一种塔机安全操控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种塔机安全操控系统及方法，联动台上操作开关点转换为数字信号通过总线方式传递给PLC控制器；PLC控制器经过运算后输出控制指令来控制塔机的运行动作，同时将控制指令信号通过总线方式传递给显示器；起重量检测模块和幅度检测模块分别实时检测塔机起重量、幅度值，并转换为数字信号通过总线方式传输至PLC控制器；PLC控制器计算出起重量和力矩值以及对应百分比并实时转换为数字信号传输至显示器；PLC控制器响应接收到的启动指示或计算出的重量报警、力矩报警，向联动台和显示器发送该信号，联动台接收此信号同时控制对应报警开关单元连接的输出端，改变报警开关单元中开关点的状态，司机室中的显示器接收此信号并在显示屏上显示。

A Safety Control System and Method for Tower Crane

The invention discloses a tower crane safety operation control system and method, which converts the operation switch points on the linkage platform into digital signals and transmits them to the PLC controller by bus mode; after operation, the PLC controller outputs control instructions to control the operation of the tower crane, and at the same time transmits control instructions signal to the display through bus mode; Weight detection module and amplitude detection module respectively real-time detection tower crane lifting weight, amplitude value, and converted to digital signal through the bus transmission to the PLC controller; PLC controller calculates lifting weight and torque value and corresponding percentage and real-time conversion to digital signal transmission to the display; PLC controller response received. Start the alarm of weight and moment indicated or calculated, send the signal to the linkage and display, the linkage receives the signal and controls the output terminal connected with the corresponding alarm switch unit, changes the state of the switch point in the alarm switch unit, and the display in the driver's cab receives the signal and displays it on the display screen.

【技术实现步骤摘要】
一种塔机安全操控系统及方法
本专利技术属于工程机械
，涉及一种塔机安全操控系统及方法。
技术介绍
现有塔机行业中普遍采用开关点式的联动台、开关点式的重量和幅度限位器与PLC控制器通过多芯铜芯软电缆进行连接，通过开关接通和断开的方式来传递信号，此种方式接线点较多，布线多而复杂，传输可靠性和精度都较低，安全性较低。现有技术存在以下缺点：（1）接线点较多，布线复杂，布线成本布线时间和出错率都高；（2）信号往往需要滤波，传输可靠性和精度都较低，安全性较低；（3）起重量和力矩无法实时显示，无法根据起重量和力矩进行有效控制。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种塔机安全操控系统及方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种塔机安全操控系统，其特征在于：包括PLC控制器、塔机操控联动台、显示器、起重量检测模块、幅度检测模块；所述联动台采用总线式联动台，联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块通过总线方式连接；所述联动台上操作开关点转换为数字信号通过总线方式传递给PLC控制器；所述PLC控制器经过逻辑运算后输出控制指令来控制塔机的运行动作，同时将控制指令转换为数字信号通过总线方式传递给显示器；所述显示器用于在司机室内显示操控、报警、起重量和力矩信息；所述起重量检测模块和幅度检测模块分别实时检测塔机起重量、幅度值，并转换为数字信号通过总线方式传输至PLC控制器；PLC控制器经过逻辑运算计算出起重量和力矩值以及对应百分比并实时转换为数字信号传输至显示器；同时PLC控制器响应接收到的启动指示或计算出重量报警、力矩报警，向联动台和显示器发送启动指示、重量报警、力矩报警信号，联动台接收此信号并将其转换为开关量信号同时控制对应报警开关单元连接的输出端，改变报警开关单元中开关点的状态，同时司机室中的显示器接收此信号并在显示屏上显示用以提醒操作者。