一种起重机用双冗余力矩限制器制造技术

一种起重机用双冗余力矩限制器，包括电源模块、双冗余数据采集模块、双冗余数据处理模块、双冗余数据显示模块和控制模块，其中，双冗余数据处理模块由单片机和ＰＬＣ控制器组成；双冗余数据采集模块中，重量传感器组分别与单片机和ＰＬＣ控制器连接，角度传感器组分别与单片机连接和ＰＬＣ控制器连接；控制模块中，控制器通过输出电路与单片机连接，控制器与ＰＬＣ控制器连接；双冗余数据显示模块包括力矩限制器显示器和车身控制显示器。本发明专利技术具有两套互为冗余的数据采集、数据处理和数据显示模块，在任一模块出现故障的情况下整个系统均能正常运行，从而可确保在任何情况下大中型起重机的安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种起重机用安全保护装置，特别是一种起重机用双冗余力矩限制器。
技术介绍
随着国民经济的迅速发展，国内对起重机的市场需求也在不断增加。随经济建设新 一轮启动，工程起重机的市场竞争格局发生巨大变化，起重机发展的重心也从小吨位向 中大吨位发展。根据有关资料，我国2005年从国外进口大中型起重机的数量达400多 台，生产的起重机数量超过10000台，2007年我国生产起重机仅徐州重工一家就超过 10000台，其中，大中型起重机约占起重机总量的20% 30%。目前，国内的力矩限制器的生产厂家有近40家，但其大多数产品由传感器、单片 机及显示器、报警器和控制器等组成，其工作原理是由传感器不断地将采集到的起重机 信号传送给单片机进行运算分析处理后，不断将显示信号送显示器，报警信号送报警器， 控制信号送控制器，只允许起重机在安全范围内工作，自动禁止起重机向危险方位运行。 此类力矩传感器技术含量低， 一旦单片机，传感器或显示器出现故障则不能使用，存在 着严重的安全隐患，只能应用于小吨位的起重机，而对力矩限制器的无障碍工作时间及 可靠性指标要求高的大中吨位起重机所用的力矩限制器基本上还是依赖进口或跨国公 司在国内的分公司生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种起重机用双冗余力矩限制器，它具有两套互 为冗余的数据釆集、数据处理和数据显示模块，在任一模块出现故障的情况下整个系统 均能正常运行，从而可确保在任何情况下大中型起重机的安全运行。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是 一种起重机用双冗余力矩限制 器，包括电源模块、双冗余数据采集模块、双冗余数据处理模块、双冗余数据显示模块 和控制模块，其中，双冗余数据处理模块由单片机和PLC控制器组成，单片机与存储器连接；双冗余数据采集模块中，重量传感器组由两支重量传感器组成，每支重量传感器通 过输入电路与单片机连接，每支重量传感器与PLC控制器连接，角度传感器组由两支角 度传感器组成，每支角度传感器通过输入电路与单片机连接，每支角度传感器与PLC控 制器连接；控制模块中，控制器通过输出电路与单片机连接，单片机报警器通过输出电路与单片机连接，控制器与PLC控制器连接，PLC报警器与PLC控制器连接；双冗余数据显示模块中，力矩限制器显示器分别与单片机和PLC控制器连接，车身控制显示器分别与单片机和PLC控制器连接。角度传感器组中， 一支角度传感器采用线性电位器，另一支角度传感器采用光电编码器。它还包括远程通讯及维护模块，其中，GPS模块与通信CPU卡连接，GPRS模块与通 信CPU卡连接，通信CPU卡与CAN通信电路连接，CAN通信电路与PLC控制器连接，CAN 通信电路与单片机连接，GPRS模块发送的数据由数据服务器接收处理；此时，力矩限制 器显示器通过CAN通信电路分别与单片机和PLC控制器连接，车身控制显示器通过CAN 通信电路分别与单片机和PLC控制器连接。本专利技术的优点如下-1、 功能齐全、安全性强、可靠性高，它利用双冗余设计理念和技术，具有两套互 为冗余的数据采集、数据处理和数据显示模块，除具有一般力矩限制器自动检测、实时 监控和安全保护功能外，在任一模块出现故障的情况下整个系统均能正常运行，从而可 确保在任何情况下大中型起重机的安全运行；2、 精确度高，双冗余数据采集模块中的每支传感器采集的信号被双冗余数据处理 模块中的单片机和PLC控制器分别独立计算，任一传感器出现异常均能被发现，；角度 传感器组的采用两支不同结构的角度传感器，保证了整个系统采集到的数据的精确性；3、 远程通讯及维护模块的安装实现了远程通讯、远程诊断和远程维护，可将起重 机在运行过程中出现的故障的有关信息传给有关生产厂家，进行远程故障诊断和在线帮 助，节省了时间和维护成本，还可对起重机运行过程中的出现的违规操作进行远程监控 管理，提高了起重机操作的安全性；与其它厂家生产的用于大中型起重机的力矩限制器相比，本专利技术的总体性能更高， 实用性强，适于推广。