起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，尤其是適用于橋式起重機(jī)既可以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)高精度稱重計(jì)量、自動(dòng)三維定位吊點(diǎn)位置實(shí)時(shí)跟蹤，又可以實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)自動(dòng)運(yùn)行參數(shù)記錄、運(yùn)行狀態(tài)跟蹤、安全監(jiān)控的系統(tǒng)裝置，其包括傳感器、顯示控制儀表、I/O采集卡、串口集線器、智能顯示終端、遠(yuǎn)程傳輸模塊；所述傳感器主要用來(lái)采集各種模擬信號(hào)和脈沖信號(hào)，包括稱重傳感器、位置傳感器和測(cè)速傳感器，所述顯示控制儀表用來(lái)獲取各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括稱重顯示控制儀表、行程顯示控制儀表和高度顯示控制儀表。本實(shí)用新型公開(kāi)的起重機(jī)自動(dòng)定位及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠集成稱重計(jì)量、自動(dòng)定位和安全監(jiān)控管理的功能。
【專利說(shuō)明】
起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型實(shí)施例涉及智能化儀器儀表及安全測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]起重機(jī)械作為制造業(yè)中重要的特種設(shè)備，在各行業(yè)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，尤其是橋式起重機(jī)，在諸如冶金、物流、化工、港口等領(lǐng)域最為普及。
[0003]根據(jù)自動(dòng)化程度，橋式起重機(jī)可以分為普通、半自動(dòng)和全自動(dòng)三大類:①普通橋式起重機(jī)，一般都設(shè)有司機(jī)室，起重機(jī)的操作通過(guò)地面指揮人員使用對(duì)講機(jī)或叫嘴加手勢(shì)向司機(jī)發(fā)布調(diào)運(yùn)命令，司機(jī)再操作設(shè)備(聯(lián)動(dòng)臺(tái))進(jìn)行工作。其使用存在諸多局限性，以冶金乳鋼廠為例，在垛位比較密集、堆放物形狀基本一樣的場(chǎng)合，從十多米高的駕駛室靠人工和垛位標(biāo)記去準(zhǔn)確判斷位置是很難完全不出錯(cuò)的，尤其是又有保溫坑煙霧干擾，位置判斷慢，吊運(yùn)效率比較低，容易發(fā)生吊錯(cuò)的情況;而且，地面指揮人員的存在始終是一個(gè)安全隱患。目前國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)都使用的恰恰就是這類普通橋式起重機(jī);②半自動(dòng)橋式起重機(jī)，通常指裝有自動(dòng)定位系統(tǒng)(位置跟蹤系統(tǒng))的橋式起重機(jī)，其特點(diǎn)是司機(jī)室有操作工，地面無(wú)操作指揮人員，司機(jī)只需要根據(jù)駕駛室畫面的位置指示操縱橋式起重機(jī)，就可以完成所有吊運(yùn)和與ERP信息交互的動(dòng)作，其優(yōu)點(diǎn)是工作效率大大提高，且完全沒(méi)有安全隱患，不受環(huán)境煙霧等的干擾，有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)還可以使橋式起重機(jī)運(yùn)行路徑最優(yōu)。半自動(dòng)橋式起重機(jī)在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的大型工礦企業(yè)等場(chǎng)合廣泛使用。③全自動(dòng)橋式起重機(jī)，即所謂的無(wú)人值守起重機(jī)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是無(wú)人駕駛、自動(dòng)起吊和卸貨、橋式起重機(jī)的運(yùn)行由PLC自動(dòng)控制、橋式起重機(jī)運(yùn)行路徑相對(duì)最優(yōu)、地面無(wú)操作指揮人員。全自動(dòng)橋式起重機(jī)配備有位置跟蹤系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。全自動(dòng)無(wú)人值守起重機(jī)因改造技術(shù)難度大，投資巨大，尚未進(jìn)入廣泛使用階段。
[0004]隨著中國(guó)制造2025強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的推出，制造業(yè)信息化、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能制造在裝備制造領(lǐng)域正蓬勃發(fā)展，起重機(jī)械行業(yè)也面臨著重大的發(fā)展機(jī)遇。為此，將普通橋式起重機(jī)通過(guò)技術(shù)升級(jí)改造為半自動(dòng)橋式起重機(jī)，提高自動(dòng)化程度，適應(yīng)智能制造，這無(wú)疑是一條切實(shí)可行的路徑。
