本實(shí)用新型涉及起重機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)。

背景技術(shù)：

對(duì)于生產(chǎn)、制造、重工、冶金等工業(yè)廠區(qū)而言，物料搬運(yùn)便成了生產(chǎn)過程的重要組成部分。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，在重工業(yè)、冶金工業(yè)環(huán)境下的起重設(shè)備，對(duì)其安全、效率的要求越來越高。目前起重機(jī)的控制方式主要是接觸器邏輯控制方式。接觸器控制方式的特點(diǎn)是成本低，控制回路復(fù)雜、故障率高，工作人員的安全也會(huì)受到威脅，同時(shí)因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的電阻因灰塵、設(shè)備震動(dòng)等原因經(jīng)常燒壞、斷裂，出現(xiàn)啃軌、溜鉤現(xiàn)象，并且易產(chǎn)生誤操作的現(xiàn)象，并會(huì)因人工定位精度不高，效率較低，運(yùn)行過程不平穩(wěn)，安全性低的原因，制約了生產(chǎn)效率。因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有必要設(shè)計(jì)一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)，能實(shí)現(xiàn)起重機(jī)自動(dòng)運(yùn)行與實(shí)時(shí)控制的安全自動(dòng)化運(yùn)行，且具有可靠性高、安全性高、效率高的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)，包括控制系統(tǒng)、三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)和安全防護(hù)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括主控機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏、無線遙控器、變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)，開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出、無線開關(guān)量輸入和安全防護(hù)系統(tǒng)。主控機(jī)的一端與開關(guān)量輸入、模擬量輸入、無線開關(guān)量輸入、安全防護(hù)系統(tǒng)相連接，另一端與開關(guān)量輸出、模擬量輸出、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏、變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)相連接。無線遙控器與無線開關(guān)量輸入連接。模擬量輸入內(nèi)設(shè)有編碼器檢測(cè)模塊。開關(guān)量輸入與無線開關(guān)量輸入、安全防護(hù)系統(tǒng)相連接，模擬量輸出、開關(guān)量輸出與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏、變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)相連接。變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)與三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)相連接。由此，便組成了智能起重機(jī)的控制系統(tǒng)。

三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括大車機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)。三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)中的各個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)行，為智能自動(dòng)運(yùn)行提供物理硬件基礎(chǔ)，為智能運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)提供可能。

安全防護(hù)系統(tǒng)包括運(yùn)行距離檢測(cè)裝置、激光防撞裝置、行程開關(guān)等三級(jí)防護(hù)系統(tǒng)。運(yùn)行距離檢測(cè)裝置通過檢測(cè)運(yùn)行距離來實(shí)現(xiàn)防護(hù)。激光防撞裝置通過檢測(cè)距離障礙物的遠(yuǎn)近檢測(cè)。行程開關(guān)為機(jī)械防撞開關(guān)。通過三級(jí)安全反饋防護(hù)實(shí)現(xiàn)三段不同的速度限制，在安全防護(hù)的基礎(chǔ)上達(dá)到運(yùn)行效率的最大化。大車機(jī)構(gòu)和小車機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為三合一電機(jī)。起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步三合一電機(jī)。抓取機(jī)構(gòu)為多功能電動(dòng)平移臥式鋼卷夾鉗。

帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)的控制系統(tǒng)所采用的技術(shù)原理是：該起重機(jī)的控制系統(tǒng)主要通過主控機(jī)控制行車的狀態(tài)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏采集主控機(jī)的數(shù)據(jù)顯示，顯示內(nèi)容包括：各機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息、運(yùn)行操作信息、負(fù)載信息、故障信息，具有實(shí)現(xiàn)診斷、檢測(cè)、監(jiān)控等功能。三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由大、小車、起升和抓取四機(jī)構(gòu)組成，每部分電機(jī)都含有反饋功能。起升機(jī)構(gòu)通過信號(hào)反饋和重量反饋，當(dāng)行車起升物體時(shí)，實(shí)時(shí)反饋出主鉤的位置，根據(jù)行車吊起重物的高度，以及大車行走的速度，給出合理的啟動(dòng)加速時(shí)間，讓重物能夠平穩(wěn)的啟動(dòng)，達(dá)到防搖的效果。當(dāng)主鉤在位置較低時(shí)，大車啟動(dòng)速度緩慢同時(shí)主鉤向上抬升重物，當(dāng)大車電機(jī)達(dá)到合理高度，大車可以最快速度運(yùn)行，當(dāng)快要達(dá)到重物所需位置時(shí)，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出一個(gè)合理的減速以達(dá)到提前減速，達(dá)到更好的防搖效果。

