專利名稱：起重機安全作業電子監控網絡化系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種起重機安全作業監控設備，尤其是一種能實時采集塔式起重機在頂升作業、拆卸以及提升作業過程中的轉臺角度、幅度、提升重量以及塔身傾角等信息，進而進行綜合分析、判斷，及時對可能導致傾覆的危險動作進行控制、報警并鎖定，同時還可通過GPRS網絡建立與客戶監控屏平臺之間的數據通道的起重機安全作業電子監控網絡化系統。
背景技術：
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隨著經濟建設的發展，塔式起重機的應用也更加普遍。塔式起重機的結構及操作過程均較為復雜，有巻揚電機、轉臺電機、液壓缸等多個驅動裝置，有頂升作業、拆卸以及提升作業等，操作條件要求嚴格。如進行頂升作業或拆卸作業時，則塔式起重機轉臺角度必須處于一定范圍內，拉物力矩也必須與配重塊力矩相平衡，因此，如自然環境條件惡劣或人為操作不當時，就會發生塔式起重機斷裂、傾覆等惡性事故，造成嚴重的生命及財產損失。目前，應用于塔式起重機上的安全控制裝置都是由單一的傳感器及限位裝置構成，當傳感器檢測到的數值超過設定數值時，其限位裝置進行報警和切斷電源。雖然對事故的預防起到一定的效果，但是由于未形成完整的監控系統，不能同時對各種運行狀態進行綜合分析、判斷及控制，以至于塔式起重機倒塌的事故仍然時有發生。
另外，現有的安全監控方式大多是用于單臺起重機的自我監控，如黑匣子監控管理系統，難以解決統一監管所存在的監控范圍大、綜合管理困難等難點問題。
發明內容
本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種能實時采集塔式起重機在頂升作業、拆卸以及提升作業過程中的轉臺角度、幅度、提升重量以及塔身傾角等信息，進而進行綜合分析、判斷，及時對可能導致傾覆的危險動作進行控制、報警并鎖定，同時還可通過GPRS網絡建立與客戶監控屏平臺之間的數據通道的起重機安全作業電子監控網絡化系統。
本發明的技術解決方案是 一種起重機安全作業電子監控網絡化系統，其特征在于
設有安裝在起重機上的拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀，拉力傳感器、幅度傳感器、卨度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀的輸出通過擴展模塊與可編程序控制器相接；
可編程序控制器與提升繼電器、變幅繼電器、回轉繼電器及頂升繼電器相
接；
可編程序控制器通過故障診斷電路A與提升繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路B與變幅繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路C與回轉繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路D與頂升繼電器接點電路相接；
與可編程序控制器相接有蜂鳴器、顯示屏與存儲設備及GPRS發射終端；設有與GPRS發射終端相對應的數據庫服務器及客戶終端。所述提升繼電器接點電路、變幅繼電器接點電路、回轉繼電器接點電路及頂升繼電器接點電路均設有相串聯的電阻R12、 R13，繼電器的接點KM并聯于電阻R13的兩端；所述故障診斷電路A、 B、 C、 D均設有與電源E相接的穩壓電源IC1，穩壓電源IC1的輸出分別與電阻R1、電容器W1、 W2、 W3相接，電阻R1的另一端通過電阻R2與比較器IC2的反相輸入端相接、通過電阻R3與比較器IC3的同相輸入端相接及通過電阻R4與比較器IC4的反相輸入端相接，電位器Wl的動觸點與比較器IC2的同相輸入端相接，電位器W2的動觸點與比較器IC3的反相輸入端相接，電位器W3的動觸點與比較器IC4的同相輸入端相接；比較器IC2、 IC3、 IC4的輸出端分別通過電阻R5、 R6、 R7與反相器IC5、 IC6、 IC7的輸入端相接，反相器IC5的輸出端與相串聯的發光二極管LED1、電阻R8相接，反相器IC6的輸出端與相串聯的發光二極管LED2、電阻R9相接，反相器IC7的輸出端與相串聯的發光二極管LED3、電阻R10相接，反相器IC5的輸入端通過正向二極管Dl與反相器IC7的輸出端相接，電阻R8、 R9、 R10的另一端與電源E相接。
本發明能實時監測塔式起重機在頂升作業、拆卸以及提升作業過程中的轉臺角度、幅度、提升重量以及塔身傾角等信息，進而進行綜合分析、判斷，并通過所設置的繼電器控制執行電路及時對可能導致傾覆的危險動作進行控制、報警并鎖定，可大大減少塔式起重機傾覆事故發生的概率，保障安全生產。通過觸摸屏能方便輸入不同起重機在各種工況下的報警值，操作便捷、適應性強、應用范圍廣，同時還可通過GPRS網絡建立與客戶監控屏平臺之間的數據通道