[0005]目前，橋式起重機(jī)在技術(shù)水平和功能實(shí)現(xiàn)上普遍存在如下現(xiàn)狀:
[0006]第一，稱重計(jì)量裝置缺失或功能受限。根據(jù)生產(chǎn)工藝需要和安全管理需要，起重機(jī)械對(duì)吊運(yùn)物料應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確稱重計(jì)量，為此，起重機(jī)械應(yīng)該安裝有電子秤。實(shí)際情況是:很大一部分起重機(jī)械都未安裝電子秤；即使許多起重機(jī)械安裝了電子秤，出于降低投入成本考慮，也是采用模擬傳感器加普通稱重儀表的模式，或者采用簡(jiǎn)易秤體結(jié)構(gòu)，或者采用有線數(shù)傳方式。這難以適應(yīng)企業(yè)對(duì)物流精確計(jì)量管理的需要。
[0007]第二，自動(dòng)定位裝置缺失或功能受限。提高起重機(jī)作業(yè)效能和自動(dòng)化水平的前提是實(shí)時(shí)跟蹤和掌握橋式起重機(jī)吊點(diǎn)的空間位置，通常需要增加吊鉤三維定位裝置以實(shí)時(shí)檢獲大車行程、小車行程和吊鉤起升高度/下沉深度;通過(guò)綜合考慮起重機(jī)的管理和功能要求(如上料、倒庫(kù)和卸料等)，以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)智能導(dǎo)航、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集以及計(jì)算機(jī)無(wú)線通信，從而將普通起重機(jī)升級(jí)為半自動(dòng)起重機(jī)。常見(jiàn)的橋式起重機(jī)定位方式包括:①激光定位:利用激光傳輸時(shí)間來(lái)測(cè)量距離的基本原理即通過(guò)測(cè)量激光往返目標(biāo)所需時(shí)間來(lái)確定目標(biāo)距離，是一種連續(xù)非接觸位置檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高;缺點(diǎn)是測(cè)距相對(duì)短，安裝調(diào)試麻煩，壽命短，維護(hù)成本高，抗污染能力差。②旋轉(zhuǎn)編碼器定位:通過(guò)安裝在車輪上的旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)機(jī)車的位置，是一種相對(duì)定位的接觸工作方式。優(yōu)點(diǎn)是成本低，測(cè)距長(zhǎng);缺點(diǎn)是車輪打滑，定位不精確，維護(hù)工作量大，使用一段時(shí)間后就要重新改造機(jī)械結(jié)構(gòu)，適合用在非接觸位移檢測(cè)的位置，比如橋式起重機(jī)的吊鉤同步高度檢測(cè)。③RFID射頻定位:利用RFID的非接觸感應(yīng)原理，通過(guò)讀卡器將埋設(shè)的無(wú)源射頻標(biāo)簽內(nèi)預(yù)先寫入的位置信息自動(dòng)讀取出來(lái)，缺點(diǎn)是非連續(xù)檢測(cè)，定位精度需要通過(guò)加大標(biāo)簽布排密度來(lái)改善;優(yōu)點(diǎn)是安裝便捷、免維護(hù)、工作可靠、壽命長(zhǎng)，采用斷續(xù)檢測(cè)尤其適用于軌道不平整的大車或環(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械位移檢測(cè)，防水、防油、防塵、耐酸堿、壽命長(zhǎng)，采用非接觸工作方式無(wú)滑脫和磨損等故障，通過(guò)電磁耦合來(lái)進(jìn)行通信、不受環(huán)境條件限制、接收靈敏度高。實(shí)際情況是，目前的橋式起重機(jī)鮮有安裝自動(dòng)定位系統(tǒng)裝置的，這難以適應(yīng)企業(yè)信息化管理和智能制造的發(fā)展需要。
[0008]第三，安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的缺失。橋式起重機(jī)作為特種設(shè)備，確保其安全可靠運(yùn)行始終是安全生產(chǎn)管理的重點(diǎn)，根據(jù)GB/T28264-2012標(biāo)準(zhǔn)要求，大噸位(通常為75t及以上)橋式起重機(jī)必須安裝有安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋式起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)(包括起重量、運(yùn)行行程、起升高度\下降深度、同一或不同一軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)安全距離、操作指令、工作時(shí)間、每次工作時(shí)間、每次工作循環(huán)、起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、門限位、聯(lián)鎖保護(hù)、工況設(shè)置狀態(tài)、吊點(diǎn)工作視頻場(chǎng)景等)