主控機(jī)通過模擬量的輸出來控制起重機(jī)電機(jī)的運(yùn)行定位，實(shí)現(xiàn)大、小車和主起升的運(yùn)行定位，利用全閉環(huán)過程控制技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)算法建模與全變頻調(diào)速的運(yùn)行無搖晃控制技術(shù)，和基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫管理，實(shí)現(xiàn)起升運(yùn)行條件下的重物無搖晃與重物的定位控制，確保大車、小車的無誤高效平穩(wěn)運(yùn)行。主控機(jī)時(shí)刻讀取電機(jī)運(yùn)行的電流、電壓以及電機(jī)的速度，主控機(jī)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算反饋。無線遙控器與無線開關(guān)量輸入的連接，主控機(jī)通過采集無線遙控器的開關(guān)量輸入，讀取啟動(dòng)急停模塊的信號(hào)，根據(jù)無線遙控器按鈕控制三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型通過采用控制系統(tǒng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)上結(jié)合無線遠(yuǎn)程遙控、安全區(qū)域檢測(cè)、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)信息反饋，利用全閉環(huán)過程控制技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)算法建模與全變頻調(diào)速的運(yùn)行無搖晃控制技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)庫管理，實(shí)現(xiàn)起升運(yùn)行條件下的重物無搖晃與重物的定位控制，確保大車、小車的無誤高效平穩(wěn)運(yùn)行，還可以有效防止起重機(jī)的啃軌。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏可以及時(shí)反映了起重機(jī)的狀態(tài)信息、運(yùn)行操作信息、負(fù)載信息、故障信息等起重機(jī)的實(shí)時(shí)信息。三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均為三合一減速電機(jī)，可靠性高，運(yùn)行平穩(wěn)。起重機(jī)身采用歐式起重機(jī)設(shè)計(jì)，整體重量輕，耗材少，在同噸位的普通起重機(jī)的對(duì)比下，該起重機(jī)在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求更低，使用范圍更廣。安全防護(hù)系統(tǒng)包含三級(jí)防護(hù)：運(yùn)行距離檢測(cè)裝置、激光防撞裝置、行程開關(guān)，保證各個(gè)機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)行，為智能運(yùn)行提供安全基礎(chǔ)。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型的一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)的機(jī)構(gòu)框圖 ；

附圖2是本實(shí)用新型的一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)中自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-小車左限位；2-主控機(jī)和抓取控制柜；3-大車、小車控制柜；4-保護(hù)柜；5-電阻組；6-第一起升控制柜；7-第二起升控制柜；8-起升機(jī)構(gòu)；9-重錘；10-小車機(jī)構(gòu)；11-小車右限位；12-大車限位；13-大車機(jī)構(gòu)；14-抓取機(jī)構(gòu)；15-三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)；16-安全反饋防護(hù)系統(tǒng)；17-控制系統(tǒng)；18-大車機(jī)構(gòu)；19-小車機(jī)構(gòu)；20-抓取機(jī)構(gòu)；21-起升機(jī)構(gòu)；22-主控機(jī)；23-實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏；24-變頻運(yùn)行控制系統(tǒng)；25-開關(guān)量輸入；26-開關(guān)量輸出；27-模擬量輸入；28-模擬量輸出；29-無線開關(guān)量輸入；30-無線遙控器；31-運(yùn)行距離檢測(cè)裝置；32-激光防撞裝置；33-行程開關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員了解本實(shí)用新型。

如附圖1和附圖2所示，一種帶有控制系統(tǒng)冶金用智能起重機(jī)，包括控制系統(tǒng)17、三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)15和安全防護(hù)系統(tǒng)16?？刂葡到y(tǒng)包括主控機(jī)22、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏23、無線遙控器30、變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)24，開關(guān)量輸入25、開關(guān)量輸出26、模擬量輸入27、模擬量輸出28、無線開關(guān)量輸入29和安全防護(hù)系統(tǒng)16。主控機(jī)22的一端與開關(guān)量輸入25、模擬量輸入27、無線開關(guān)量輸入29、安全防護(hù)系統(tǒng)16相連接，另一端與開關(guān)量輸出26、模擬量輸出28、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏23、變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)24相連接。無線遙控器30與無線開關(guān)量輸入29連接。模擬量輸入29內(nèi)設(shè)有編碼器檢測(cè)模塊。開關(guān)量輸入27與無線開關(guān)量輸入29、安全防護(hù)系統(tǒng)16相連接，模擬量輸出28、開關(guān)量輸出26與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏23、變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)24相連接。變頻器運(yùn)行控制系統(tǒng)24與三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)15相連接。由此，便組成了該智能起重機(jī)的控制系統(tǒng)17。

