接， 用于接收 执行数据， 生成以图形或文字形式按控制逻辑组合的可视化的控制逻辑信息和与各执 行部件的动作过程相关联的控制信号； 以及显示器， 连接控制器， 用于接收并显示可 视化的控制逻辑信息和控制信号。 进一步地， 执行数据包括安全检测数据和电磁阀动作数据。 进一步地， 控制信号包括起重机的执行部件执行动作需要满足的逻辑条件。 根据本发明的另一个方面， 提供一种起重机， 并通过以下技术方案实现： 一种起重机， 包括上述的可视化系统。 根据本发明的又一个方面， 提供一种起重机控制逻辑的可视化方法， 并通过以下 技术方案实现： 起重机控制逻辑的可视化方法， 包括： 采集起重机的各个执行部件的执行数据； 处理执行数据， 生成以图形或文字形式按控制逻辑组合的可视化的控制逻辑信息和与 各执行部件的动作过程相关联的控制信号； 以及将可视化的控制逻辑信息和控制信号 在起重机的显示器上显示。 进一步地， 将控制逻辑信息与控制信号在起重机的显示器上显示包括： 判断控制 逻辑信息是否满足起重机工作条件， 若是， 输出满足工作条件的控制信号； 若否， 输 出需要满足的逻辑条件。 进一步地， 控制信号通过颜色区分控制等级。 进一步地， 控制信号通过颜色区分控制等级包括： 红色表示禁止动作； 黄色表示 影响动作； 绿色表示动作正常输出； 以及蓝色表示模拟控制变量。 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 通过"工作机构逻辑可视化"， 在起重机 上以图形或文字等形式， 形象地表示动作机构的控制逻辑， 打破传统起重机控制逻辑 因为集成在控制系统中， 不能现场查询的缺点， 把工业控制中的组态图形功能引入到 起重机控制中， 带来起重机"人机结合"智能化的重大革新， 能够及时发现故障， 并降 低维护检修人员专业性的要求， 节约了起重机维护保养的费用。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图 中： 图 1A是根据本发明背景技术中背景显示表的示意图； 图 1B是根据本发明背景技术中代码查询资料参考示意图； 图 2 是根据本发明实施例中起重机控制逻辑的可视化系统的硬件平台结构示意 图； 图 3是根据本发明实施例中一种起重机卷扬控制逻辑在不满足工作条件下的可视 化界面示意图； 图 4是根据本发明实施例中一种起重机卷扬控制逻辑在满足工作条件下的可视化 界面示意图； 以及 图 5是根据本发明实施例中起重机控制逻辑的可视化方法的流程图。 具体实施方式 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 图 2 是根据本发明实施例中起重机控制逻辑的可视化系统的硬件平台结构示意 图。 参见图 2所示，起重机控制逻辑的可视化系统包括：信号采集器 1、信号采集器 2、 信号采集器 3... ...信号采集器 n，上述多个信号采集器分别设置在起重机的各个执行部 件处， 用于采集起重机的执行数据； 控制装置， 通过通讯总线与多个信号采集器通讯， 用于接收并处理多个信号采集器采集的执行数据， 生成以图形和 /或文字形式按规律组 合的控制逻辑信息和控制信号， 其中， 执行数据包括安全检测数据、 电磁阀动作数据、 手柄开度数据、 过放 （过卷） 开关数据等。 人机界面与控制装置相连接， 用于接收并 显示控制逻辑信息与控制信号。 其中， 控制信号包括起重机机构动作需要满足的逻辑 条件。 控制逻辑信息可以按照操作机构分类来设计可视化界面， 其中， 操作机构分类 如起重机行走控制、 回转控制、 变幅控制、 超起桅杆变幅控制、 活动副臂 （亦称塔式 副臂） 变幅控制、 卷扬控制等等。 图 3是根据本发明实施例中一种起重机卷扬控制逻辑在不满足工作条件下的可视 化界面示意图。 图 4是根据本发明实施例中一种起重机卷扬控制逻辑在满足工作条件下的可视化 界面示意图。 具体的， 参见图 3-4所示， 多个信号采集器将采集到的执行数据传送给控制装置， 控制装置对执行数据进行处理，得到以图形和 /或文字形式按照规律组合的控制逻辑信 息以及控制信号， 并将控制逻辑信息以及控制信号发送给显示装置， 如图 3所示， 信 号采集器将" GPS锁机信号"、 "力矩控制超载信号"、 "强制操作开关"、 "超载"、 "主起 升过载开关"、 "右手柄操作百分比 0"、 "右手柄操作使能开关"、 "起升使能开关"等信 息传输给控制装置， 控制装置经处理后， 将机构动作需要满足的逻辑条件以控制信号 的形式显示出来。 