專利名稱：基于plc的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)限位系統(tǒng)，具體講是涉及基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)因?yàn)榇峡臻g局限，各種使用裝備以及船體結(jié)構(gòu)布置非常緊湊。出于安全因素的考慮，各船級社對船舶吊機(jī)受制于安裝部位以及附近固定或非固定障礙的情況下，必須增加強(qiáng)制性的自動(dòng)限位功能，功能分為完全限制和區(qū)域限制兩種。完全限制就是吊機(jī)在任何工作條件下，都不允許進(jìn)入該旋轉(zhuǎn)區(qū)域的限制；區(qū)域限制為僅當(dāng)?shù)鯔C(jī)臂架仰角高于某一角度時(shí)，才能旋轉(zhuǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域的限制，且進(jìn)入該區(qū)域后，臂架仰角不能低于條件高度?，F(xiàn)有的限位實(shí)現(xiàn)方式為根據(jù)船體布置圖，預(yù)先對應(yīng)在有障礙的限位區(qū)焊接限位擋板，并選用液壓或 電氣限位開關(guān)感應(yīng)區(qū)域邊界，實(shí)現(xiàn)限位停止功能?，F(xiàn)有的限位方式存在著的不足
O非標(biāo)準(zhǔn)化因?yàn)楦鞔O(shè)備和船體結(jié)構(gòu)布置不盡相同，所以必須有針對性的對限位擋板進(jìn)行角度，高度，選位焊接，增加設(shè)計(jì)工作量。2)多區(qū)域限位設(shè)計(jì)困難在進(jìn)行多個(gè)區(qū)域限制時(shí)，必須判定吊機(jī)是在限位區(qū)域內(nèi)還是區(qū)域外；必須判定吊機(jī)進(jìn)入限位區(qū)域的方向(從左還是從右進(jìn)入)；必須判定所進(jìn)入?yún)^(qū)域號，因?yàn)椴煌南尬粎^(qū)域?qū)?yīng)不同的仰角高度。3)現(xiàn)場修改缺乏靈活性首先，在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)員必須準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出限位擋板尺寸和限位開關(guān)位置。其次，在船廠安裝時(shí)必須嚴(yán)格按照圖紙所標(biāo)方向/角度安裝，否則將與實(shí)際要求不符。而由于吊機(jī)基座大部分為圓柱形，船廠安裝時(shí)忽略了限位問題，導(dǎo)致基座雖然焊接上了，但限位擋板卻偏離了設(shè)計(jì)方向。最后，由于船體修改或是船東/船級社的原因，需要增加或修改限制區(qū)域的范圍或數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其控制簡單、靈活、可靠和準(zhǔn)確。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其主要包括增量脈沖編碼器、接近開關(guān)、PLC系統(tǒng)和人機(jī)界面，增量脈沖編碼器安裝在吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的齒輪圈底部，通過一個(gè)柔性片連接，接近開關(guān)安裝在主臂架軸上，其特征在于其工作過程為
第一步通過人機(jī)界面的觸摸板設(shè)定限位區(qū)域角度；
第二步打開接近開關(guān)，根據(jù)兩個(gè)區(qū)域吊裝半徑計(jì)算出對應(yīng)的角度位置，初步調(diào)整好觸發(fā)角度；
第三步計(jì)算脈沖檢測A，B脈沖的每一個(gè)上升沿和下降沿，并通過出A，B脈沖的先后順序，判斷吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)?shù)鯔C(jī)從左向右轉(zhuǎn)時(shí)，對檢測到的脈沖做加法計(jì)算，反之，做減法運(yùn)算；
第四步設(shè)定一個(gè)原點(diǎn)，此時(shí)對應(yīng)的脈沖數(shù)為O，當(dāng)?shù)鯔C(jī)從設(shè)定原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后，回到原點(diǎn)位置；其脈沖數(shù)將復(fù)位為O ;脈沖最大計(jì)數(shù)為大小齒圈齒數(shù)比乘以一百，當(dāng)脈沖數(shù)達(dá)到最大計(jì)數(shù)時(shí)，自動(dòng)復(fù)位；
第五步區(qū)域設(shè)定通過觸摸屏，將需要設(shè)定區(qū)域兩端對應(yīng)的脈沖數(shù)傳送給PLC，并保存在PLC里；最多可設(shè)置三個(gè)限位區(qū)域；可隨意設(shè)置，但各設(shè)定區(qū)域之間不得有交集；
第六步狀態(tài)判斷首先通過脈沖數(shù)的變化可以判斷出吊機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。通過比較脈沖數(shù)可以知道吊機(jī)是否在限位區(qū)域內(nèi)或外；
第七步邏輯輸出當(dāng)從左向右靠近限位區(qū)域時(shí)，吊機(jī)不能繼續(xù)右轉(zhuǎn)，PLC輸出信號，打
