一种用于起重机监控系统的重量测量方法技术方案

本发明专利技术涉及测量技术领域，具体涉及一种用于起重机监控系统的重量测量方法。该方法首先获取起重机的卷扬电机的输出功率和起升高度；根据起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式，得到刨除钢丝绳影响的初始吊重重量。分析起重机的运行过程得到加速度，用于后续刨除加速度的影响准确的获取起重机的净吊装重量。基于力的计算公式，结合加速度得到刨除加速度影响后的实际吊重重量；本发明专利技术从安装角度便于获取的电流和电压参数，计算出卷扬电机的功率，结合运行中得到的加速度值，准确计算出实际的吊重重量，且消除了钢丝绳对起重机的实际吊重的影响，提高了起重机重量测量时的吊重重量获取的准确性。重机重量测量时的吊重重量获取的准确性。重机重量测量时的吊重重量获取的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于起重机监控系统的重量测量方法


[0001]本专利技术涉及测量
，具体涉及一种用于起重机监控系统的重量测量方法。

技术介绍

[0002]起重机监控系统通过采集起重机的起吊重量、运行行程和高度、操作动作和限位闭合情况等信号，进行综合分析判断，主要用于起重机的运行情况、操作情况记录和分析和预警。
[0003]由于起重机属于特种设备，为了保证安全运行，国家在2017年出台有专门的国家标准GB/T28264
‑
2017，对起重机安全监控系统做出明确要求，必须采集到起重机的重量信号。目前在监控系统的起重机重量测量方面，要想获取到现场起重量信号，常见的钢丝绳固定端不外露，不能新装旁压重量传感器，难以采集起重机的实际的吊重重量，且在后续测量吊重时，会受钢丝绳长度大小影响比较大。