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不安全因素和故障進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，輔助駕駛?cè)藛T的操控；通過(guò)對(duì)關(guān)鍵的狀態(tài)實(shí)時(shí)記錄結(jié)合視頻監(jiān)控記錄，實(shí)現(xiàn)事后回放、追溯導(dǎo)致事故的原因等;通過(guò)對(duì)起重機(jī)自檢和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，對(duì)起重機(jī)的安全性能進(jìn)行有效評(píng)估，發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)排查、規(guī)范操作等。實(shí)際情況是，加裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)需要大大增加企業(yè)安全方面的資金投入，加之針對(duì)橋式起重機(jī)應(yīng)該安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的政策要求還未強(qiáng)制執(zhí)行，企業(yè)往往消極應(yīng)對(duì)不予重視，隨著國(guó)家對(duì)安全和環(huán)保更為嚴(yán)格的要求出臺(tái)，沒(méi)有安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的橋式起重機(jī)將無(wú)法獲得檢驗(yàn)合格報(bào)告，不能投入使用。
[0009]第四，因管理職能分工不同和產(chǎn)品歸屬領(lǐng)域不同導(dǎo)致稱重計(jì)量、自動(dòng)定位和安全監(jiān)控的設(shè)備系統(tǒng)分立。橋式起重機(jī)作為物料吊運(yùn)承載的主要設(shè)備，出于準(zhǔn)確稱重計(jì)量的要求，通常需要安裝電子天車秤，屬于儀表領(lǐng)域，由電子秤儀表生產(chǎn)廠家提供，由使用單位的計(jì)量部門進(jìn)行監(jiān)管，側(cè)重的是稱重計(jì)量精度;橋式起重機(jī)作為生產(chǎn)和物流的主要設(shè)備，出于自動(dòng)化管理和智能制造的需要，通常需要安裝自動(dòng)定位裝置和吊鉤位置跟蹤系統(tǒng)，屬于自動(dòng)化領(lǐng)域，由自動(dòng)化設(shè)備制造商服務(wù)商提供，由使用單位的設(shè)備管理部門和自動(dòng)化部門進(jìn)行監(jiān)管，側(cè)重的是自動(dòng)化程度的提高和可靠實(shí)現(xiàn);橋式起重機(jī)還作為國(guó)家重點(diǎn)監(jiān)管的特種設(shè)備，出于安全管理的需要，必須安裝起重量限制器，對(duì)于75噸以上的大型橋式起重機(jī)必須安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，屬于安全領(lǐng)域，由安全產(chǎn)品和安全系統(tǒng)制造商提供，由使用單位的安全部門進(jìn)行監(jiān)管，側(cè)重的是安全監(jiān)控和管理。實(shí)際上，稱重計(jì)量、自動(dòng)定位和安全監(jiān)控的設(shè)備系統(tǒng)分立導(dǎo)致了使用單位重復(fù)投資增加、維護(hù)成本增大、管理難度增大。
[0010]為解決目前的橋式起重機(jī)因稱重計(jì)量裝置、自動(dòng)定位裝置以及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)缺失或功能受限而導(dǎo)致的自動(dòng)化程度低、難以適應(yīng)制造業(yè)信息化和智能制造以及安全生產(chǎn)管理的缺陷，也為改變目前的橋式起重機(jī)因稱重計(jì)量、自動(dòng)定位和安全監(jiān)控的設(shè)備系統(tǒng)分立而導(dǎo)致的重復(fù)投資增加、維護(hù)成本增大、管理難度增大的現(xiàn)狀，確有必要提供一種起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，以集成稱重計(jì)量、自動(dòng)定位和安全監(jiān)控管理的功能。
[0012]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0013]傳感器，所述傳感器包括稱重傳感器、位置傳感器及測(cè)速傳感器，用于采集各種模擬信號(hào)及脈沖信號(hào)；
[0014]顯示控制儀表，與所述傳感器相連接，用于獲取各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并顯示、輸出；
[0015]輸入/輸出I/O采集卡，與所述顯示控制儀表相連接，用于所述起重機(jī)的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集及處理；
[0016]智能顯示終端，通過(guò)所述I/O采集卡與所述顯示控制儀表連接，用于向所述顯示控制儀表請(qǐng)求參數(shù)信息，并將請(qǐng)求到的所述參數(shù)信息進(jìn)行顯示。
