【技术实现步骤摘要】
一种塔式起重机电气双重保护系统
本专利技术涉及一种电器领域的塔式起重机电气保护系统，特别是涉及一种塔式起重机电气双重保护系统。
技术介绍
塔式起重机是一个综合多种不安全因素和危险源的施工机械，寿命期内涉及高空负重作业、多次重复安装拆卸、不同的施工现场复杂环境，以及安拆及结构检测质量、运行超载及保护失灵、安全检测不及时等均会导致危险源失控的概率大幅度增加，虽然事故多发后安全措施不断升级以及gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理系统的应用，但仍存在监控不及时、不到位的情况，如塔式起重机在常规或PLC电气控制系统有较多的保护装置采用了限制器，采用的是开关信号，只有在超限情况下才能检测到相关限制器的安全状态，以及超限后电气控制系统的限制措施执行情况，而且这些限制器开关信号是否设置正确很难及时获取，而且这些限制信号不能根据塔式起重机结构负载能力及时按实际要求进行调整或发出预警，当塔式起重机结构负载能力下降后，比如其塔体结构出现比较严重的焊接裂缝，正常负载也可能导致难以挽回的损失，塔式起重机的动力控制在电气保护系统是防止塔机倾覆的关键，高空电磁动力失控是很严重的危险源而需要可靠限制的，因而保证系统信息检测正确可靠到位，倾覆动力及时合理限制是避免事故发生的一条途径。有鉴于上述现有的存在的缺陷，本专利技术人基于经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的塔式起重机电器控制系统存在的只能在超限情况下检测到相关限制器的安全状态，以及超限后电气控制系统的限制措施执行情况，且不能及时按实际要求进行调整...
【技术保护点】
1.一种塔式起重机电气双重保护系统，包括各种塔式起重机的电气控制系统内原有的塔式起重机电气控制系统(4)和塔式起重机安全监控管理系统(5)，其中所述的原有的塔式起重机电气控制系统(4)包括塔式起重机电气主回路(1)，塔式起重机开关限制器或传感器(2)和塔式起重机PLC或硬接线控制回路；所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)包括原有的信息采集单元(7)、原有信息处理部分(10)、控制输出单元(8)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)，其特征在于：所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)还包括：新增传感器部分(6)、新增信息处理部分(11)、新增交互语音服务单元(9),所述的新增传感器部分(6)、新增信息处理部分(11)和新增交互语音服务单元(9)，所述的塔式起重机开关限制器或传感器(2)还包括新增传感器；其中，信息处理单元(12)是中心，该信息处理单元(12)包括原有的信息处理部分(10)及新增信息处理部分(11)，信息处理单元(12)的输入单元为信息采集单元(7)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)和新增交互语音服务单元...
【技术特征摘要】
1.一种塔式起重机电气双重保护系统，包括各种塔式起重机的电气控制系统内原有的塔式起重机电气控制系统(4)和塔式起重机安全监控管理系统(5)，其中所述的原有的塔式起重机电气控制系统(4)包括塔式起重机电气主回路(1)，塔式起重机开关限制器或传感器(2)和塔式起重机PLC或硬接线控制回路；所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)包括原有的信息采集单元(7)、原有信息处理部分(10)、控制输出单元(8)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)，其特征在于：所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)还包括：新增传感器部分(6)、新增信息处理部分(11)、新增交互语音服务单元(9),所述的新增传感器部分(6)、新增信息处理部分(11)和新增交互语音服务单元(9)，所述的塔式起重机开关限制器或传感器(2)还包括新增传感器；其中，信息处理单元(12)是中心，该信息处理单元(12)包括原有的信息处理部分(10)及新增信息处理部分(11)，信息处理单元(12)的输入单元为信息采集单元(7)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)和新增交互语音服务单元(9)；信息处理单元(12)的输出单元为控制输出单元(8)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)和交互语音服务单元(14)；所述的信息输出接口单元(13)是施工现场管理系统和移动管理系统的接入口，所述的信息显示单元(14)主要与塔机司机室内显示器连接；所述的新增交互语音服务单元(9)是与塔机司机室和其它塔机区域内的专线音频单元连接，还通过信息输出接口单元与施工现场管理系统和移动管理系统相连接；该新增交互语音服务单元(9)还与信息存储单元(15)连接，信息存储单元(15)本身包括语音和文字处理功能；所述的新增传感器部分(6)是通过信息采集回路接入塔式起重机安全监控管理系统(5)；所有信息和数据的计算和逻辑处理均由信息处理单元(12)完成，计算和逻辑处理的信息存储在信息存储单元(15)，同时也能通过信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)、新增交互语音服务单元(9)进行输出；当计算和逻辑处理的信息达到设置值或逻辑计算出现设定的状态时，通过控制输出单元(8)进行设置或设定状态对应的动作；新增传感器部分(6)是通过信息采集单元(7)输入新增信息处理部分，塔式起重机开关限制器或传感器(2)的信息是通过信息采集单元(7)输入原有信息处理部分(10)，而新增传感器处理部分(6)是通过原有信息处理部分(10)获取其需要的输入、输出信息和所获取的新增传感器信息进行逻辑计算的，所述的新增交互语音服务单元(9)与原有的信息显示单元(14)通过所述的信息处理单元(12)实现了人机互动，通过所述的信息采集单元(7)获取电气控制系统内限制器信息，所述的信息处理单元(12)通过所述的控制输出单元(8)达到新增电气保护功能对电气系统的保护输出，由于新增信息处理部分(11)内获取的新增传感器信息是连续的检测信息，不仅可以自检，新增信息处理部分(6)还可通过获取的新增传感器连续监测信息与原有塔式起重机电气控制系统(4)内的塔式起重机开关限制器或传感器(2)的信号进行互检，当塔式起重机开关限制器(2)的信息和新增传感器部分(6)的信息出现限定的偏差时，及时由信息处理单元(12)通过人机互动和远程信息传输通道进行警示