门式起重机安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种门式起重机安全监控系统，在门式起重机的电气室中配置门式起重机安全监控主机，每台门式起重机配置信号采集单元，每个所述信号采集单元包括：FPGA芯片、时钟管理器、晶振、多路起重机状态采集器、模数转换器、隔离电路、通信芯片以及供电电路。具有以下优点：(1)能够全面对起重机状态进行监控，具有起重机运行参数监控全面的问题，从而保证门式起重机的安全运行。(2)信号采集单元中，多路起重机状态采集器的采样时钟来自于同一时钟源，保证了采样时钟的同频同源，保证多通道采样的同步时间，实现了精确对门式起重机实时运行状态的监控。

Safety monitoring system for gantry crane

The utility model provides a gantry crane safety monitoring system in the electrical room of the gantry crane safety monitoring configuration of gantry crane machine, each gantry crane allocation signal acquisition unit, each of the signal acquisition unit includes FPGA chip, clock management, crystal oscillator, multi-channel analog-to-digital converter, collector, crane state isolation circuit, communication chip and power supply circuit. It has the following advantages: (1) it is able to monitor the crane state in a comprehensive way, and has a comprehensive problem of crane operation parameter monitoring, so as to ensure the safe operation of gantry cranes. (2) in the signal acquisition unit, the sampling clock of the multi-channel crane state collector comes from the same clock source, which ensures the same frequency homology of the sampling clock, ensures the synchronization time of the multi-channel sampling, and realizes the accurate monitoring of the real-time operation state of the gantry crane.

