塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明中采用了頂升數(shù)據(jù)的LED顯示，并且將油缸的伸縮狀態(tài)以動畫的形式同步顯示出來。它包括頂升數(shù)據(jù)的信號采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和報警裝置，所述的信號采集裝置是安裝在頂升系統(tǒng)上的傳感器，其檢測范圍包括：套架導(dǎo)輪輪壓檢測、油缸頂升力檢測和風(fēng)速檢測，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過PLC分析處理，在受力超過極限值時，啟動報警裝置，能夠確保頂升過程的安全性。本發(fā)明將在很大程度上減少頂升事故的發(fā)生，也提高了塔機整體的安全性。
【專利說明】塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塔式起重機【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說是一種塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]塔式起重機的頂升加節(jié)和降塔卸節(jié)過程是事故率發(fā)生比較高的環(huán)節(jié)，在施工現(xiàn)場經(jīng)常會出現(xiàn)由于套架處于非正常狀態(tài)造成頂升力過大使系統(tǒng)處于非正常受力狀態(tài)或由此引起的傾斜和卡死現(xiàn)象而并非人為造成的事故，其主要原因是有時施工現(xiàn)場的風(fēng)壓過大或是頂部產(chǎn)生了過大的不平衡力矩而引起套架傾斜，或者由于結(jié)構(gòu)變形或套架與塔身之間有第三者介入產(chǎn)生阻滯。只有這些問題得到解決，才能確保頂升過程的安全。如今塔式起重機行業(yè)中還沒有與頂升受力相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)，只是靠人為檢查系統(tǒng)的狀態(tài)，其可靠性得不到保證。因此，本系統(tǒng)的研發(fā)將很大程度上減少頂升事故的發(fā)生，也提高了塔機整體的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要提供一種塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)。使塔式起重機在頂升和拆卸過程中具有容錯能力，能夠?qū)崟r反饋頂升受力狀態(tài)，大大降低了事故的發(fā)生率，同時也提高了塔式起重機的整體技術(shù)水平。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括頂升數(shù)據(jù)的信號采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和報警裝置，所述的信號采集裝置是安裝在頂升系統(tǒng)上的傳感器，其檢測范圍包括:套架導(dǎo)輪輪壓檢測、油缸頂升力檢測和風(fēng)速檢測，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過PLC分析處理，在受力超過極限值時，啟動報警裝置，能夠確保頂升過程的安全性。
[0005]所述的套架導(dǎo)輪輪壓檢測是將軸銷傳感器與套架的導(dǎo)輪相連，分別布置在套架前片、側(cè)片和后片，每片上下位置各安裝兩個檢測裝置，通過連接耳板固定在套架主肢上，用來檢測套架頂升時導(dǎo)輪所受壓力的大小。
[0006]所述的油缸頂升力檢測是檢測頂升油缸在頂升和下降時傳遞到油缸頂部的載荷是否正常，將兩個壓力傳感器分別安裝在頂升油缸的進(jìn)油管路和回油管路上，檢測油液的壓力值。
[0007]所述的風(fēng)速檢測是采用風(fēng)速傳感器實時采集風(fēng)速信息。將其布置在套架主肢側(cè)面較高位置處，當(dāng)風(fēng)速超過允許值時則啟動警報器。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)頂升與檢測的同步進(jìn)行，系統(tǒng)中采用軸銷傳感器、壓力傳感器和風(fēng)速傳感器進(jìn)行檢測，將實時頂升狀態(tài)反饋給PLC，從而判斷頂升過程中各部分受力是否正
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[0009]2.本發(fā)明中利用兩個連接耳板將軸銷傳感器與套架的導(dǎo)輪固定在套架主肢上。在側(cè)向?qū)л喪艿剿淼膲毫r，導(dǎo)輪可將力傳遞到傳感器上。
[0010]3.本發(fā)明中考慮到套架頂升時傾斜的方向是不確定的，因此，在套架的每個側(cè)面的上部和下部分別安裝兩個軸銷傳感器，確保在頂升過程中套架每個方向的受力狀態(tài)都能夠檢測出來。
[0011]4.本發(fā)明中利用壓力傳感器檢測頂升油缸進(jìn)出口油壓的大小，間接計算油缸頂升的數(shù)值?？蓪⑻准茼斏^程頂升力的變化情況精確的反映出來。壓力傳感器能夠適應(yīng)環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)場，采用硅壓阻抗傳感器，微型放大器處理電路，具有抗振性和抗沖擊性好、精度高、穩(wěn)定性好等特點。