实现了联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块之间的数字化传输，操控信息、报警信息、起重量和力矩同步显示在司机室内的显示器上，提高了塔机操控的有效及时性、可视化、智能化、精度和安全性。作为优选方案，所述的塔机安全操控系统，其特征在于：还包括终端电阻，所述终端电阻加在总线电缆末端，用于提高信号抗干扰能力和提高信号质量。作为优选方案，所述的塔机安全操控系统，其特征在于：所述联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块通过CAN总线方式连接。进一步的，所述的塔机安全操控系统，其特征在于：所述联动台分为左联动台、右联动台，左联动台、右联动台均包括操控开关单元、报警开关单元、开关量信号转总线模块；所述操控开关单元用于给定启动、停止、旁路、回转制动、回转顶升连锁、起升控制、回转控制、变幅控制控制开关信号；所述报警开关单元用于接收启动指示和重量、力矩报警信号，并给出对应的响应；所述开关量信号转总线模块用于将开关量信号转换为指定编码的CAN总线信号并传输到CAN总线上。进一步的，操控开关单元中开关点的两端分别连接至开关量信号转总线模块的不同信号输入端，报警开关单元中开关点的两端分别连接至开关量信号转总线模块的不同信号输出端，联动台中每个开关量信号都对应唯一的一个数字编码。更优选的，所述数字编码采用8421码。进一步的，所述起重量检测模块包括重量传感器、模拟量信号转总线模块，所述重量传感器用于采集塔机起重量并转换为420mA电流模拟信号；所述模拟量信号转总线模块用于将电流模拟量信号转换为CAN总线信号并传输到CAN总线上。进一步的，所述幅度检测模块包括幅度传感器、模拟量信号转总线模块，所述幅度传感器用于采集塔机变幅幅度值并转换为420mA电流模拟信号；所述模拟量信号转总线模块用于将电流模拟量信号转换为CAN总线信号并传输到CAN总线上。另一方面，本专利技术还提供一种塔机安全操控方法，其特征在于，包括：PLC控制器接收联动台通过总线方式传送来的操控开关单元开关量信号，响应开关量信号，经过逻辑运算后输出控制指令来控制塔机的运行动作，同时将控制指令转换为数字信号通过总线方式传递给显示器；PLC控制器接收塔机吊载的起重量信号和塔机变幅距离的幅度信号，根据起重量信号和幅度信号，经过逻辑运算计算出起重量和力矩值以及对应百分比并实时转换为数字信号传输至显示器；PLC控制器响应接收到的启动指示或计算出的重量报警、力矩报警信号，向联动台和显示器发送启动指示、重量报警、力矩报警信号，联动台接收此信号并将其转换为开关量信号同时控制对应报警开关单元连接的输出端，改变报警开关单元中开关点的状态，同时司机室中的显示器接收此信号并在显示屏上显示用以提醒操作者。进一步的，所述的塔机安全操控方法，其特征在于：具体是指：当联动台操控开关单元中某一或者几个开关点发生变化时，该开关点对应连接的开关量信号转总线模块中两个信号输入端连接状态发生变化，开关量信号转总线模块将该开关点对应的数字编码转换为CAN格式数据的开关量信号，经由CAN总线传输至PLC控制器，PLC控制器获取开关量信号，采取相应的逻辑动作并控制塔机运行动作，同时PLC控制器将此动作信号通过CAN总线传输给司机室的显示器告知操作者；重量传感器实时检测吊载起重量并转换为420mA电流模拟信号，模拟量信号转总线模块将该电流模拟信号转换为起重量CAN信号并传输到CAN总线上，幅度传感器实时检测塔机变幅距离并转换为420mA电流模拟信号，模拟量信号转总线模块将该电流模拟信号转换为幅度CAN信号并传输到CAN总线上；PLC控制器同步接收起重量CAN信号、幅度CAN信号并进一步处理数据，计算当前起重量以及当前起重量占总起重量的百分比并转换为CAN信号经CAN总线传输给司机室显示器告知操作者；根据计算的起重量和幅度值的乘积计算出当前力矩以及当前力矩占总力矩的百分比并转换为CAN信号经CAN总线传输给司机室显示器告知操作者，同时PLC控制器根据计算的重量和力矩的百分比限制塔机的运行动作并传输到显示器上显示；当接收到启动指示或计算出重量、力矩报警时PLC控制器将此信号转换为对应的数字编码并传输到CAN总线上，联动台开关量信号转总线模块接收此CAN信号并将其转换为开关量信号同时控制对应报警开关单元连接的输出端，改变报警开关单元中开关点的状态，同时司机室显示器接收此信号并在显示屏上显示提醒操作者。