【技术实现步骤摘要】
门式起重机安全监控系统
本技术属于起重机安全监控
，具体涉及一种门式起重机安全监控系统。
技术介绍
门式起重机是桥式起重机的一种变形，又叫龙门吊，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。门式起重机的金属结构类似门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。为降低门式起重机发生事故的概率，需要监控门式起重机的运行状态，但是，现有门式起重机在检测监测方面存在诸多问题，例如，监测技术手段多为目测、感观判断、停机测量、磁粉探伤等，检验人员工作量巨大，但检测效率十分低下，对于起重机械的关键位置的检测往往带有危险性。虽然现有技术出现部分起重机监控系统，但具有起重机运行参数监控不全面的问题，难以保证门式起重机的安全运行。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种门式起重机安全监控系统，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种门式起重机安全监控系统，在门式起重机的电气室中配置门式起重机安全监控主机，每台门式起重机配置信号采集单元，每个所述信号采集单元包括：FPGA芯片、时钟管理器、晶振、多路起重机状态采集器、模数转换器、隔离电路、通信芯片以及供电电路；所述多路起重机状态采集器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述模数转换器的输出端与所述隔离电路的输入端连接；所述隔离电路的输出端与所述FPGA芯片的输入端连接；所述时钟管理器的输入端与用于产生基准信号的晶振连接，所述时钟管理器的输出端与各路起重机状态采集器连接，并且，时钟管理器到各路起重机状态采集器的PCB走线长度等长；所述FPGA芯片还分别与所述通信芯片以及所述供电电路连接；其中多路起重机状态采集器包括：起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传感器、大车运行偏斜传感器、风速传感器、供电电缆卷筒状态传感器、抗风防滑状态传感器、同一轨道运行机构距离检测传感器以及不同轨道运行机构距离检测传感器；各个所述信号采集单元通过所述通信芯片与所述门式起重机安全监控主机连接。优选的，所述通信芯片为无线通信芯片、RS485/RS232通信芯片或以太网通信芯片。优选的，还包括报警器；所述报警器与所述门式起重机安全监控主机连接。优选的，所述起重机状态采集器还包括摄像头；在大车两端安装用于拍摄大车行走区域图像的摄像头；在大车顶端安装用于拍摄吊点区域图像的摄像头。优选的，所述信号采集单元还包括硬盘录像机；所述硬盘录像机与所述FPGA芯片连接。本技术提供的门式起重机安全监控系统具有以下优点：(1)能够全面对起重机状态进行监控，具有起重机运行参数监控全面的问题，从而保证门式起重机的安全运行。(2)信号采集单元中，多路起重机状态采集器的采样时钟来自于同一时钟源，保证了采样时钟的同频同源，保证多通道采样的同步时间，实现了精确对门式起重机实时运行状态的监控。附图说明图1为本技术提供的门式起重机安全监控系统的结构示意图。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供一种门式起重机安全监控系统，在门式起重机的电气室中配置门式起重机安全监控主机，每台门式起重机配置信号采集单元，每个所述信号采集单元包括：FPGA芯片、时钟管理器、晶振、多路起重机状态采集器、模数转换器、隔离电路、通信芯片以及供电电路；所述多路起重机状态采集器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述模数转换器的输出端与所述隔离电路的输入端连接；所述隔离电路的输出端与所述FPGA芯片的输入端连接；所述时钟管理器的输入端与用于产生基准信号的晶振连接，所述时钟管理器的输出端与各路起重机状态采集器连接，并且，时钟管理器到各路起重机状态采集器的PCB走线长度等长；所述FPGA芯片还分别与所述通信芯片以及所述供电电路连接；其中多路起重机状态采集器包括：起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传感器、大车运行偏斜传感器、风速传感器、供电电缆卷筒状态传感器、抗风防滑状态传感器、同一轨道运行机构距离检测传感器以及不同轨道运行机构距离检测传感器；所配置的多路起重机状态采集器，实现对起重机状态的全面监控。各个所述信号采集单元通过所述通信芯片与所述门式起重机安全监控主机连接。实际应用中，通信芯片为无线通信芯片、RS485/RS232通信芯片或以太网通信芯片等。所述起重机状态采集器还包括摄像头；在大车两端安装用于拍摄大车行走区域图像的摄像头；在大车顶端安装用于拍摄吊点区域图像的摄像头。所述信号采集单元还包括硬盘录像机；所述硬盘录像机与所述FPGA芯片连接。还包括报警器；所述报警器与所述门式起重机安全监控主机连接。本技术可应用于特种设备监测行业，可实现对门式起重机的重要运行参数和安全状态进行24小时全天候监控，并能够向起重机械操作者和处于危险区域的工作人员发出声光报警，且可对监控数据进行存储(数据存储时间不少于30个连续工作日、视频信息的存储时间不少于72小时)。下面介绍一种具体实施例：门式起重机安全监控系统构成如下：信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息导出接口单元和远程传输单元(选配)等。信息采集单元：读取信息源数据的装置；信息处理单元：对读取的数据进行计算和处理的装置；控制输出单元：向起重机械执行机构输出控制信号的装置；信息显示单元：以图形、图像、文字、声光等方式输出信息的装置；信息导出接口单元：向上级或下级单元输出数据的装置；远程传输单元：信息传送到远程服务器的装置。(远程服务器为选配)其中，起重机监控参数和监控状态要求见表1：表1起重机监控参数和监控状态要求根据现场需要配置若干采集盒。研发的信号采集模块是全新一代基于嵌入式系统的模块式数据采集控制系统，可以用于采集电压输出型，电流输出型，开关量输入型，485接口型传感器等设备的信号，同时有开关量输出控制和提供多路传感器电源的功能。可以通过无线或者RS485/RS232、以太网等通讯方式组建网络。简单，灵活，适合起重机工业现场应用的要求，方便系统集成。其性能指标见表2。表2信号采集模块性能指标电源输入9～36VDC或220VAC工作条件-30℃～+70℃，10％～90％RH，无凝结EMC指标静电防护：接触放电：±6KV；空气放电：±8KV接口类型N,8,1分辨率10bit精度0.5％数据波特率1200～19200bps输入通道4路0～5Vor0～10V，2路4-20ma，8路开关量输入，4路开关量输出光电隔离电压3750Vrms无线发送140ma无线接收90ma正常运行35ma休眠功耗20ua接收灵敏度-97dbm发射功率18dbm工作频段2405MHz～2483MHz无线速率250Kbps传输距离可视，开阔距离600米数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种门式起重机安全监控系统，其特征在于，在门式起重机的电气室中配置门式起重机安全监控主机，每台门式起重机配置信号采集单元，每个所述信号采集单元包括：FPGA芯片、时钟管理器、晶振、多路起重机状态采集器、模数转换器、隔离电路、通信芯片以及供电电路；所述多路起重机状态采集器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述模数转换器的输出端与所述隔离电路的输入端连接；所述隔离电路的输出端与所述FPGA芯片的输入端连接；所述时钟管理器的输入端与用于产生基准信号的晶振连接，所述时钟管理器的输出端与各路起重机状态采集器连接，并且，时钟管理器到各路起重机状态采集器的PCB走线长度等长；所述FPGA芯片还分别与所述通信芯片以及所述供电电路连接；其中多路起重机状态采集器包括：起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传感器、大车运行偏斜传感器、风速传感器、供电电缆卷筒状态传感器、抗风防滑状态传感器、同一轨道运行机构距离检测传感器以及不同轨道运行机构距离检测传感器；各个所述信号采集单元通过所述通信芯片与所述门式起重机安全监控主机连接。...

【技术特征摘要】
1.一种门式起重机安全监控系统，其特征在于，在门式起重机的电气室中配置门式起重机安全监控主机，每台门式起重机配置信号采集单元，每个所述信号采集单元包括：FPGA芯片、时钟管理器、晶振、多路起重机状态采集器、模数转换器、隔离电路、通信芯片以及供电电路；所述多路起重机状态采集器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述模数转换器的输出端与所述隔离电路的输入端连接；所述隔离电路的输出端与所述FPGA芯片的输入端连接；所述时钟管理器的输入端与用于产生基准信号的晶振连接，所述时钟管理器的输出端与各路起重机状态采集器连接，并且，时钟管理器到各路起重机状态采集器的PCB走线长度等长；所述FPGA芯片还分别与所述通信芯片以及所述供电电路连接；其中多路起重机状态采集器包括：起重机起重量传感器、起重机运行行程传感器、起重机运行速度传感器、起重机起升高度传感器、起重机制动器状态采集器、起重机行程限位传...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娜，
申请(专利权)人：中特检科技发展北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11