一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統，其特點是起重機的旋轉/變幅機構上設有電子羅盤，行走機構上設有光電編碼器；驅動裝置設有變頻器；所述電子羅盤、光電編碼器和變頻器與PLC主機連接構成起重機控制閉環，當起重機臂架進入危險區域時由PLC主機發出報警或向變頻器發出停機保護信號，實現起重機臂架和行走的實時監控。本發明與現有技術相比具有報警和停機保護功能，精確監控起重機臂架和行走的運行狀態，避免臂架在工作過程中與周邊物體發生擦碰，確保起重機在交叉作業時的起吊運行安全，降低司機作業強度，生產安全和效率大大提高。
【專利說明】一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業自動化控制【技術領域】，尤其是一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統。
【背景技術】
[0002]門座式起重機為船廠或港口裝卸工件用，是船廠的重要生產設備，主要包括起升、變幅、旋轉和行走機構，旋轉和變幅機構驅動門座式起重機臂架進行水平和垂直方向的旋轉，行走機構驅動門座式起重機沿地面軌道運動。門座式起重機運行時，需要依靠司機和地面調度人員通過肉眼觀察起重機位置，憑借經驗實現預警。而人工觀察無量化數據，手動調節無參考坐標，操作容易發生偏差，以致起重機的安全事故頻發。現在工廠的設備密度逐年增高，固定式起重機工作面多為交叉作業，臂架在工作過程中容易和周邊物體發生擦碰，輕則碰撞設備造成工件失穩，重則造成人生傷亡事故，給起重作業帶來一定的安全隱患。
[0003]目前，采用民用級的GPS定位和測量輪、光電編碼器以及機械式角度傳感器對門座式起重機臂架的空間位置和行走進行監測，確保門座式起重機在交叉作業時的安全生產。現有技術存在的問題是:民用級的GPS定位精度度一般都>10m，若要提高其精度到m級，則需要建立地面基站，地面基站的建設成本顯然高于門座式起重機控制系統的造價，此外還有無線電通信的干擾問題。測量輪和光電編碼器安裝在旋轉機構的驅動齒輪上，設備費用和施工成本高，需要經常校正機械公差和設備運行的累計誤差，精度低，體積大，而且無法實現數字信號輸出。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術的不足而設計一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統，采用光電編碼器和電子羅盤與PLC構成起重機臂架實時監測的控制閉環，當臂架進入危險區域時該控制環路由PLC進行報警或保護停機，有效監測臂架的空間狀態和行走機構的軌道位置，避免了臂架在工作過程中與周邊物體發生擦碰，確保起重機在交叉作業時的起吊運行安全，結構簡單，操作方便，降低司機作業強度，生產安全和效率大大提高。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統，包括設有臂架旋轉/變幅機構和起重機行走機構的門座式起重機，臂架旋轉/變幅機構和起重機行走機構連接驅動裝置，其特點是所述臂架旋轉/變幅機構上設有電子羅盤；所述起重機行走機構上設有光電編碼器；所述驅動裝置設有變頻器驅動；所述變頻器、電子羅盤和光電編碼器與設有觸摸屏或外接工控機的PLC主機連接構成起重機控制閉環；所述PLC主機設有起重機臂架的碰撞危險區域和報警或停機保護程序，當起重機臂架進入危險區域時由PLC主機發出報警或向變頻器發出停機保護信號，并由觸摸屏或外接工控機動態顯示，實現起重機臂架和行走的實時監控。
[0006]本發明與現有技術相比具有報警和停機保護功能，精確監控起重機臂架和行走的運行狀態，避免臂架在工作過程中與周邊物體發生擦碰，確保起重機在交叉作業時的起吊運行安全，降低司機作業強度，生產安全和效率大大提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]參閱附圖1，本發明由PLC主機I與設置在門座式起重機4上的電子羅盤5、光電編碼器6和設置在驅動裝置3上的變頻器2連接而成，所述電子羅盤5設置在臂架旋轉/變幅機構41上；所述光電編碼器6設置在起重機行走機構42上；所述驅動裝置3由變頻器2驅動；所述變頻器2、電子羅盤5和光電編碼器6與設有觸摸屏或外接工控機7的PLC主機I連接構成起重機控制閉環；所述PLC主機I設有起重機臂架的碰撞危險區域和報警或停機保護程序，當起重機臂架進入危險區域時由PLC主機I發出報警或向變頻器2發出停機保護信號，并由觸摸屏或外接工控機7進行動態顯示，實現起重機臂架和行走的實時監控。
[0009]本發明是這樣安裝和工作的:將設有觸摸屏或外接工控機7的PLC主機I設置在門座式起重機4的司機室；電子羅盤5設置在門座式起重機4的臂架旋轉/變幅機構41上；光電編碼器6設置在起重機行走機構42上；變頻器2設置在驅動裝置3上；PLC主機I采用控制電纜與電子羅盤5、光電編碼器6和變頻器2連接，電子羅盤5為LP3300型三軸對臂架旋轉/變幅機構41進行水平和垂直位置的檢測，實時監測門座式起重機4的臂架空間位置，光電編碼器6采用絕對值對起重機行走機構42的空間位置進行實時監測。PLC主機I則根據預先設定的碰撞危險區域與實時空間位置進行邏輯判斷，當門座式起重機4的臂架進入危險區域時，由PLC主機I發出報警或者向變頻器2發出保護停機信號，由變頻器2控制驅動裝置3停止臂架旋轉/變幅機構41的運行。電子羅盤5將實時監測的數據輸入PLC主機I并由觸摸屏或外接工控機7實時動態顯示門座式起重機4臂架的空間位置與設定的碰撞危險區域，為操作人員提供了有效的量化參考系，極大地避免了誤操作和門座式起重機4的臂架進入危險區域。當門座式起重機4的臂架進入危險區域時，司機室內設置的蜂鳴器報警器和動態顯示，及時提醒司機進行操作調整，確保起吊運行安全，降低司機作業強度。
[0010]以上只是對本發明作進一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本發明等效實施，均應包含于本專利的權利要求范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于光編和電子羅盤的門座式起重機位置監控系統，包括設有臂架旋轉/變幅機構和起重機行走機構的門座式起重機，臂架旋轉/變幅機構和起重機行走機構連接驅動裝置，其特征在于所述臂架旋轉/變幅機構上設有電子羅盤；所述起重機行走機構上設有光電編碼器；所述驅動裝置設有變頻器驅動；所述變頻器、電子羅盤和光電編碼器與設有觸摸屏或外接工控機的PLC主機連接構成起重機控制閉環；所述PLC主機設有起重機臂架的碰撞危險區域和報警或停機保護程序，當起重機臂架進入危險區域時由PLC主機發出報警或向變頻器發出停機保護信號，并由觸摸屏或外接工控機動態顯示，實現起重機臂架和行走的實時監控。
【文檔編號】B66C13/46GK103818838SQ201410104697
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】熊冠楚, 張軍, 汪洋 申請人:中船第九設計研究院工程有限公司