有益效果：本专利技术提供的塔机安全操控系统，采用总线式联动台，联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块通过总线方式连接，联动台上操作开关点转换为数字信号通过总线方式传递给PLC控制器，PLC控制器经过逻辑运算后控制塔机的运行动作同时将此控制指令转换为数字信号通过总线方式传递给显示器，起重量和幅度检测模块实时检测塔机起重量和幅度值并转换为数字信号通过总线方式传输至PLC控制器，PLC控制器经过逻辑运算计算出起重量和力矩值以及对应百分比并实时转换为数字信号传输至显示器，同时PLC控制器接收到启动指示或根据计算可向联动台和显示器发送启动指示、重量报警、力矩报警数字信号，实现了联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块之间的数字化传输，操控信息、报警信息、起重量和力矩同步显示在司机室内的显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔机安全操控系统，其特征在于：包括PLC控制器、塔机操控联动台、显示器、起重量检测模块、幅度检测模块；所述联动台采用总线式联动台，联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块通过总线方式连接；所述联动台上操作开关点转换为数字信号通过总线方式传递给PLC控制器；所述PLC控制器经过逻辑运算后输出控制指令来控制塔机的运行动作，同时将控制指令转换为数字信号通过总线方式传递给显示器；所述显示器用于在司机室内显示操控、报警、起重量和力矩信息；所述起重量检测模块和幅度检测模块分别实时检测塔机起重量、幅度值，并转换为数字信号通过总线方式传输至PLC控制器；PLC控制器计算出起重量和力矩值以及对应百分比并实时转换为数字信号传输至显示器；PLC控制器响应接收到的启动指示或计算出重量报警、力矩报警，向联动台和显示器发送启动指示、重量报警、力矩报警信号，联动台接收此信号并将其转换为开关量信号同时控制对应报警开关单元连接的输出端，改变报警开关单元中开关点的状态，同时司机室中的显示器接收此信号并在显示屏上显示。

【技术特征摘要】
1.一种塔机安全操控系统，其特征在于：包括PLC控制器、塔机操控联动台、显示器、起重量检测模块、幅度检测模块；所述联动台采用总线式联动台，联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块通过总线方式连接；所述联动台上操作开关点转换为数字信号通过总线方式传递给PLC控制器；所述PLC控制器经过逻辑运算后输出控制指令来控制塔机的运行动作，同时将控制指令转换为数字信号通过总线方式传递给显示器；所述显示器用于在司机室内显示操控、报警、起重量和力矩信息；所述起重量检测模块和幅度检测模块分别实时检测塔机起重量、幅度值，并转换为数字信号通过总线方式传输至PLC控制器；PLC控制器计算出起重量和力矩值以及对应百分比并实时转换为数字信号传输至显示器；PLC控制器响应接收到的启动指示或计算出重量报警、力矩报警，向联动台和显示器发送启动指示、重量报警、力矩报警信号，联动台接收此信号并将其转换为开关量信号同时控制对应报警开关单元连接的输出端，改变报警开关单元中开关点的状态，同时司机室中的显示器接收此信号并在显示屏上显示。2.根据权利要求1所述的塔机安全操控系统，其特征在于：还包括终端电阻，所述终端电阻加在总线电缆末端，用于提高信号抗干扰能力和提高信号质量。3.根据权利要求1所述的塔机安全操控系统，其特征在于：所述联动台、PLC控制器、显示器、起重量检测模块和幅度检测模块通过CAN总线方式连接。4.根据权利要求1所述的塔机安全操控系统，其特征在于：所述联动台分为左联动台、右联动台，左联动台、右联动台均包括操控开关单元、报警开关单元、开关量信号转总线模块；所述操控开关单元用于给定启动、停止、旁路、回转制动、回转顶升连锁、起升控制、回转控制、变幅控制控制开关信号；所述报警开关单元用于接收启动指示和重量、力矩报警信号，并给出对应的响应；所述开关量信号转总线模块用于将开关量信号转换为指定编码的CAN总线信号并传输到CAN总线上。5.根据权利要求4所述的塔机安全操控系统，其特征在于：操控开关单元中开关点的两端分别连接至开关量信号转总线模块的不同信号输入端，报警开关单元中开关点的两端分别连接至开关量信号转总线模块的不同信号输出端，联动台中每个开关量信号都对应唯一的一个数字编码。6.根据权利要求5所述的塔机安全操控系统，其特征在于：所述数字编码采用8421码。7.根据权利要求1所述的塔机安全操控系统，其特征在于：所述起重量检测模块包括重量传感器、模拟量信号转总线模块，所述重量传感器用于采集塔机起重量并转换为420mA电流模拟信号；所述模拟量信号转总线模块用于将电流模拟量信号转换为CAN总线信号并传输到CA...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，米成宏，衣磊，王福利，郭鹏，周晨光，刘文芳，陈建宇，
申请(专利权)人：徐州建机工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32