性能指标如下表所示<table>table see original document page 4</column></row><table>附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图l是本专利技术的电路原理图2是本专利技术远程通讯及维护模块的工作原理图； 图3是本专利技术通信CPU卡的程序流程图； 图4是本专利技术数据服务器端的程序流程图； 图5是本专利技术角度传感器组的安装示意图。 具体实施例方式如图1所示，本专利技术包括电源模块l、双冗余数据采集模块2、双冗余数据处 理模块3、双冗余数据显示模块4和控制模块5，其中，双冗余数据处理模块3由单片机和PLC控制器组成，单片机与存储器连接；双冗余数据采集模块2中，重量传感器组7由两支重量传感器组成，每支重量传感 器通过输入电路与单片机连接，每支重量传感器与PLC控制器连接，角度传感器组8由 两支角度传感器IO， 10'组成，每支角度传感器10通过输入电路与单片机连接，每支 角度传感器10与PLC控制器连接；控制模块5中，控制器通过输出电路与单片机连接，单片机报警器通过输出电路与 单片机连接，控制器与PLC控制器连接，PLC报警器与PLC控制器连接；双冗余数据显示模块4中，力矩限制器显示器分别与单片机和PLC控制器连接，车 身控制显示器分别与单片机和PLC控制器连接。它还包括远程通讯及维护模块6，其中，GPS模块与通信CPU卡连接，GPRS模块与 通信CPU卡连接，通信CPU卡与CAN通信电路连接，CAN通信电路与PLC控制器连接， CAN通信电路与单片机连接，GPRS模块发送的数据由数据服务器接收处理，此时，力矩 限制器显示器通过CAN通信电路分别与单片机和PLC控制器连接，车身控制显示器通过 CAN通信电路分别与单片机和PLC控制器连接。本专利技术的工作原理如下平时工作时，整个系统由PLC控制器控制，将来自起重机不同部位的重量传感器组 7和角度传感器组8采集的数据进行分析计算后，将结果显示于安装在起重机驾驶室内 的力矩限制器显示器上，当起重机超载或超幅时，PLC控制器会向控制器发出控制指令， 立即制止起重机继续起升，并向报警器发出报警指令，报警器会向操作人员发出^70bp 的报警声音，提示操作人员注意；同时，PLC控制器每隔固定时间会向单片机发送"正 常工作"的信号， 一旦PLC控制器发生故障，单片机会在无法收到"正常工作"的信号 时接替PLC控制器的工作，对整个系统进行控制。重量传感器组7中的每支重量传感器工作时同时向PLC控制器和单片机传送信号， PLC控制器和单片机各存有不同的信号采集软件，两套独立的信号被采集到PLC控制器 和单片机中，经过独立的计算，两数据被合二为一后，再与额定数据表进行比较、分析 和处理，当重量传感器组正常工作时PLC控制器或单片机是工作在重量传感器组的工作曲线上，若某一支传感器出现异常或故障时，系统能迅速做出判断，并关闭出现异常或故障的传感器信号通道，自动切换到单传感器工作曲线上。如图5所示，角度传感器组8的两支角度传感器10， 10'分别安装在起重机两个重锤9， 9'的一侧， 一支角度传感器10采用线性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种起重机用双冗余力矩限制器，包括电源模块（１），其特征在于：它还包括双冗余数据采集模块（２）、双冗余数据处理模块（３）、双冗余数据显示模块（４）和控制模块（５），　双冗余数据处理模块（３）由单片机和ＰＬＣ控制器组成，单片机与存储器连 接；　双冗余数据采集模块（２）中，重量传感器组（７）由两支重量传感器组成，每支重量传感器通过输入电路与单片机连接，每支重量传感器与ＰＬＣ控制器连接，角度传感器组（８）由两支角度传感器（１０，１０’）组成，每支角度传感器（１０）通过输入 电路与单片机连接，每支角度传感器（１０）与ＰＬＣ控制器连接；　控制模块（５）中，控制器通过输出电路与单片机连接，单片机报警器通过输出电路与单片机连接，控制器与ＰＬＣ控制器连接，ＰＬＣ报警器与ＰＬＣ控制器连接；　双冗余数据显示模块 （４）中，力矩限制器显示器分别与单片机和ＰＬＣ控制器连接，车身控制显示器分别与单片机和ＰＬＣ控制器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家忠，王进，
申请(专利权)人：宜昌市创星电子技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]