三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)15包括大車機(jī)構(gòu)18、小車機(jī)構(gòu)19、起升機(jī)構(gòu)20和抓取機(jī)構(gòu)21。三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)15的各個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)行，為智能自動(dòng)運(yùn)行提供物理硬件基礎(chǔ)，為智能運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)提供可能。

安全防護(hù)系統(tǒng)16包括運(yùn)行距離檢測(cè)裝置31、激光防撞裝置32、行程開關(guān)33等三級(jí)防護(hù)。裝置運(yùn)行距離檢測(cè)裝置31通過檢測(cè)運(yùn)行距離來實(shí)現(xiàn)防護(hù)。激光防撞裝置32通過檢測(cè)距離障礙物的遠(yuǎn)近檢測(cè)。行程開關(guān)33為機(jī)械防撞開關(guān)。通過設(shè)置安全防護(hù)系統(tǒng)16，實(shí)現(xiàn)三段不同的速度限制，在安全防護(hù)的基礎(chǔ)上達(dá)到運(yùn)行效率的最大化。

本實(shí)施例中，大車機(jī)構(gòu)18和小車機(jī)構(gòu)19的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為三合一電機(jī)。起升機(jī)構(gòu)20的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步三合一電機(jī)。抓取機(jī)構(gòu)21為多功能電動(dòng)平移臥式鋼卷夾鉗。

本實(shí)施例中，起重機(jī)的控制系統(tǒng)17主要通過主控機(jī)22控制行車的狀態(tài)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏23采集主控機(jī)22的數(shù)據(jù)顯示，顯示內(nèi)容包括各機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息、運(yùn)行操作信息、負(fù)載信息、故障信息，實(shí)現(xiàn)診斷、檢測(cè)、監(jiān)控等功能。三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由大車機(jī)構(gòu)18、小車機(jī)構(gòu)19、起升機(jī)構(gòu)21三維運(yùn)行部分和抓取機(jī)構(gòu)20一點(diǎn)操作部分組成，每部分電機(jī)都含有編碼器反饋。起升機(jī)構(gòu)21通過編碼器反饋和超載限制器的重量反饋，當(dāng)行車起升物體時(shí)，編碼器實(shí)時(shí)反饋出主鉤的位置，根據(jù)行車吊起重物的高度，以及大車行走的速度，通過數(shù)據(jù)運(yùn)算，給出合理的啟動(dòng)加速時(shí)間，讓重物能夠平穩(wěn)的啟動(dòng)，達(dá)到防搖的效果。當(dāng)主鉤在位置較低時(shí)，大車啟動(dòng)速度緩慢同時(shí)主鉤向上抬升重物，當(dāng)大車電機(jī)達(dá)到合理高度，大車可以最快速度運(yùn)行，當(dāng)快要達(dá)到重物所需位置時(shí)，系統(tǒng)會(huì)設(shè)置一個(gè)合理的提前減速，達(dá)到更好的防搖效果。抓取機(jī)構(gòu)采用多功能電動(dòng)平移臥式鋼卷夾鉗，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重量、開合、溫度等鋼卷數(shù)據(jù)的檢測(cè)。運(yùn)行控制系統(tǒng)17通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的反饋來防止超重，各個(gè)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)行，為智能自動(dòng)運(yùn)行提供物理硬件基礎(chǔ)，為智能運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)提供可能。

本實(shí)施例中，主控機(jī)22通過編碼器的模擬量的輸出來控制起重機(jī)三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)15的運(yùn)行定位，主控機(jī)22通過檢測(cè)安裝在走輪上的絕對(duì)值型編碼器，實(shí)現(xiàn)大、小車、抓取和起升的運(yùn)行定位，利用全閉環(huán)過程控制技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)算法建模與全變頻調(diào)速的運(yùn)行無搖晃控制技術(shù)，和基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫管理，實(shí)現(xiàn)起升運(yùn)行條件下的重物無搖晃與重物的定位控制，確保大車、小車的無誤高效平穩(wěn)運(yùn)行。主控機(jī)22時(shí)刻讀取電機(jī)運(yùn)行的電流、電壓以及電機(jī)的速度，主控機(jī)22根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算反饋。無線遙控器30與無線開關(guān)量輸入29的另一端連接，主控機(jī)22通過采集無線遙控器30的開關(guān)量輸入，讀取無線遙控器30按鈕控制三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)15的運(yùn)行。從而實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)階段的起重機(jī)自動(dòng)運(yùn)行與實(shí)時(shí)控制的安全自動(dòng)化運(yùn)行，且具有可靠性高、安全性高、效率高的特點(diǎn)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。