[0012]5.本發(fā)明中采用了頂升數(shù)據(jù)的LED顯示，并且將油缸的伸縮狀態(tài)以動畫的形式同步顯示出來。
[0013]6.本發(fā)明中將風(fēng)速傳感器安裝在頂升套架的較高位置處，可在套架頂升過程中實時監(jiān)測風(fēng)速大小，檢測值超出極限值則報警提示，實現(xiàn)了頂升與檢測的同步進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明套架傳感器安裝位置總圖。
[0015]圖2為圖1中A-A剖視圖。
[0016]圖3為圖1中套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為圖1中套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置結(jié)構(gòu)主視圖。
[0018]圖5為圖1中套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置結(jié)構(gòu)B-B剖視圖。
[0019]圖6為圖1中風(fēng)速傳感器安裝方式局部放大圖。
[0020]圖7為圖1中壓力傳感器安裝位置示意圖。
[0021]圖8為監(jiān)控系統(tǒng)PLC輸入端接線示意圖。
[0022]圖9為監(jiān)控系統(tǒng)模擬量擴展模塊接線示意圖。
[0023]圖10為監(jiān)控系統(tǒng)控制箱內(nèi)部接線示意圖。
[0024]圖11為監(jiān)控系統(tǒng)PLC輸出端接線示意圖。
[0025]圖12為監(jiān)控系統(tǒng)框圖。
[0026]圖中:
1.套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置，101.軸銷傳感器，102.耳板加強板，103.導(dǎo)輪，104.連接耳板，105.銅套，106.卡板；
2.風(fēng)速檢測裝置，201.法蘭板I，202.法蘭板II，203.板，204.底座，205.風(fēng)速傳感
器；
3.頂升力檢測裝置，301.頂升油缸，302.壓力傳感器，303.油缸進(jìn)油口，304.油缸出油
Π ；
4.PLC輸入端接線示意圖，401.PLC，402.上升按鈕，403.下降按鈕，404.停止按鈕，405.切換開關(guān)，406.消聲按鈕，407.停止指示燈(紅色)；
5.模擬量擴展模塊接線示意圖，501.頂升力監(jiān)測端，502.風(fēng)速監(jiān)測端，503.導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測端，504.EM231擴展模塊，505.EM235擴展模塊；
6.控制箱內(nèi)部接線示意圖，601.斷路器I，602.斷路器II，603.斷路器III，604.24V電源，605.PLC, 606.警報器，607.熔斷器；608.接線端子；7.PLC輸出端接線示意圖，701.電磁閥I，702.油缸上升指示燈(綠)，703.電磁閥II，704.油缸電下降指示燈(紅)，705.警報器，706.接線端子，707.繼電器，708.PLC;
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0028]實施例1:圖1、圖2所示，本發(fā)明包括套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置1、風(fēng)速檢測裝置2和頂升力檢測裝置3。其中檢測導(dǎo)輪輪壓的軸銷傳感器與導(dǎo)輪安裝在一起，分布在套架的前片、側(cè)片和后片上，每片上下個布置兩個軸銷傳感器。風(fēng)速檢測裝置2安放在套架左側(cè)片的主肢角鋼上。如圖7所示，頂升力檢測裝置安裝在油缸進(jìn)油口和出油口處。
[0029]如圖3~圖5所示，所述的套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置I是通過連接耳板104焊接在套架的主肢上。導(dǎo)輪輪壓檢測裝置I安裝時，利用軸銷傳感器101將導(dǎo)輪103固定在兩個焊有耳板加強板102的連接耳板104中間。軸銷傳感器101尾部有卡槽，將卡板106放入卡槽內(nèi)，使用螺栓將其固定。如圖5所示，導(dǎo)輪103內(nèi)置有銅套105，通過螺釘固定在導(dǎo)輪103 上。
[0030]如圖6所示，將法蘭板I 201與H型鋼主肢焊接，板203與法蘭板II 202焊接，底座204與板203焊接，通過螺栓將風(fēng)速傳感器205與底座204連接。
[0031]圖7所示，壓力傳感器302內(nèi)部有螺紋，可將其安裝在頂升油缸301的進(jìn)油口 303和出油口 304處，壓力傳感器302的另一端與油管連接。[0032]圖8所示，1—12號端子用于接收上升按鈕402、下降按鈕403、停止按鈕404、切換開關(guān)405、消聲按鈕406和停止指示燈407信號，PLC401的IM端接24V電源正極。