[0017]可選的，所述傳感器包括稱重傳感器、位置傳感器和測(cè)速傳感器;所述的稱重傳感器為電阻應(yīng)變式，采用數(shù)字稱重傳感器或模擬稱重傳感器，用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)起重機(jī)起吊物料的負(fù)荷;所述位置傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器、高頻RFID標(biāo)簽或激光測(cè)距位移傳感器，用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)大車位移行程及小車位移行程;所述測(cè)速傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器，用來(lái)檢測(cè)吊鉤的起升高度\下降深度。
[0018]可選的，所述的顯示控制儀表用來(lái)獲取各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括稱重顯示控制儀表、行程顯示控制儀表和高度顯示控制儀表;所述稱重顯示控制儀表包括主起升稱重儀表和副起升稱重儀表，分別用來(lái)接入主起升稱重傳感器和副起升稱重傳感器感測(cè)的負(fù)荷經(jīng)處理后將主起升重量和副起升重量實(shí)時(shí)顯示、輸出，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確稱重計(jì)量;所述行程顯示控制儀表包括大車行程儀表和小車行程儀表，分別用來(lái)接入大車位置傳感器和小車位置傳感器感測(cè)的位置信號(hào)經(jīng)處理后將起重機(jī)大車位置和小車位置實(shí)時(shí)顯示、輸出，以實(shí)現(xiàn)吊點(diǎn)在水平方向X軸和垂直方向Y軸的二維自動(dòng)定位;所述高度顯示控制儀表包括主起升高度儀表和副起升高度儀表，分別用來(lái)接入處理主起升旋轉(zhuǎn)編碼器和副起升旋轉(zhuǎn)編碼器的角位移信號(hào)經(jīng)處理后將起重機(jī)主起升和副起升的吊點(diǎn)高度實(shí)時(shí)顯示、輸出，以實(shí)現(xiàn)吊點(diǎn)在垂直方向Y軸的自動(dòng)定位。
[0019]可選的，所述I/O采集卡集成多路開(kāi)關(guān)量輸入電路、多路開(kāi)關(guān)量輸出電路和RS485通訊接口電路，開(kāi)關(guān)量輸入電路用來(lái)采集起重機(jī)大車行程限位、小車行程限位、門限位、起升高度\下降深度限位、起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián)鎖狀態(tài)等信號(hào);開(kāi)關(guān)量輸出電路用于有關(guān)報(bào)警及控制輸出；RS485通訊接口電路用于將采集的所有開(kāi)關(guān)量輸入實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)和開(kāi)關(guān)量輸出實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)打包后經(jīng)由所述的串口集線器傳送給所述的智能顯示終端O
[0020]可選的，所述智能顯示終端采用觸摸屏儀表，為整個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，可以實(shí)時(shí)顯示起重機(jī)主起升重量、副起升重量、大車行程、小車行程、主起升高度、副起升高度、大車運(yùn)行速度、小車運(yùn)行速度、主起升速度、副起升速度等信息，可以實(shí)時(shí)顯示起重機(jī)大車行程限位、小車行程限位、門限位、起升高度\下降深度限位、起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián)鎖狀態(tài)等信息，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起重機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)駕駛輔助、監(jiān)控報(bào)警、應(yīng)急控制、關(guān)鍵部位自檢、數(shù)據(jù)記錄(黑匣子)、數(shù)據(jù)報(bào)表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程通訊服務(wù)。
[0021]可選的，所述的遠(yuǎn)程傳輸模塊根據(jù)通訊組網(wǎng)的實(shí)際需要，選用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)、GPRS模塊或WIFI適配器，用來(lái)將所述的智能顯示終端采集處理的全部有效數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線方式傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