開液壓系統(tǒng)的電磁閥泄流，動(dòng)作截止，通過條件為臂架抬高到條件高度，此時(shí)電磁閥關(guān)閉，動(dòng)作正常；當(dāng)從右向左靠近，同理。所述增量脈沖編碼器的供電電源為4. 5-30V DC，脈沖為25ppr，A, B兩列矩形脈沖，相位差為90度。所述接近開關(guān)為常開觸點(diǎn)輸出，探測距離10mm。本發(fā)明具有的有益效果是其增設(shè)了 PLC系統(tǒng)，只需要在限制區(qū)域的左右兩端，輕觸人機(jī)截面的設(shè)定模塊，便可完成；整個(gè)設(shè)定時(shí)間不超過5分鐘，且可以多次隨意修改，無須焊接，制作新的其它部件；避免了因?yàn)楦鞔O(shè)備和船體結(jié)構(gòu)布置不盡相同，所以必須有針對性的對限位擋板進(jìn)行角度、高度、選位焊接，增加設(shè)計(jì)工作量和在進(jìn)行多個(gè)區(qū)域限制時(shí)，必須判定吊機(jī)是在限位區(qū)域內(nèi)還是區(qū)域外；必須判定吊機(jī)進(jìn)入限位區(qū)域的方向(從左還是從右進(jìn)入)；必須判定所進(jìn)入?yún)^(qū)域號，因?yàn)椴煌南尬粎^(qū)域?qū)?yīng)不同的仰角高度的問題。


圖I是T3000系列伙食吊的整體布局 圖2是甲板平面 圖3是實(shí)施例I的主菜單；
圖4是實(shí)施例I參數(shù)設(shè)定選取菜單；
圖5是實(shí)施例I旋轉(zhuǎn)區(qū)域設(shè)定菜單。
具體實(shí)施例方式一種基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其主要包括增量脈沖編碼器、接近開關(guān)、PLC系統(tǒng)和人機(jī)界面，增量脈沖編碼器安裝在吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的齒輪圈底部，通過一個(gè)柔性片連接，接近開關(guān)安裝在主臂架軸上，其特征在于其工作過程為
第一步通過人機(jī)界面的觸摸板設(shè)定限位區(qū)域角度；
第二步打開接近開關(guān)，根據(jù)兩個(gè)區(qū)域吊裝半徑計(jì)算出對應(yīng)的角度位置，初步調(diào)整好觸發(fā)角度；
第三步計(jì)算脈沖檢測A，B脈沖的每一個(gè)上升沿和下降沿，并通過出A，B脈沖的先后順序，判斷吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)?shù)鯔C(jī)從左向右轉(zhuǎn)時(shí)，對檢測到的脈沖做加法計(jì)算，反之，做減法運(yùn)算；
第四步設(shè)定一個(gè)原點(diǎn)，此時(shí)對應(yīng)的脈沖數(shù)為0，當(dāng)?shù)鯔C(jī)從設(shè)定原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后，回到原點(diǎn)位置；其脈沖數(shù)將復(fù)位為O ;脈沖最大計(jì)數(shù)為大小齒圈齒數(shù)比乘以一百，當(dāng)脈沖數(shù)達(dá)到最大計(jì)數(shù)時(shí)，自動(dòng)復(fù)位；
第五步區(qū)域設(shè)定通過觸摸屏，將需要設(shè)定區(qū)域兩端對應(yīng)的脈沖數(shù)傳送給PLC，并保存在PLC里；最多可設(shè)置三個(gè)限位區(qū)域；可隨意設(shè)置，但各設(shè)定區(qū)域之間不得有交集；
第六步狀態(tài)判斷首先通過脈沖數(shù)的變化可以判斷出吊機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。通過比較脈沖數(shù)可以知道吊機(jī)是否在限位區(qū)域內(nèi)或外；
第七步邏輯輸出當(dāng)從左向右靠近限位區(qū)域時(shí)，吊機(jī)不能繼續(xù)右轉(zhuǎn)，PLC輸出信號，打開液壓系統(tǒng)的電磁閥泄流，動(dòng)作截止，通過條件為臂架抬高到條件高度，此時(shí)電磁閥關(guān)閉，動(dòng)作正常；當(dāng)從右向左靠近，同理。實(shí)施例I
下面以大連造船重工建造的T3000系列伙食吊為例子，做一說明。首先，確安裝各部件，并連接電纜；系統(tǒng)上電，進(jìn)入人機(jī)界面主菜單；SLEW后面為實(shí)際脈沖計(jì)數(shù)。Sector后面的箭頭出現(xiàn)時(shí)，表示對應(yīng)的動(dòng)作允許，如箭頭位為黑色方塊，表明動(dòng)作被截止。1，2，3數(shù)字對應(yīng)設(shè)定的三個(gè)限位區(qū)域，如果該區(qū)域被激活，將顯示這三個(gè)數(shù)字，如果未被激活，將顯示數(shù)字O。操作者按PARAMETERS菜單，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定菜單，并選擇slew后，輸入相應(yīng)密碼后，將進(jìn)入需要的設(shè)置頁面；將吊機(jī)臂架抬起到足夠高度，該高度大于所有需要設(shè)定區(qū)域高度中的最大高度。在需要設(shè)定限位區(qū)域外任意選一點(diǎn)，做為零點(diǎn)(原點(diǎn))，按住倒數(shù)第二排slewcounts前面的reset三秒種,slew counts后面的脈沖數(shù)自動(dòng)變?yōu)榱?。