或报警，通过塔式起重机安全监控管理系统(5)在完成对原有塔式起重机电气控制系统(4)已有的保护功能和塔式起重机安全监控管理系统(5)的新增电气保护功能互检的同时，达到在原有塔式起重机电气控制系统已有的保护功能失效或存在较大误差情况下的双重保护功能；所述的塔式起重机电气控制系统(4)是一种被动的电气保护系统，只有在塔式起重机开关限制器或传感器信息达到限制或动作的设定值，以及塔式起重机安全监控管理系统内(5)的控制输出单元(8)输出保护信息时才进行保护动作；所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)是一种主动的电气保护系统，它主动获取塔式起重机电气控制系统的信息及新增传感器部分(6)的信息并进行信息间相互实时验证，确保塔式起重机电气控制系统(4)和塔式起重机安全监控管理系统(5)获取可靠的信息，通过建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型，确定某一阶段的划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，通过60％-110％起重力矩及不同运行速度时塔身、塔臂倾角数据获取及合理验证，实时修改划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，使得塔式起重机安全监控管理系统(5)能根据塔式起重机实时信息和状态主动进行安全保护，且塔式起重机安全监控管理系统(5)和塔式起重机电气控制系统(4)的电气保护是两种不同的电气安全保护方式，这两种不同保护方式的结合形成了塔式起重机双重保护系统(16)。2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增传感器包括起升、回转、小车回路的电流互感器、起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器、顶升液压系统的油压传感器以及相应的信息采集回路，所述的起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器以及相应的信息采集回路，新增传感器均采用模拟信号加数字信号采集部分或数字传感器，并采用连续测量方式；除塔身双轴倾角传感器和塔臂双轴倾角传感器外，其他传感器与塔式起重机开关量限制器或传感器安装在相同的位置或安装在其它需要检测的位置；所述的新增传感器部分(6)的信号输出为连续的数字量，其非开关量；所述的相应的信息采集回路的信息是送到具有电气保护功能的塔式起重机安全监控管理系统(5)的新增信息处理部分(11)进行信息处理；该信息采集回路与新增传感器的接线模式选择取决于所采用的传感器本身信息采集方式，该信息采集回路可与新增传感器在一起，采用现场总线或硬接线模式；或者，该信息采集回路与新增信息处理部分在一起的一体化的现场总线或硬接线采集模式；所述的起重力矩传感器固定在一个小范围内，因为可测量起重力矩的位置比较关键，不管什么类型的传感器，安装位置均相同；而所述的起重量传感器设置在重力传递的线路上滚轮加环式或轴销传感器测量，所述的小车幅度距离传感器是测小车行走距离，小车幅度距离传感器是光电距离传感器或激光距离传感器，在行走距离不大的情况下，误差不大也能测量钢丝绳的回转圈数，所述的回转角度传感器安装在回转圆盘上或装在电机轴上，PLC系统需要的是开关量，所以塔机上安装的是开关限制器，计算机系统大多需要连续量，新增传感器是连续量的，安装位置主要取决于传感器本身。3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增信息处理部分(11)包括以额定起重力矩及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护内容、以小车幅度为监控目标的电气限制及保护内容、以起升高度为监控目标的电气限制及保护内容、以回转角度为监控目标的电气限制及保护内容，以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护内容、以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气保护内容和以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护内容。4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增交互语音服务单元(9)包括由新增信息处理部分(11)触发的操作警示和电气限制及保护信息输出内容、对操作和安拆维修人员问题的检索和回答。5.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的以起重力矩以及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护内容为：一是以塔式起重机不同高度的安装及验收试验合格过程内至少包括60％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据为基础，建立以起重力矩为纵轴，塔身或塔臂倾角为横轴的不同塔身高度的两幅点阵图或点阵区域图，以100％额定起重力矩和塔身倾角规范最大允许值为限制条件，在起重力矩-塔身倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域，不同塔身高度的所述点阵图或点阵区域图数据可在安全监控管理系统信息存储单元存储和调用；以100％额定起重力矩和塔臂倾角最大试验值为限制条件，并在起重力矩-塔臂倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域；二是在塔式起重机正常运行的时间内，获取实际运行的起重力矩、塔身或塔臂倾角信息数据，确认和合理调整两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；三是当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的正常运行区域时，新增信息处理部分处于数据收集和监控状态；当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的力矩操作警示区域，以及当信息处...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳雪钢，哈亮，郝会敏，
申请(专利权)人：中色十二冶金建设有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14
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