[0022]可選的，所述的智能顯示終端采用RS485總線方式經(jīng)由所述串口集線器與所述顯示控制儀表連接，作為主機(jī)的智能顯示終端與作為從機(jī)的顯示控制儀表采用主從方式多機(jī)通訊，所述智能顯示終端在極短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)串口 RS485向顯示控制儀表發(fā)送一條讀取相應(yīng)參數(shù)的指令，所述顯示控制儀表接到命令后，立刻將本儀表的相應(yīng)參數(shù)信息通過(guò)串口RS485發(fā)送給智能顯示終端，智能顯示終端再將剛接收到的相應(yīng)參數(shù)信息后進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；當(dāng)所述顯示控制儀表參數(shù)被修改時(shí)會(huì)向所述智能顯示終端發(fā)出請(qǐng)求，所述智能顯示終端響應(yīng)該請(qǐng)求并將所述顯示控制儀表所修改的信息及時(shí)間記錄保存，對(duì)于參數(shù)的非法修改能夠自動(dòng)偵測(cè)和報(bào)警提示，以實(shí)現(xiàn)有效的防作弊功能。
[0023]可選的，所述的稱重傳感器采用帶有抗干擾能力強(qiáng)和適于信號(hào)遠(yuǎn)傳的RS485通訊接口的數(shù)字式稱重傳感器。
[0024]可選的，所述的位置傳感器采用RFID射頻定位方式，其組成包括系列標(biāo)簽和讀卡器，采用基于IS015693協(xié)議并適合惡劣工況的抗金屬標(biāo)簽與調(diào)節(jié)支架、強(qiáng)力磁鐵組合成一體，方便移動(dòng)標(biāo)簽與讀卡器對(duì)位和距離調(diào)整，根據(jù)定位精度要求，預(yù)先寫入位置編碼的標(biāo)簽按照位置編碼由小到大的順序等距離布排。
[0025]可選的，所述的稱重顯示控制儀表采用數(shù)字稱重儀表，擬設(shè)計(jì)的接口電路和軟件能夠同時(shí)滿足起重量限制器超載報(bào)警安全控制的功能要求以及通過(guò)卷筒鋼絲繩重量自動(dòng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)電子秤準(zhǔn)確稱重計(jì)量的功能要求。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0027]1.本實(shí)用新型的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，集成并融合稱重計(jì)量、自動(dòng)定位和安全監(jiān)控管理功能于一體，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在起重機(jī)械上的具體應(yīng)用，是工業(yè)測(cè)控、數(shù)據(jù)采集和物流管理的有效手段，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能庫(kù)區(qū)管理系統(tǒng)和智能制造提供了可靠技術(shù)保障。
[0028]2.本實(shí)用新型的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，提供了一種企業(yè)自動(dòng)化升級(jí)改造的解決方案，有利于促進(jìn)生產(chǎn)的精細(xì)化管理、設(shè)備的安全管理和控制、現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，極大促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)管理水平提升。
[0029]3.本實(shí)用新型的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特有的通訊方式能夠有效防作弊，其特有的專家分析系統(tǒng)可幫助用戶對(duì)起重機(jī)設(shè)備的安全性進(jìn)行有效的評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除可能的安全隱患，有利于預(yù)防各類事故發(fā)生，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。
[0030]4.本實(shí)用新型的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，具有技術(shù)先進(jìn)、智能化高、成本低廉、易于實(shí)施、安裝維護(hù)方便、實(shí)用性強(qiáng)、安全可靠等諸多優(yōu)勢(shì)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0031]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0032]圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2是本實(shí)用新型的基于RFID定位方式的位置傳感器組成結(jié)構(gòu)框圖。
[0034]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0035]在圖1中，傳感器I，顯示控制儀表2，I/O采集卡3，串口集線器4，智能顯示終端5，遠(yuǎn)程傳輸模塊6。
