防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置，其中所述的监控装置包括至少一个速度／位置传感器和计算机芯片智能装置中的加速度估计单元、摩擦补偿单元、自由下滑确认单元和系统故障报警／制动信号输出单元，速度／位置传感器安装于起吊物电机的传动单元上，并将起吊物的速度／位置信号传送至加速度估计单元，该加速度估计单元通过所述的摩擦补偿单元与所述的自由下滑确认单元相连接，该自由下滑确认单元将确认的监控结果信号传送至所述的系统故障报警／制动信号输出单元。采用该种结构的监控装置，可以有效地进行制动；同时该监控装置对起吊物自由下滑的状态判断准确，设备维护的成本较低，适用的范围较为广泛。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及起重吊装领域，特别涉及起重吊装设备的电控领域，具体是指一种防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置。
技术介绍
在日常生活中，起重吊装是常用的甚至是不可替代的搬运手段，特别是起吊大型物体。毋庸置疑，起吊过程的安全、可靠、一直是人们最为关心的问题。在起重吊装中，起吊物在起吊时往往会出现自由下滑。这是因为，起吊前，由于起吊物自重，在停止状态，起重机通常采用机械抱闸的方式制动起吊物。当起吊时，起重机必须开启机械抱闸，已保证起吊物可以自由运动，但由于起吊物的自重，开启机械抱闸后，起吊物会出现自由下滑现象，因此，开启机械抱闸同时必须施加一定的提升力，以克服起吊物的自重。通常由于克服起吊物自重的提升力很难精确地(与提升力一致)、实时地(与机械开闸同时)给出，因此起吊物在起吊时往往会出现控制不好的问题，不是堵转(起吊的提升力早于机械开闸)、就是溜钩(自由下滑)，更为严重的是，当起重机存在某种故障不能正常出力时，起重机开启机械抱闸，造成起重物自由下滑。由于起重物自由下滑状态判定不易，目前还没有有效的装置可以及时无误的发出正确的报警制动信号。传统的解决方法是人们通常只是间接地通过起重物自由下滑达到相当长的时间后引起起重物的运动速度很大，通过监测超速(超速开关或超速电压)来监控制动信号，物体运动达到很高的速度时，可使得超速开关达到超速极限引起开关动作，或电动机反电势达到很大引起过压时，系统才启动报警制动动作。传统的方法严格地讲是速度监控系统，由于此时的物体运动达到很高的速度，制动的代价往往是很大的，会对电气和机械系统带来很大的冲击。这是由于运动物体的制动停止能量与物体的运动速度平方成正比，因此，物体运动速度低时，其安全制动停止的能量较小；运动速度高时，其安全制动停止的能量很大，往往会对机械系统冲击很大，甚至于超过机械制动能力，从而导致制动失败。制动能量大，还会引起机械疲劳，机械磨损，故障增加，维护成本提高等问题。因此现有的过速保护用来检测起重物自由下滑状态是有效性和及时性都不理想，它本身也不是真正意义上的起重物自由下滑状态的传感器。
技术实现思路
本技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种起吊物状态判断准确、监控灵敏度较高、制动时机合理、造成的机械冲击小、维护成本较低、适用面较广的防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置。为了实现上述的目的，本技术的防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置具有如下构成该防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置，其主要特点是，所述的监控装置包括至少一个速度/位置传感器和计算机芯片智能装置，该计算机芯片智能装置包括加速度估计单元、摩擦补偿单元、自由下滑确认单元和系统故障报警/制动信号输出单元，所述的速度/位置传感器安装于起吊物电机的传动单元上，且该速度/位置传感器将起吊物的速度/位置信号传送至所述的计算机芯片智能装置中的加速度估计单元，该加速度估计单元通过所述的摩擦补偿单元与所述的自由下滑确认单元相连接，该自由下滑确认单元将确认的监控结果信号传送至所述的系统故障报警/制动信号输出单元。该防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置的速度/位置传感器为光电编码器。该防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置的计算机芯片智能装置可以为可编程逻辑控制PLC、工控机PC或者单片机。采用了该技术的防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置，由于该监控系统的方法不同于传统的防止起吊物出现自由下滑的系统，它是通过估计起吊物加速度以及一系列的信号分析处理，在起吊物出现自由下滑的初期，即速度还没有被加速到很大的时候，就可以准确无误地启动报警制动动作，使得起吊物在速度较低时得到制动，从而可以有效的克服传统方法中高速制动带来的机械冲击和可能的制动失败；同时该监控装置对起吊物自由下滑的状态判断准确，设备维护的成本较低，适用的范围较为广泛。