然后，將吊機(jī)旋轉(zhuǎn)到對應(yīng)的邊界位置。舉一個(gè)例子，我們要設(shè)定區(qū)域I的左邊界，那就把吊機(jī)轉(zhuǎn)到這個(gè)位置，然后按住slew sector I的left后的set鍵三秒中，這時(shí)set前面的脈沖數(shù)自動(dòng)變?yōu)閷?yīng)的實(shí)際脈沖數(shù)。同理，我們可以設(shè)置其區(qū)域的左右邊界。當(dāng)我們要取消一個(gè)區(qū)域時(shí)，我們可按住區(qū)域設(shè)置后的reset鍵三秒。這樣，我們就會(huì)在主菜單上看到對應(yīng)的區(qū)域數(shù)字為0，而不是I或2或3 ;當(dāng)設(shè)置完所有參數(shù)后，按BACK返回主菜單。
權(quán)利要求
1.一種基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其主要包括增量脈沖編碼器、接近開關(guān)、PLC系統(tǒng)和人機(jī)界面，增量脈沖編碼器安裝在吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的齒輪圈底部，通過ー個(gè)柔性片連接，接近開關(guān)安裝在主臂架軸上，其特征在于其工作過程為 第一歩通過人機(jī)界面的觸摸板設(shè)定限位區(qū)域角度； 第二步打開接近開關(guān)，根據(jù)兩個(gè)區(qū)域吊裝半徑計(jì)算出對應(yīng)的角度位置，初步調(diào)整好觸發(fā)角度； 第三步計(jì)算脈沖檢測A，B脈沖的每ー個(gè)上升沿和下降沿，并通過出A，B脈沖的先后順序，判斷吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)?shù)鯔C(jī)從左向右轉(zhuǎn)時(shí)，對檢測到的脈沖做加法計(jì)算，反之，做減法運(yùn)算； 第四步設(shè)定ー個(gè)原點(diǎn)，此時(shí)對應(yīng)的脈沖數(shù)為O，當(dāng)?shù)鯔C(jī)從設(shè)定原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)ー圈后，回到原點(diǎn)位置；其脈沖數(shù)將復(fù)位為O ;脈沖最大計(jì)數(shù)為大小齒圈齒數(shù)比乘以ー百，當(dāng)脈沖數(shù)達(dá)到 最大計(jì)數(shù)時(shí)，自動(dòng)復(fù)位； 第五步區(qū)域設(shè)定通過觸摸屏，將需要設(shè)定區(qū)域兩端對應(yīng)的脈沖數(shù)傳送給PLC，并保存在PLC里；最多可設(shè)置三個(gè)限位區(qū)域；可隨意設(shè)置，但各設(shè)定區(qū)域之間不得有交集； 第六步狀態(tài)判斷首先通過脈沖數(shù)的變化可以判斷出吊機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。通過比較脈沖數(shù)可以知道吊機(jī)是否在限位區(qū)域內(nèi)或外； 第七步邏輯輸出當(dāng)從左向右靠近限位區(qū)域吋，吊機(jī)不能繼續(xù)右轉(zhuǎn)，PLC輸出信號，打開液壓系統(tǒng)的電磁閥泄流，動(dòng)作截止，通過條件為臂架抬高到條件高度，此時(shí)電磁閥關(guān)閉，動(dòng)作正常；當(dāng)從右向左靠近，同理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其特征在于所述增量脈沖編碼器的供電電源為4. 5-30V DC,脈沖為25ppr, A, B兩列矩形脈沖,相位差為90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其特征在于所述接近開關(guān)為常開觸點(diǎn)輸出，探測距離10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及船舶吊機(jī)的旋轉(zhuǎn)限位系統(tǒng)，具體講是涉及基于PLC的吊機(jī)旋轉(zhuǎn)限位設(shè)定系統(tǒng)，其增設(shè)了PLC系統(tǒng)，只需要在限制區(qū)域的左右兩端，輕觸人機(jī)截面的設(shè)定模塊，便可完成；整個(gè)設(shè)定時(shí)間不超過5分鐘，且可以多次隨意修改，無須焊接，制作新的其它部件；避免了因?yàn)楦鞔O(shè)備和船體結(jié)構(gòu)布置不盡相同，所以必須有針對性的對限位擋板進(jìn)行角度、高度、選位焊接，增加設(shè)計(jì)工作量和在進(jìn)行多個(gè)區(qū)域限制時(shí)，必須判定吊機(jī)是在限位區(qū)域內(nèi)還是區(qū)域外；必須判定吊機(jī)進(jìn)入限位區(qū)域的方向(從左還是從右進(jìn)入)；必須判定所進(jìn)入?yún)^(qū)域號，因?yàn)椴煌南尬粎^(qū)域?qū)?yīng)不同的仰角高度的問題。
文檔編號B66C23/94GK102849634SQ201210343350
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者徐宏, 陳曉萍, 王慶輝 申請人:德瑞斯博海機(jī)械設(shè)備(大連)有限公司