[0036]在圖1中，主起升稱重傳感器1.1、副起升稱重傳感器1.2、大車位置傳感器1.3、小車位置傳感器I.4、主起升高度傳感器1.5、副起升高度傳感器1.6;主起升稱重儀表2.1、副起升稱重儀表2.2、大車行程儀表2.3、小車行程儀表2.4、主起升高度儀表2.5、副起升高度儀表2.6。
[0037]在圖2中，標(biāo)簽1.3.1，調(diào)節(jié)支架1.3.2，強(qiáng)力磁鐵1.3.3，讀卡器1.3.4。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0039]第一實(shí)施例
[0040]本優(yōu)選實(shí)施例提供一種用于鋼廠乳鋼車間的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
[0041 ] 如圖1所示，該起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)包括主起升稱重傳感器1.1、副起升稱重傳感器I.2、大車位置傳感器1.3、小車位置傳感器1.4、主起升高度傳感器1.5、副起升高度傳感器1.6;主起升稱重儀表2.1、副起升稱重儀表2.2、大車行程儀表2.3、小車行程儀表2.4、主起升高度儀表2.5、副起升高度儀表2.6。其中，主起升稱重傳感器1.1安裝在主起升定滑輪軸兩端，采用模擬稱重傳感器，通過(guò)四芯屏蔽信號(hào)電纜與主起升稱重儀表2.1連接;副起升稱重傳感器1.2安裝在副起升定滑輪軸兩端，采用模擬稱重傳感器，通過(guò)四芯屏蔽信號(hào)電纜與副起升稱重儀表2.2連接;大車位置傳感器1.3采用多圈絕對(duì)值編碼器，安裝在與大車連接的計(jì)程輪上，該計(jì)程輪可以采取與大車軌道直接接觸隨大車行走的安裝方式，也可以采取與大車從動(dòng)輪通過(guò)摩擦傳動(dòng)的安裝方式，通過(guò)六芯屏蔽信號(hào)電纜與大車行程儀表2.3連接;小車位置傳感器1.4采用多圈絕對(duì)值編碼器，安裝在與小車連接的計(jì)程輪上，該計(jì)程輪可以采取與小車軌道直接接觸隨小車行走的安裝方式，也可以采取與小車從動(dòng)輪通過(guò)摩擦傳動(dòng)的安裝方式，通過(guò)六芯屏蔽信號(hào)電纜與小車行程儀表2.4連接;主起升高度傳感器1.5采用多圈絕對(duì)值編碼器，安裝在主起升卷筒輸出軸上，通過(guò)六芯屏蔽信號(hào)電纜與主起升高度儀表2.5連接;副起升高度傳感器1.6采用多圈絕對(duì)值編碼器，安裝在副起升卷筒輸出軸上，通過(guò)六芯屏蔽信號(hào)電纜與副起升高度儀表2.6連接;起重機(jī)大車行程限位、小車行程限位、門限位、起升高度\下降深度限位、起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián)鎖狀態(tài)等信號(hào)通過(guò)屏蔽雙絞線與I/O采集卡3連接;主起升稱重儀表2.1、副起升稱重儀表2.2、大車行程儀表2.3、小車行程儀表2.4、主起升高度儀表2.5、副起升高度儀表2.6以及I/O采集卡3均通過(guò)屏蔽雙絞線與串口集線器4連接;串口集線器4通過(guò)屏蔽雙絞線與智能顯示終端5連接；智能顯示終端5通過(guò)屏蔽雙絞線與GPRS遠(yuǎn)程傳輸模塊6連接。主起升稱重儀表2.1、副起升稱重儀表2.2、大車行程儀表2.3、小車行程儀表2.4、主起升高度儀表2.5、副起升高度儀表2.6以及I/O采集卡3、串口集線器4智能顯示終端5、遠(yuǎn)程傳輸模塊6集中安裝在駕駛室儀表柜內(nèi)，儀表柜內(nèi)置穩(wěn)壓電源，其中智能顯示終端5采用面板嵌式安裝，方便起重機(jī)操作人員察看和監(jiān)控。
[0042]本優(yōu)選方案系統(tǒng)定位精度可達(dá)到5_。
[0043]第二實(shí)施例
[0044]本優(yōu)選實(shí)施例提供一種用于煉鋼廠轉(zhuǎn)爐車間的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其系統(tǒng)構(gòu)成與工作機(jī)理與優(yōu)選實(shí)施例一基本相同，不同之處在于稱重傳感器的選用和位置傳感器的選用:如圖1和圖2所示，主起升稱重傳感器1.1采用數(shù)字稱重傳感器，通過(guò)四芯屏蔽信號(hào)電纜與主起升稱重儀表2.1連接;副起升稱重傳感器1.2采用數(shù)字稱重傳感器，通過(guò)四芯屏蔽信號(hào)電纜與副起升稱重儀表2.2連接;大車位置傳感器1.3和小車位置傳感器1.4都采用RFID射頻定位方式，由系列標(biāo)簽和讀卡器組成，系列標(biāo)簽平行鋪設(shè)在與大車和小車運(yùn)行方向相同的單側(cè)軌道旁，讀卡器安裝在大車和小車端面與標(biāo)簽尺正對(duì)，讀卡器通過(guò)非接觸方式感應(yīng)獲取標(biāo)簽尺位置信息，大車上的讀卡器通過(guò)四芯屏蔽信號(hào)電纜與大車行程儀表2.3連接，小車上的讀卡器通過(guò)四芯屏蔽信號(hào)電纜與小車行程儀表2.4連接。