附图说明图1为本技术的防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置功能模块示意图。图2为本使用新型的防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置的工作流程图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，该防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置，包括一个或者多个速度/位置传感器1和计算机芯片智能装置，该速度/位置传感器1为光电编码器，该计算机芯片智能装置可以为可编程逻辑控制PLC、工控机PC或者单片机，其包括加速度估计单元2、摩擦补偿单元3、自由下滑确认单元4和系统故障报警/制动信号输出单元5，所述的速度/位置传感器1安装于起吊物电机的传动单元上，且该速度/位置传感器1将起吊物的速度/位置信号传送至所述的计算机芯片智能装置中的加速度估计单元2，该加速度估计单元2通过所述的摩擦补偿单元3与所述的自由下滑确认单元4相连接，该自由下滑确认单元4将确认的监控结果信号传送至所述的系统故障报警/制动信号输出单元5。所述的加速度估计单元可以在一定短的时间内有效地计算出被吊物体的加速度(或平均加速度)；所述的摩擦补偿单元是由于起吊系统中复杂的机械和电气系统会造成起吊物在出现自由下滑时，自由下滑的加速度因为摩擦原因与理论(或基准)值有相当的差距，因此，需要有摩擦补偿单元对自由下滑加速度的基准值或估算值进行补偿或修正；所述的自由下滑确认单元基于上述几个单元处理的信息，进行进一步分析处理和确认验证；还可以引入起吊物起升和下降所需的加速度和控制力矩进行分析和计算，从而克服其对自由下滑判定的严重干扰，保证准确无误的判定起吊物是否出现自由下滑状况；所述的故障报警制动单元根据自由下滑确认单元得到的结果给出信号，该信号通常用于报警或制动，以到达停止起吊物自由下滑。再请参阅图2所示，该防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置的工作过程如下(1)系统进行初始化；(2)自学习自由下滑参数；(3)设定相应的报警门限；(4)如果学习不成功，则继续学习；(5)反之则输入速度或者位置信号；(6)进行信号的预处理；(7)加速度估计；(8)设定摩擦参数并进行摩擦补偿计算；(9)设定门限参数并进行自由下滑确认；(10)判断是否确实自由下滑，如果是，则进行报警并控制。在本监控装置在实际使用当中，当与起吊物相连的速度或位置传感器测得与起吊物直接或间接相关的速度或位置信号(如光电编码器)，送入带计算机芯片的智能装置，该装置至少包含加速度估计单元，在一定短的时间内有效地计算出被吊物体的加速度(或平均加速度)；然后利用摩擦补偿单元对自由下滑加速度的基准值或估算值进行补偿或修正，这是由于起吊系统中复杂的机械和电气系统会造成起吊物在出现自由下滑时，自由下滑的加速度因为摩擦原因与理论(或基准)值有相当的差距；再通过自由下滑确认单元进行进一步分析处理和确认验证；还可以引入起吊物起升和下降所需的加速度和控制力矩进行分析和计算，从而克服其对自由下滑判定的严重干扰，保证准确无误的判定起吊物是否出现自由下滑状况；最后，得到的结果给出信号用于报警或制动，以到达停止起吊物自由下滑。本系统通常在起重系统中的起升电控设备部分实现，控制应用技术和程序是位于系统中安全故障保护程序的位置，可以是在系统的控制器中(如可编程逻辑控制PLC或工控机PC)或专用控制器(PLC或单片机)中实现。不仅如此，本系统还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止起吊物起吊过程中自由下滑的监控装置，其特征在于，所述的监控装置包括至少一个速度／位置传感器和计算机芯片智能装置，该计算机芯片智能装置包括加速度估计单元、摩擦补偿单元、自由下滑确认单元和系统故障报警／制动信号输出单元，所述的速度／位置传感器安装于起吊物电机的传动单元上，且该速度／位置传感器将起吊物的速度／位置信号传送至所述的计算机芯片智能装置中的加速度估计单元，该加速度估计单元通过所述的摩擦补偿单元与所述的自由下滑确认单元相连接，该自由下滑确认单元将确认的监控结果信号传送至所述的系统故障报警／制动信号输出单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何勤奋，唐开龙，徐雄炳，王勇，
申请(专利权)人：上海海得控制系统股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]