基于PLC的塔机机构超速保护系统及方法技术方案

本发明专利技术涉塔式起重机安全控制领域，具体涉及一种基于PLC的塔机机构超速保护系统及方法，极大地提高了对塔机机构超速的安全性保护，同时降低了成本。本发明专利技术基于PLC的塔机机构超速保护系统，塔机机构的卷筒侧板表面均匀分布有多个检测孔，塔机机构的安装支架上设置有接近开关，接近开关与塔机机构的控制模块连接；接近开关用于测量在当前塔机机构档位下，卷筒侧板转动过程中，相邻检测孔通过接近开关的时间，并将测量时间发送给控制模块；控制模块用于记录测量时间，并将测量时间与当前塔机机构档位对应设置的阈值时间进行比较，若小于阈值时间，则判定为超速，超速则切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。本发明专利技术适用于塔机超速保护。明适用于塔机超速保护。明适用于塔机超速保护。

【技术实现步骤摘要】
基于PLC的塔机机构超速保护系统及方法


[0001]本专利技术涉塔式起重机安全控制领域，具体涉及一种基于PLC的塔机机构超速保护系统及方法。

技术介绍

[0002]随着拖动技术及电力电子技术、自动化控制技术的发展，控制系统性价比越来越高。塔式起重机领域的起升(动臂变幅)控制系统逐步采用“PLC+变频控制”方式淘汰了原“继电器+传统控制”(注：传统控制指绕线式电机串电阻调速、变极调速等)。PLC的计数、计时、逻辑运算、通讯等功能与变频器完善的自检功能相结合，可实现对机构的控制不仅限于拖动、调速，更可以利用一些先进的传感技术，很容易地实现对电机过热、控制逻辑故障的预警、保护。
[0003]但塔机起升(动臂变幅)机构容易发生失速的情况，即速度失去控制，超过设定安全值，比如重物超过额定速度运行或自由坠落，造成重大事故。塔机起升(动臂变幅)机构的主要失速原因是：卷筒与减速器的连接失效，电机在运行中出力不足等。
[0004]现有技术为了实现失速保护，通常采用专用失速保护器产品，进行速度检测，反馈相关信号；但是这种测速器件价格较高，投入比较大，并且测量手段单一，安全性不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于PLC的塔机机构超速保护系统及方法，极大地提高了对塔机机构超速的安全性保护，同时降低了成本。
[0006]本专利技术采取如下技术方案实现上述目的，基于PLC的塔机机构超速保护系统，所述塔机机构的卷筒侧板表面均匀分布有多个检测孔，所述塔机机构的安装支架上设置有接近开关，接近开关与塔机机构的控制模块连接；
[0007]所述接近开关用于测量在当前塔机机构档位下，卷筒侧板转动过程中，相邻检测孔通过接近开关的时间，并将测量时间发送给控制模块；
[0008]所述控制模块用于记录测量时间，并将测量时间与当前塔机机构档位对应设置的阈值时间进行比较，若小于阈值时间，则判定为超速，超速则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。
[0009]进一步的是，塔机机构的行程限位器配置有编码器。
[0010]进一步的是，所述编码器通过RS485通讯方式与控制模块连接；
[0011]所述编码器用于检测在当前塔机机构档位下，卷筒侧板的转动速度数据，并传送至控制模块；控制模块将当前卷筒侧板的转动速度与当前塔机机构档位对应设置的阈值速度进行比较，若大于阈值速度，则判定为超速，超速则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。
[0012]基于PLC的塔机机构超速保护方法，应用于上述基于PLC的塔机机构超速保护系统，包括：
[0013]步骤1、测量在当前塔机机构档位下，卷筒侧板的转动速度，以及卷筒侧板上相邻检测孔通过接近开关的时间；
[0014]步骤2、将测量的时间以及卷筒侧板的转动速度发送至控制模块；
[0015]步骤3、控制模块将测量时间与当前塔机机构档位对应设置的阈值时间进行比较或将当前卷筒侧板的转动速度与当前塔机机构档位对应设置的阈值速度进行比较，若测量时间小于阈值时间或卷筒侧板的转动速度大于阈值速度，则判定为超速；
[0016]步骤4、若判定为超速，则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。
[0017]进一步的是，步骤1中，卷筒侧板上相邻检测孔通过接近开关的时间的计算方法包括：
[0018]设置卷筒侧板转动的速度为vr/m，即每分钟的转数为v，卷筒侧板表面均匀分布有n检测孔，则相邻检测孔通过接近开关的时间s表示秒。
[0019]进一步的是，步骤3中，所述阈值速度的获取方式包括：将当前塔机机构档位对应的转速乘以设置百分比作为阈值速度。
[0020]进一步的是，步骤3中，所述阈值时间的获取方式包括：