[0045]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖2所示，采用RFID射頻定位方式的位置傳感器組成包括標(biāo)簽1.3.1、調(diào)節(jié)支架1.3.2、強(qiáng)力磁鐵1.3.3和讀卡器1.3.4，標(biāo)簽1.3.1通過(guò)與高度可調(diào)的調(diào)節(jié)支架I.3.2頂端連接而強(qiáng)力磁鐵1.3.3與調(diào)節(jié)支架1.3.2底端連接固定形成一體，靠磁力吸附在大車或小車運(yùn)行軌道安裝基礎(chǔ)鋼板上，可以方便調(diào)節(jié)標(biāo)簽I.3.1與讀卡器1.3.4之間感應(yīng)讀取距離，免除了現(xiàn)場(chǎng)需要焊接施工以及現(xiàn)場(chǎng)因軌道不平直而導(dǎo)致難以調(diào)試的麻煩；讀卡器1.3.4安裝在與標(biāo)簽正對(duì)的大車或小車端面合適位置。為確保定位可靠，標(biāo)簽1.3.1采用基于IS015693協(xié)議并適合惡劣工況的抗金屬標(biāo)簽，標(biāo)簽預(yù)先寫入位置編碼，讀卡器1.3.4采用中遠(yuǎn)距離工業(yè)級(jí)讀卡器，讀卡器1.3.4與標(biāo)簽1.3.1非接觸感應(yīng)可靠讀取距離1cm?30cm。為滿足定位精度要求，根據(jù)大車軌道長(zhǎng)度或小車軌道長(zhǎng)度可酌情采用系列標(biāo)簽1.3.1并按照位置編碼由小到大的順序等距離布排組成標(biāo)簽尺，每?jī)蓚€(gè)標(biāo)簽1.3.1之間的距離滿足定位精度要求即可，通常在0.1m?1.0m范圍均可，對(duì)于煉鋼廠轉(zhuǎn)爐車間定位精度
0.5m足以。
[0046]本優(yōu)選實(shí)施例相比較上述優(yōu)選實(shí)施例一的優(yōu)勢(shì):第一，采用全數(shù)字電子秤確保稱重計(jì)量精度更高、稱量更加穩(wěn)定可靠;第二，定位更加可靠，免維護(hù)，投資成本和維護(hù)成本低，雖然起重機(jī)大車和小車的定位精度難以達(dá)到優(yōu)選實(shí)施例一的毫米級(jí)，但是本優(yōu)選實(shí)施例完全能夠滿足絕大多數(shù)起重機(jī)的定位精度要求，克服了優(yōu)選實(shí)施例一采用編碼器定位方式存在的投資成本高、定位不可靠而且需要經(jīng)常更換維護(hù)計(jì)程輪的缺陷。
[0047]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 傳感器，所述傳感器包括稱重傳感器、位置傳感器及測(cè)速傳感器，用于采集各種模擬信號(hào)及脈沖信號(hào)； 顯示控制儀表，與所述傳感器相連接，用于獲取各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并顯示、輸出； I/O采集卡，與所述顯示控制儀表相連接，用于所述起重機(jī)的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)采集及處理； 智能顯示終端，通過(guò)所述I/O采集卡與所述顯示控制儀表連接，用于向所述顯示控制儀表請(qǐng)求參數(shù)信息，并將請(qǐng)求到的所述參數(shù)信息進(jìn)行顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括稱重傳感器、位置傳感器和測(cè)速傳感器;所述的稱重傳感器為電阻應(yīng)變式，采用數(shù)字稱重傳感器或模擬稱重傳感器，用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)起重機(jī)起吊物料的負(fù)荷;所述位置傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器、高頻RFID標(biāo)簽或激光測(cè)距位移傳感器，用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)大車位移行程及小車位移行程;所述測(cè)速傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器，用來(lái)檢測(cè)吊鉤的起升高度\下降深度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的顯示控制儀表用來(lái)獲取各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括稱重顯示控制儀表、行程顯示控制儀表和高度顯示控制儀表;所述稱重顯示控制儀表包括主起升稱重儀表和副起升稱重儀表，分別用來(lái)接入主起升稱重傳感器和副起升稱重傳感器感測(cè)的負(fù)荷經(jīng)處理后將主起升重量和副起升重量實(shí)時(shí)顯示、輸出，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確稱重計(jì)量;所述行程顯示控制儀表包括大車行程儀表和小車行程儀表，分別用來(lái)接入大車位置傳感器和小車位置傳感器感測(cè)的位置信號(hào)經(jīng)處理后將起重機(jī)大車位置和小車位置實(shí)時(shí)顯示、輸出，以實(shí)現(xiàn)吊點(diǎn)在水平方向X軸和垂直方向Y軸的二維自動(dòng)定位;所述高度顯示控制儀表包括主起升高度儀表和副起升高度儀表，分別用來(lái)接入處理主起升旋轉(zhuǎn)編碼器