塔機安全運行控制方法
【專利摘要】一種塔機安全運行控制方法，包括：確定控制點、獲取塔機目標的當前運行量并計算運行速度（第一步）；將控制點、運行速度和當前運行量代入追擊方程，解追擊方程得出接近時間；判斷接近時間是否小于等于預設控制時限：若是，控制停止當前運行，然后重復第一步；若否，直接重復第一步。本發明根據塔機目標的當前運行量和運行速度預測到達控制點的接近時間，在接近時間小于等于控制時限時，控制塔機目標停止相應動作，塔機目標停頓一下，使速度降低，目標依靠慣性向控制點前行；一直重復上述步驟，塔機速度不斷降低，但越來越接近控制點，在無限接近控制點時，速度幾乎為零，目標停止，通過該方法塔機目標無限接近控制點，克服了到達控制方法的作業死角問題。
【專利說明】塔機安全運行控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種控制方法，尤其是一種塔機安全運行控制方法。
【背景技術】
[0002]塔機在運行中不能超過控制點，否則會造成危險。
[0003]塔機安全輔助裝置(本文亦稱儀表)是指力矩限制器等在塔機運行期間為駕駛員提供安全輔助的電子裝置，主要功能是通過對塔機幅度、高度、角度、力矩等運行量的測量和控制，避免其運行至非安全范圍。
[0004]為方便敘述，相關概念定義如下:
[0005]運行量:塔機運行中某一個或一組部件的動作分量，與塔機安全輔助相關的運行量包括變幅小車幅度、吊鉤高度、起重臂回轉角度等。
[0006]行程量:可以用運動距離(行程)描述的運行量。變幅小車幅度、吊鉤高度、起重臂回轉角度均為行程量。
[0007]力矩:塔機在某幅度上的起重量。力矩-重量X幅度。
[0008]控制點:運行量對應的禁止范圍的起點，或者說安全范圍的邊界。是GB12602-2009《起重機械超載保護裝置》中“動作點”外延擴大后的概念。
[0009]危險區:施工現場存在塔機不應進入的危險區域，儀表將此區域標識出來，控制塔機避開此區域。
[0010]干涉區:多臺塔機間的重疊運行區域，分為起重臂干涉區和平衡臂干涉區，分別表示多塔間起重臂的干涉和起重臂與平衡臂的干涉。
[0011]現有塔機均采用到達控制算法控制塔機何時停止相應運行量向禁止范圍的運行動作。到達控制算法:即不管運行量以何種速度變化，當且僅當其到達控制點時儀表才輸出控制信號。到達控制算法的缺點是當運行速度較高時慣性可能導致運行量“沖出”控制點。業界普遍采取的辦法是將控制點“提前”。但這種方案又會造成運行量低速運行時永遠無法到達提前量與實際控制點之間的區域而出現作業死角。
[0012]有鑒于此，特提出本發明。
【發明內容】
[0013]本發明的目的是提供一種解決到達控制方法的作業死角問題的塔機安全運行控制方法。
[0014]為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是:
[0015]一種塔機安全運行控制方法，包括以下步驟:
[0016]確定控制點、獲取塔機目標的當前運行量并計算運行速度；所述控制點為運行量對應禁止范圍的起點；
[0017]將控制點、運行速度和當前運行量代入追擊方程，求解追擊方程得出接近時間；所述追擊方程為用以表示塔機目標當前運行量、控制點和接近時間關系的關于接近時間的一元方程，運行量包括行程量、重量和力矩，行程量為用運動距離表示的運行量，包括幅度、高度和角度；
[0018]判斷接近時間是否小于等于預設的控制時限:
[0019]若是，控制塔機目標停止當前運行；
[0020]停止當前運行后重復步驟:確定控制點、獲取塔機目標當前運行量并計算運行速度；
[0021]若否，重復步驟:確定控制點、獲取塔機目標當前運行量并計算運行速度。
[0022]進一步地，在所述求解追擊方程得出接近時間后包括:判斷所述接近時間是否小于等于預定的報警時限；報警時限大于控制時限；
[0023]若是，則報警；
[0024]若否，則不報警。
[0025]當控制點為已知的固定控制點或重量固定，幅度改變的幅度控制點，其追擊方程為