[0021]将当前塔机机构档位对应的转速乘以设置百分比作为阈值速度，通过阈值速度计算出对应的阈值时间。
[0022]本专利技术在塔机机构的安装支架上设置有接近开关，通过接近开关测量相邻检测孔通过接近开关的时间，接近开关相较于专用的失速保护器，成本低，稳定性高，响应快，抗干扰能力强，并且还在塔机机构的行程限位器中配置了编码器，通过编码器检测卷筒侧板的转速，转速超过设置的阈值时进行超速保护；接近开关检测时间与编码器检测速度两种方案互为冗余，保障塔机机构安全性，因此极大地提高了对塔机机构超速的安全性保护，同时降低了成本。
附图说明
[0023]图1是本专利技术塔机机构的结构示意图。
[0024]图2是本专利技术系统元件连接图。
[0025]图3是本专利技术卷筒侧板分布12检测孔的示意图。
[0026]附图中，1为塔机机构底架，2为塔机机构安装支架，3为卷筒侧板，4为检测孔，5为卷筒轴承，6为接近开关，7为配置编码器的行程限位器，7
‑
1为编码器，8为变频器，9为电机，10为操作台，d为相邻检测孔距离，D为检测孔直径。
具体实施方式
[0027]本专利技术基于PLC的塔机机构超速保护系统，所述塔机机构的卷筒侧板表面均匀分布有多个检测孔，所述塔机机构的安装支架上设置有接近开关，接近开关与塔机机构的控制模块连接；
[0028]接近开关用于测量在当前塔机机构档位下，卷筒侧板转动过程中，相邻检测孔通过接近开关的时间，并将测量时间发送给控制模块；
[0029]控制模块用于记录测量时间，并将测量时间与当前塔机机构档位对应设置的阈值时间进行比较，若小于阈值时间，则判定为超速，超速则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。
[0030]塔机机构的行程限位器配置有编码器，编码器通过RS485通讯方式与控制模块连接；
[0031]编码器用于检测在当前塔机机构档位下，卷筒侧板的转动速度数据，并传送至控制模块；控制模块将当前卷筒侧板的转动速度与当前塔机机构档位对应设置的阈值速度进行比较，若大于阈值速度，则判定为超速，超速则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。
[0032]基于PLC的塔机机构超速保护方法，应用于上述基于PLC的塔机机构超速保护系统，包括：
[0033]步骤1、测量在当前塔机机构档位下，卷筒侧板的转动速度，以及卷筒侧板上相邻检测孔通过接近开关的时间；
[0034]步骤2、将测量的时间以及卷筒侧板的转动速度发送至控制模块；
[0035]步骤3、控制模块将测量时间与当前塔机机构档位对应设置的阈值时间进行比较或将当前卷筒侧板的转动速度与当前塔机机构档位对应设置的阈值速度进行比较，若测量时间小于阈值时间或卷筒侧板的转动速度大于阈值速度，则判定为超速；
[0036]步骤4、若判定为超速，则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。
[0037]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于PLC的塔机机构超速保护系统，所述塔机机构的卷筒侧板表面均匀分布有多个检测孔，其特征在于，所述塔机机构的安装支架上设置有接近开关，接近开关与塔机机构的控制模块连接；所述接近开关用于测量在当前塔机机构档位下，卷筒侧板转动过程中，相邻检测孔通过接近开关的时间，并将测量时间发送给控制模块；所述控制模块用于记录测量时间，并将测量时间与当前塔机机构档位对应设置的阈值时间进行比较，若小于阈值时间，则判定为超速，超速则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。2.根据权利要求1所述的基于PLC的塔机机构超速保护系统，其特征在于，塔机机构的行程限位器配置有编码器。3.根据权利要求2所述的基于PLC的塔机机构超速保护系统，其特征在于，所述编码器通过RS485通讯方式与控制模块连接；所述编码器用于检测在当前塔机机构档位下，卷筒侧板的转动速度，并传送至控制模块；控制模块将当前卷筒侧板的转动速度与当前塔机机构档位对应设置的阈值速度进行比较，若大于阈值速度，则判定为超速，超速则通过塔机机构联动台进行声光报警，同时切断塔机机构变频器的输出以及塔机机构制动器的电源。4.基于PLC的塔机机构超速保护方法，应用于权利要求3所述的基于PLC的塔机机构超速保护系统，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：范华静，暴宇，
申请(专利权)人：四川建设机械集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：