4的起重機安全作業監控網絡化系統。所設置的故障診斷電路及繼電器接點電路可自動檢測電路(傳輸線路)狀態并根據故障類型(繼電器接點開斷、線路短路、線路斷路等)進行分類報警，無需人工現場檢測，省時省力，可降低運行成本、提供工作效率。繼電器接點電路可置于一個電控箱內，故障診斷電路則置于另一電控箱中，兩個電控箱與電控箱通過中間傳輸線路連接，可避免接觸器電路及故障診斷報警被人為破壞，提高了儀器設備的運行可靠性；所用電器
元件成本低且可靠性高，更重要的是布局緊湊、占用空間小，適合多路檢測電路的集成。
圖1是本發明實施例的電路原理框圖。
圖2是本發明實施例中故障診斷電路及繼電器接點電路的具體線路圖。
具體實施例方式
下面將結合
本發明的具體實施方式
。如圖1所示設有安裝在起重機上的拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀，拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀的輸出通過擴展模塊與可編程序控制器相接；
可編程序控制器與提升繼電器、變幅繼電器、回轉繼電器及頂升繼電器相
接；
可編程序控制器通過故障診斷電路a與提升繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路b與變幅繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路c與回轉繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路d與頂升繼電器接點電路相接；
可編程序控制器的輸出端與蜂鳴器相接，可編程序控制器通過rs232接口與顯示屏相接，顯示屏通過usb接口與存儲設備(sd卡、閃存)，可編程序控制器通過rs485接口與gprs發射終端(dtu)相接；
設有與gprs發射終端相對應的數據庫服務器及客戶終端。
可編程序控制器由市電電源供電，故障診斷電路由直流24v電源供電，gprs發射終端(dtu)由直流9v電源供電。
拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀等均可外購，拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀分別安裝在塔式起重機的上回轉平臺和人字架頂端位置。提升繼電器的接點與提升巻揚機電源回路相接；變幅繼電器的接點與變幅巻揚機電源回路相接電路相接；回轉繼電器的接點與轉臺電機的電源電路相接、頂升繼電
器的接點與控制液Iii缸的電磁閥電源電路相接。
所述提升繼電器接點電路、變幅繼電器接點電路、回轉繼電器接點電路及
頂升繼電器接點電路均如圖2所示設有相串聯的電阻R12、 R13，繼電器的接點KM并聯丁電阻R13的兩端；所述故障診斷電路A、 B、 C、 D均如圖2所示設有與電源E相接的穩壓電源IC1，穩壓電源IC1的輸出分別與電阻R1、電容器W1、 W2、 W3相接，電阻R1的另一端通過電阻R2與比較器IC2的反相輸入端相接、通過電阻R3與比較器IC3的同相輸入端相接及通過電阻R4與比較器IC4的反相輸入端相接，電位器Wl的動觸點與比較器IC2的同相輸入端相接，電位器W2的動觸點與比較器IC3的反相輸入端相接，電位器W3的動觸點與比較器IC4的同相輸入端相接；比較器IC2、 IC3、 IC4的輸出端分別通過電阻R5、 R6、 R7與反相器IC5、 IC6、 IC7的輸入端相接，反相器IC5的輸出端與相串聯的發光二極管LED1、電阻R8相接，反相器IC6的輸出端與相串聯的發光二極管LED2、電阻R9相接，反相器IC7的輸出端與相串聯的發光二極管LED3、電阻R10相接，反相器IC5的輸入端通過正向二極管D1與反相器IC7的輸出端相接，電阻R8、 R9、 R0的另一端與電源E相接。丄作原理
監測前，可通過觸摸顯示屏將不同型號起重機在各種工況下的報警值輸入至可編程序控制器。所設置的拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀將所釆集的塔式起重機在頂升作業、拆卸以及提升作業過程中的轉臺角度、幅度、提升重量以及塔身傾角等信號通過擴展模塊傳送至可編程序控制器進行綜合分析與判斷，并將狀態信息輸出到觸摸顯示屏上實時顯示(顯示屏刷新頻率為2次/s)。
若顯示值在預設值范圍內，塔式起重機可開始工作；
若顯示值超出預設值范圍，則輸出報警信號，蜂鳴器報警；同時各繼電器的接點KM動作，控制提升巻揚機、變幅巻揚機、轉臺電機及液壓缸的電磁閥停止工作。
所監測的信息同時由GPRS發射終端(DTU)發射信號，通過GPRS網絡建立與客戶監控屏平臺(監控屮心)之間的數據通道。監控中心可以實時監測