[0033]圖9所示，本發(fā)明的檢測系統(tǒng)中使用兩種模擬量輸入擴展模塊:EM231擴展模塊505和EM235擴展模塊506。EM231擴展模塊505接收頂升力監(jiān)測端501和風(fēng)速監(jiān)測端502信號，占用30— 36接線端子。EM235接收導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測端503信號，占用55-118號接線端子。
[0034]圖10所示，控制箱由交流220V進(jìn)電，經(jīng)過斷路器I 601保護(hù)后，分別兩路，分別經(jīng)過斷路器II 602和斷路器111603，其中一路接交流220￥轉(zhuǎn)直流2價電源，另外一路分別為PLC605和警報器606供電(均為交流220V)。24V電源的輸出端分別經(jīng)由熔斷器607保護(hù)后連接PLC輸入公共端(1M)、PLC模擬量輸入擴展模塊電源端子(L+，M)、光電開關(guān)，液壓傳感器，風(fēng)速傳感器和PLC輸出公共端(1L)，軸銷傳感器供電端子、觸摸屏供電端子(S+，S—)、外部設(shè)備供電端子。
[0035]圖11所示，PLC708的IL端接24V電源正極，0_4號輸出端分別接5個繼電器707的14號拐角，所有繼電器707的9號、13號拐角均接24V電源負(fù)極，繼電器707的5號拐角連接119-121號端子。頂升液壓系統(tǒng)的電磁閥I 701、電磁閥II 703、上升指示燈702、下降指示燈704和警報器705分別連接對應(yīng)的電源端子和PLC輸出端子。
[0036]本發(fā)明工作過程:
如圖1、圖2所示，將套架導(dǎo)輪輪壓檢測裝置安裝在套架的前片、側(cè)片和后片上。在工作過程中，塔身位于套架的內(nèi)部，距套架的導(dǎo)輪有一定的距離。在頂升時，由于受到上部不平衡力矩的作用，塔身會出現(xiàn)傾斜狀況。若傾斜現(xiàn)象過大時，塔身主肢便會擠壓到套架導(dǎo)輪，導(dǎo)輪受到壓力就會傳遞到軸銷式傳感器上。軸銷式傳感器將檢測到壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過外部電路輸送到PLC中處理，得出檢測壓力值并且與許用值比較。如果檢測數(shù)值超出許用范圍，則報警裝置啟動，同時停止頂升。
[0037]如圖6所示，風(fēng)速傳感器205安裝在套架側(cè)片較高位置處，通過法蘭板固定在側(cè)片套架主肢上。風(fēng)速傳感器為傳統(tǒng)的三風(fēng)杯風(fēng)速傳感器結(jié)構(gòu)，精度高、穩(wěn)定性好，當(dāng)風(fēng)杯受水平風(fēng)力作用而旋轉(zhuǎn)時，通過活軸轉(zhuǎn)杯在狹縫光耦中的轉(zhuǎn)動，輸出頻率的信號。當(dāng)實時風(fēng)速超出頂升工作極限風(fēng)速時，報警裝置啟動，頂升系統(tǒng)停止工作。
[0038]如圖7所示，壓力傳感器302安裝在頂升油缸301的進(jìn)出口管路上，采用檢測液壓回路中壓力的方式間接測量油缸的頂升力。通過計算兩油缸的壓力差得出油缸頂升力，同時油缸301運動的動畫和檢測數(shù)據(jù)都呈現(xiàn)在LED顯示屏上。若頂升力過大或過小，都不能進(jìn)行工作。
【權(quán)利要求】
1.一種塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括頂升數(shù)據(jù)的信號采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和報警裝置，所述的信號采集裝置是安裝在頂升系統(tǒng)上的傳感器，其檢測范圍包括:套架導(dǎo)輪輪壓檢測、油缸頂升力檢測和風(fēng)速檢測，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過PLC分析處理，在受力超過極限值時，啟動報警裝置，能夠確保頂升過程的安全性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的套架導(dǎo)輪輪壓檢測是將軸銷傳感器與套架的導(dǎo)輪相連，分別布置在套架前片、側(cè)片和后片，每片上下位置各安裝兩個檢測裝置，通過連接耳板固定在套架主肢上，用來檢測套架頂升時導(dǎo)輪所受壓力的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的油缸頂升力檢測是檢測頂升油缸在頂升和下降時傳遞到油缸頂部的載荷是否正常，將兩個壓力傳感器分別安裝在頂升油缸的進(jìn)油管路和回油管路上，檢測油液的壓力值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述塔式起重機頂升系統(tǒng)受力狀態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)速檢測是采用風(fēng)速傳感器實時采集風(fēng)速信息，將其布置在套架主肢側(cè)面較高位置處，當(dāng)風(fēng)速超過允許值時則啟動警報器。
【文檔編號】B66C23/88GK103738868SQ201310691158
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】李斌, 陶鑫, 劉劍, 張巖, 谷夢華 申請人:沈陽建筑大學(xué)