技术实现思路

[0004]为了解决起重机重量测量时误差受钢丝绳长度大小影响比较大技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于起重机监控系统的重量测量方法，所采用的技术方案具体如下：
[0005]获取起重机的卷扬电机的电机电流、电机电压和起升高度；
[0006]结合电机电流和电机电压得到卷扬电机的输出功率；根据起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式，将起重机实时的输出功率和两个不同的钢丝绳长度输入至拟合出的关系式中，得到初始吊重重量；
[0007]利用定时器中断起重机的运行过程，对相邻次中断时的起升高度进行分析，得到加速度；基于力的计算公式，结合加速度得到刨除加速度影响后的实际吊重重量。
[0008]优选的，所述根据起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式，包括：
[0009]功率采集值p0，离地高度为h0，对应的钢丝绳长度为L0；
[0010]功率采集值p1，离地高度为h1，对应的钢丝绳长度为L1；
[0011]功率采集值p2，离地高度为h2，对应的钢丝绳长度为L2；
……
；
[0012]功率采集值pn，离地高度为hn，对应的钢丝绳长度为Ln；
[0013]根据以上起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式；
[0014]p＝k*L+b
[0015]其中，p为功率采集值；k为关系式中的斜率；b为关系式中的截距；L为钢丝绳长度。
[0016]优选的，所述将起重机实时的输出功率和两个不同的钢丝绳长度输入至拟合出的关系式中，得到初始吊重重量，包括：
[0017]对关系式进行换算，换算的公式为：
[0018]p0
’
＝k*(L1
‑
L0)+p0
[0019]其中，p0
’
为换算后钢丝绳长度为L1且空钩时的功率采集值；k为斜率；L1和L0为两个不同的钢丝绳长度；p0为原始的钢丝绳长度为L0且空钩时功率采集值；
[0020]只含重物的功率采集值的计算公式为：
[0021]py＝Px
–
(k*(Lx
‑
L0)+p0))
[0022]其中，py为只含重物的功率采集值，Px为任意功率采集值；L0为设定的钢丝绳长度；Lx为除钢丝绳长度L0之外的任意钢丝绳长度；
[0023]只含有重物，刨除钢丝绳绳长的影响的初始吊重重量的计算公式为：
[0024]Py＝(py
‑
p0
’
)/(p1
‑
p0
’
)
×
(Pr)
[0025]其中，Py是初始吊重重量，也即只含重物，不包括钢丝绳的重量；p0
’
为换算后钢丝绳长度为L1且空钩时的功率采集值；p1为钢丝绳长度为L1且吊重时的功率采集值；Pr为钢丝绳长度为L1时的吊重实际值；py为只含重物的重量采集值。
[0026]优选的，所述方法还包括，吊重悬停处理算法：
[0027]在起重机监控系统的重量测量算法中当中设置一个中间变量，记忆上一次采集到的卷扬电机电流值；
[0028]当起升或者下降信号的下降沿到来的时候，也即要停止卷扬运行的时候，将上一步记忆的上一次采集电流值封存到另外一个全局变量中并存储；
[0029]停止运行状态，也既无上升信号也无下降信号状态时，重量的计算依据取自上面步骤中封存的电流值。
[0030]优选的，所述利用定时器中断起重机的运行过程，对相邻次中断时的起升高度进行分析，得到加速度，包括：
[0031]在采集硬件中采用定时器中断的方法处理，取1ms的脉冲中断，在中断函数中处理高度h的变化量Δh1＝h2
‑
h1，其中h2是本次1ms中断获取的实时吊钩高度，h1是上次1ms中断获取的吊钩高度；第二个1ms的中断沿的到来，设h2是第二个中断的时候计的吊钩高度，Δh1＝h2
‑
h1，则吊重速度为v1＝Δh1/1ms；当第三个1ms的中断沿的到来，设h3是第三个中断的时候计的吊钩高度，则Δh2＝h3
‑
h2，吊钩速度v2＝Δh2/1ms；
[0032]该加速度的计算公式为：
[0033][0034]其中，Δv为速度变化值；Δt为时间变化值；v2为当前时刻的吊钩速度；v1为前一时刻的吊钩速度；Δh2为后一时刻和当前时刻采集到的高度差；Δh1为当前时刻和前一时刻采集到的高度差；h3为后一时刻对应的高度；h2为当前时刻对应的高度；h1为前一时刻对应的高度。
[0035]优选的，所述基于力的计算公式，结合加速度得到刨除加速度影响后的实际吊重重量，包括：
[0036]当起重机的吊钩向上作加速运动时，实际吊重重量的计算公式为：
[0037]m＝Py/(a+g)
[0038]其中，m为实际吊重重量；Py为初始吊重重量；a为加速度；g为重力加速度。
[0039]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：
[0040]本专利技术通过读取起升高度信号，在重量测量时运行新设计的重量计算校准方法，消除了钢丝绳长度和重量对起重机的实际吊重的影响，同时，通过计算起重机的吊钩在工作过程中的加速度，进一步消除加速度对起重机的实际吊重的影响，提高了起重机重量测量时的吊重重量获取的准确性。由于本专利技术并不依赖于重量传感器的安装，仅需要增加便于安装的电流互感器，因此对于重量传感器无法应用的场合具有比较大的实际意义，而且测量精度也较高。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0042]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种用于起重机监控系统的重量测量方法的方法流程图。
具体实施方式
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于起重机监控系统的重量测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取起重机的卷扬电机的电机电流、电机电压和起升高度；结合电机电流和电机电压得到卷扬电机的输出功率；根据起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式，将起重机实时的输出功率和两个不同的钢丝绳长度输入至拟合出的关系式中，得到初始吊重重量；利用定时器中断起重机的运行过程，对相邻次中断时的起升高度进行分析，得到加速度；基于力的计算公式，结合加速度得到刨除加速度影响后的实际吊重重量。2.根据权利要求1所述的用于起重机监控系统的重量测量方法，其特征在于，所述根据起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式，包括：功率采集值p0，离地高度为h0，对应的钢丝绳长度为L0；功率采集值p1，离地高度为h1，对应的钢丝绳长度为L1；功率采集值p2，离地高度为h2，对应的钢丝绳长度为L2；
……
；功率采集值pn，离地高度为hn，对应的钢丝绳长度为Ln；根据以上起重机对应的历史数据，拟合出起重机的输出功率和钢丝绳长度的关系式；p＝k*L+b其中，p为功率采集值；k为关系式中的斜率；b为关系式中的截距；L为钢丝绳长度。3.根据权利要求2所述的用于起重机监控系统的重量测量方法，其特征在于，所述将起重机实时的输出功率和两个不同的钢丝绳长度输入至拟合出的关系式中，得到初始吊重重量，包括：对关系式进行换算，换算的公式为：p0
’
＝k*(L1
‑
L0)+p0其中，p0
’
为换算后钢丝绳长度为L1且空钩时的功率采集值；k为斜率；L1和L0为两个不同的钢丝绳长度；p0为原始的钢丝绳长度为L0且空钩时功率采集值；只含重物的功率采集值的计算公式为：py＝Px
–
(k*(Lx
‑
L0)+p0))其中，py为只含重物的功率采集值，Px为任意功率采集值；L0为设定的钢丝绳长度；Lx为除钢丝绳长度L0之外的任意钢丝绳长度；只含有重物，刨除钢丝绳绳长的影响的初始吊重重量的计算公式为：Py＝(py
‑
p0
’
)/(p1
‑
p0
’
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张运良，武欢欢，张启志，冯旭辉，席军辉，
申请(专利权)人：河南恺立智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：