塔式起重機當前運行數據，也可以通過網絡調閱任一臺起重機的工作記錄，還可以將存儲設備(SD卡或閃存)取出，直接在中心上讀取。通過穩壓電源IC1穩定輸出電 壓，輸出電壓經過電阻分Hi后輸入不同電壓給電壓比較器。由于中間傳輸電路 有接通、斷路、短路三種狀態，繼電器的接點KM有打開與閉合兩種狀態，比 較器輸出為高電平或低電平，輸出電平再經過反相器作用在發光二極管一端， 發光二極管即會導通發光或截止，起到了對電路的診斷與報警功能。正常工作情況K繼電器的接點KM閉合，A點電位為4.5V，該電位分別與 電壓比較器IC2、 IC3、 IC4的整定值5.5V/7V/3V比較，結果為比較器IC2輸出 高電平，比較器IC3、 IC4均輸出低電平，再通過反相器IC5、 IC6、 IC7電平轉 換，則發光二極管LED1導通發光，發光二極管LED2、 LED3不發光，表明接 觸器正常丁作，線路無故障；反之，若繼電器的接點KM斷開，則發光二極管 LED1截止不發光，發光二極管LED2、 LED3發光。當中間傳輸線路斷路時， A點電位為9V，此時，比較器IC3輸出高電平，比較器IC2、 IC4輸出低電平， 經反相器IC5、 IC6、 IC7，發光二極管LED2導通發光，發光二極管LED1 、 LED3 均截止，表明此時線路遭到斷路破壞；當中間傳輸線路短路(a、 b點短路)，A 點電位為0V，此時，比較器IC4輸出高電平，比較器IC2、 IC3輸出低電平， 經反相器IC5、 IC6、 IC7，發光二極管LED3導通發光，發光二極管LED1 、 LED2 均截止，表明此時線路遭到短路破壞。
權利要求
1.一種起重機安全作業電子監控網絡化系統，其特征在于設有安裝在起重機上的拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀，拉力傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、傾角傳感器及風速儀的輸出通過擴展模塊與可編程序控制器相接；可編程序控制器與提升繼電器、變幅繼電器、回轉繼電器及頂升繼電器相接；可編程序控制器通過故障診斷電路A與提升繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路B與變幅繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路C與回轉繼電器接點電路相接、通過故障診斷電路D與頂升繼電器接點電路相接；與可編程序控制器相接有蜂鳴器、顯示屏與存儲設備及GPRS發射終端；設有與GPRS發射終端相對應的數據庫服務器及客戶終端。
2. 根據權利要求1所述的起重機安全作業電子監控網絡化系統，其特征在 于所述提升繼電器接點電路、變幅繼電器接點電路、回轉繼電器接點電路及 頂升繼電器接點電路均設有相串聯的電阻R12、 R13，繼電器的接點KM并聯 于電阻R13的兩端；所述故障診斷電路A、 B、 C、 D均設有與電源E相接的 穩壓電源IC1，穩壓電源IC1的輸出分別與電阻R1、電容器W1、 W2、 W3相 接，屯阻R1的另-端通過屯阻R2與比較器IC2的反相輸入端相接、通過電阻 R3與比較器IC3的同相輸入端相接及通過電阻R4與比較器IC4的反相輸入端 相接，電位器Wl的動觸點與比較器IC2的同相輸入端相接，電位器W2的動 觸點與比較器IC3的反相輸入端相接，電位器W3的動觸點與比較器IC4的同 相輸入端相接；比較器IC2、 IC3、 IC4的輸出端分別通過電阻R5、 R6、 R7與 反相器IC5、 IC6、 IC7的輸入端相接，反相器IC5的輸出端與相串聯的發光二 極管LED1、電阻R8相接，反相器IC6的輸出端與相串聯的發光二極管LED2、 電阻R9相接，反相器IC7的輸出端與相串聯的發光二極管LED3、電阻R10 相接，反相器IC5的輸入端通過正向二極管Dl與反相器IC7的輸出端相接， 電阻R8、 R9、 R10的另一端與電源E相接。
全文摘要
本發明公開一種能實時采集塔式起重機在頂升作業、拆卸以及提升作業過程中的轉臺角度、幅度、提升重量以及塔身傾角等信息，進而進行綜合分析、判斷，及時對可能導致傾覆的危險動作進行控制、報警并鎖定，同時還可通過GPRS網絡建立與客戶監控屏平臺之間的數據通道的起重機安全作業電子監控網絡化系統。設有安裝在起重機上的多個傳感器通過擴展模塊與可編程序控制器相接，可編程序控制器與多個繼電器相接，可編程序控制器通過故障診斷電路與繼電器接點電路相接，與可編程序控制器相接有蜂鳴器、顯示屏與存儲設備及GPRS發射終端并設有與GPRS發射終端相對應的數據庫服務器及客戶終端。
文檔編號B66C23/88GK101670987SQ20091018780
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者濤 吳, 濤 姜, 曲大勇, 潘宏昆, 潘素君, 解春禹, 高順德 申請人:大連益利亞工程機械有限公司