[0026]S = St 十 vtt
[0027]其中，S為控制點，St為當前行程量，Vt為運行速度。
[0028]當控制點為固定控制點或幅度控制點時，所述計算運行速度的步驟具體為:
[0029]連續采集塔機目標的行程量，至少獲得塔機目標的當前行程量st、當前前一相鄰時刻的行程量以及對應的時間，利用速度公式求解運行速度Vt
【權利要求】
1.一種塔機安全運行控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 確定控制點、獲取塔機目標的當前運行量并計算運行速度；所述控制點為運行量對應禁止范圍的起點； 將控制點、運行速度和當前運行量代入追擊方程，求解追擊方程得出接近時間；所述追擊方程為用以表示塔機目標當前運行量、控制點和接近時間關系的關于接近時間的一元方程，運行量包括行程量、重量和力矩，行程量為用運動距離表示的運行量，包括幅度、高度和角度； 判斷接近時間是否小于等于預設的控制時限: 若是，控制塔機目標停止當前運行； 停止當前運行后重復步驟:確定控制點、獲取塔機目標當前運行量并計算運行速度； 若否，重復步驟:確定控制點、獲取塔機目標當前運行量并計算運行速度。
2.根據權利要求1所述的塔機安全運行控制方法，其特征在于，在所述求解追擊方程得出接近時間后包括:判斷所述接近時間是否小于等于預定的報警時限；報警時限大于控制時限； 若是，則報警； 若否，則不報警。
3.根據權利要求1所述的塔機安全運行控制方法，其特征在于，當控制點為已知的固定控制點或重量固定，幅度改變的幅度控制點，其追擊方程為
S=st+Vtt 其中，S為控制點，St為當前行程量，Vt為運行速度。
4.根據權利要求3所述的塔機安全運行控制方法，其特征在于，當控制點為固定控制點或幅度控制點時，所述計算運行速度的步驟具體為: 連續采集塔機目標的行程量，至少獲得塔機目標的當前行程量st、當前前一相鄰時刻的行程量以及對應的時間，利用速度公式求解運行速度Vt
5.根據權利要求1或4所述的塔機安全運行控制方法，其特征在于，當控制點為幅度控制點時，所述確定控制點的步驟包括: 從存儲的力矩曲線表數據中查找Pn和pn+1，得出Pn和pn+1對應的起重量Wn和wn+1，并同時獲得對應的幅度Sn和sn+1 ； 判斷吊裝物體的重量Wt是否滿足下述條件式
Wn ≤ Wt ≤ ffn+1 ； 當Wt滿足上述條件式時，將上述參數代入下述方程求解幅度控制點S
6.根據權利要求1所述的塔機安全運行控制方法，其特征在于，在A塔、B塔雙塔碰撞，且為A塔低，B塔高的不等高工況時，所述獲取塔機目標的當前運行量并計算運行速度的步驟中的運行速度包括A塔的幅度速度和角速度，則所述獲取塔機目標的當前運行量并計算運行速度的步驟具體為: 連續采集A塔的幅度，至少獲得A塔的當前幅度sa0、A塔當前幅度Sa0的前一相鄰時刻的幅度以及對應的時間，A塔的當前角度以及A塔當前角度前一相鄰時刻的角度以及對應的時間；并采集B塔的當前角度、B塔當前前一相鄰時刻的角度以及對應的時間； 利用下述速度公式求解A塔的幅度速度Va、角速度以及B塔的角速度cob
7.根據權利要求6所述的塔機安全運行控制方法，其特征在于， 在A塔、B塔雙塔碰撞時: 在同一坐標系中，設A塔的位置為(xa，ya)，B塔的位置為(xb，yb)，A塔的起重臂長為Ra，平衡臂長為Ta，B塔的起重臂長為Rb，平衡臂長為Tb，A塔的當前角度為Cia，當前角速度為Qa, B塔的當前角度為ab,當前角速度為cob; 其中，a a和ab的單周正角度為: a = ( a %2 Ji +2 Ji) %2 Ji ； 則，雙塔間的距離
【文檔編號】B66C23/62GK103922225SQ201410154013
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月17日 優先權日:2014年4月17日
【發明者】陳吉申, 劉紅星 申請人:北京中鐵建安裝工程有限公司, 宜昌億萬軟件有限公司