例如图 3 中的"泵流量控制电流 =0mA"、 "卷扬选择阀"、 "马达高速 排量 =0 mA"、 "卷扬制动"等， 同时， 可视化系统以颜色的形式给出了控制信号， 并对 控制信号进行了颜色分级。 例如红色表示禁止动作， 黄色表示影响动作， 绿色表示动 作正常输出， 蓝色表示模拟控制变量， 在本实施例中， "右手柄操作百分比 0"以蓝色 示出， 表示右手柄操作百分比为模拟控制变量， "卷扬制动"以黄颜色示出， 表示"卷扬 制动"为影响工作条件的操作， 可继续执行。 如图 4， 图 4是在满足工作条件下的可视 化界面示意图， 参见图 4所示， "起升使能开关"、 "右手柄操作使能开关"、 "右手柄操 作百分比 34%"、 "主起升过载开关"、 "超载"、 "泵流量控制电流 =450mA"、 "卷扬选择 阀"、 "马达高速排量 =220 mA"、 "卷扬制动"等为绿色， 表示上述动作正常输出， 而"强 制操作开关"、 "力矩控制超载信号"、 "GPS锁机信号"等以黄色示出， 表示上述动作为 影响工作条件的动作。 一种起重机， 将上述的可视化系统应用到起重机上， 多个信号采集器设置在该起 重机的参与执行部位， 控制装置和人机界面设置在驾驶室内， 以便操作机手及时掌握 起重机的工作信息。 图 5是根据本发明实施例中起重机控制逻辑的可视化方法的流程图。 参见图 5所示， 起重机控制逻辑的可视化方法， 该方法包括采集起重机的各个参 与执行部件的执行数据； 以及处理执行数据， 得到控制逻辑信息与控制信号， 将控制 逻辑信息与控制信号在起重机的显示器上显示。 优选地， 将控制逻辑信息与控制信号在起重机的显示器上显示包括： 判断控制逻 辑信息是否满足起重机工作条件， 若是， 输出满足工作条件的控制信号； 若否， 输出 需要满足的逻辑条件。 可以发现， 通过"工作机构逻辑可视化"， 在起重机上以图形和 /或文字等形式， 形 象地表示动作机构的控制逻辑， 打破传统起重机控制逻辑因为集成在控制系统中， 不 能现场查询的缺点， 把工业控制中的组态图形功能引入到起重机控制中， 带来起重机 "人机结合"智能化的重大革新， 能够及时发现故障， 并降低维护检修人员专业性的要 求， 节约了起重机维护保养的费用。 以上仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人 员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何 修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种起重机控制逻辑的可视化系统， 其特征在于， 包括：
多个信号采集器， 设置在所述起重机的各个执行部件处， 用于采集所述起 重机的执行数据；
控制器， 与所述多个信号采集器相连接， 用于接收所述执行数据， 生成以 图形和 /或文字形式按控制逻辑组合的可视化的控制逻辑信息和与各所述执行 部件的动作过程相关联的控制信号； 以及
显示器， 连接所述控制器， 用于接收并显示所述可视化的控制逻辑信息和 所述控制信号。
2. 根据权利要求 1所述的可视化系统， 其特征在于， 所述执行数据包括安全检测 数据和 /或电磁阀动作数据。
3. 根据权利要求 1所述的可视化系统， 其特征在于， 所述控制信号包括： 所述起 重机的执行部件执行动作需要满足的逻辑条件。
4. 一种起重机， 其特征在于， 包括权利要求 1-3中任一项所述的可视化系统。
5. 一种起重机控制逻辑的可视化方法， 其特征在于， 包括：
采集所述起重机的各个执行部件的执行数据；
处理所述执行数据，生成以图形和 /或文字形式按控制逻辑组合的可视化的 控制逻辑信息和与各所述执行部件的动作过程相关联的控制信号； 以及
将所述可视化的控制逻辑信息和所述控制信号在所述起重机的显示器上显 示。
6. 根据权利要求 5所述的可视化方法， 其特征在于， 所述将所述可视化的控制逻 辑信息和与各所述执行部件的动作过程相关联的控制信号在所述起重机的显示 器上显示包括：
判断所述控制逻辑信息是否满足所述起重机工作条件， 若是， 输出满足工 作条件的控制信号； 若否， 输出需要满足的逻辑条件。
7. 根据权利要求 5所述的可视化方法， 其特征在于， 所述控制信号通过颜色区分 控制等级。
8. 根据权利要求 7所述的可视化方法， 其特征在于， 所述控制信号通过颜色区分 控制等级包括：
红色表示禁止动作；
黄色表示影响动作；
绿色表示动作正常输出； 以及
蓝色表示模拟控制变量。
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