和副起升旋轉(zhuǎn)編碼器的角位移信號(hào)經(jīng)處理后將起重機(jī)主起升和副起升的吊點(diǎn)高度實(shí)時(shí)顯示、輸出，以實(shí)現(xiàn)吊點(diǎn)在垂直方向Y軸的自動(dòng)定位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述I/O采集卡集成多路開(kāi)關(guān)量輸入電路、多路開(kāi)關(guān)量輸出電路和RS485通訊接口電路，開(kāi)關(guān)量輸入電路用來(lái)采集起重機(jī)大車行程限位、小車行程限位、門限位、起升高度\下降深度限位、起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián)鎖狀態(tài)等信號(hào);開(kāi)關(guān)量輸出電路用于有關(guān)報(bào)警及控制輸出；RS485通訊接口電路用于將采集的所有開(kāi)關(guān)量輸入實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)和開(kāi)關(guān)量輸出實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)打包后經(jīng)由串口集線器傳送給所述的智能顯示終端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述智能顯示終端采用觸摸屏儀表，為整個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，能夠?qū)崟r(shí)顯示起重機(jī)主起升重量、副起升重量、大車行程、小車行程、主起升高度、副起升高度、大車運(yùn)行速度、小車運(yùn)行速度、主起升速度、副起升速度等信息，能夠?qū)崟r(shí)顯示起重機(jī)大車行程限位、小車行程限位、門限位、起升高度\下降深度限位、起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián)鎖狀態(tài)等信息，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起重機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)駕駛輔助、監(jiān)控報(bào)警、應(yīng)急控制、關(guān)鍵部位自檢、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)報(bào)表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程通訊服務(wù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)還包括:遠(yuǎn)程傳輸模塊，其根據(jù)通訊組網(wǎng)的實(shí)際需要，選用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)、GPRS模塊或WIFI適配器，用來(lái)將所述的智能顯示終端采集處理的全部有效數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線方式傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能顯示終端采用RS485總線方式經(jīng)由串口集線器與所述顯示控制儀表連接，作為主機(jī)的智能顯示終端與作為從機(jī)的顯示控制儀表采用主從方式多機(jī)通訊。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的稱重傳感器采用帶有抗干擾能力強(qiáng)和適于信號(hào)遠(yuǎn)傳的RS485通訊接口的數(shù)字式稱重傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機(jī)自動(dòng)定位稱重及安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置傳感器采用RFID射頻定位方式，其組成包括系列標(biāo)簽和讀卡器，采用基于IS015693協(xié)議并適合惡劣工況的抗金屬標(biāo)簽與調(diào)節(jié)支架、強(qiáng)力磁鐵組合成一體，方便移動(dòng)標(biāo)簽與讀卡器對(duì)位和距離調(diào)整，根據(jù)定位精度要求，預(yù)先寫入位置編碼的標(biāo)簽按照位置編碼由小到大的順序等距離布排。
【文檔編號(hào)】B66C13/16GK205676026SQ201620357689
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日 公開(kāi)號(hào)201620357689.8, CN 201620357689, CN 205676026 U, CN 205676026U, CN-U-205676026, CN201620357689, CN201620357689.8, CN205676026 U, CN205676026U
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