CN108249311B - 起重机抗大风智能控制***及控制方法 - Google Patents
起重机抗大风智能控制***及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
起重机抗大风智能控制***,包括风速传感器:用于采集起重机所在位置的风速,输出风速信号;风向传感器:用于采集起重机所在位置的风向角度,输出风向信号;臂架方位传感器:用于采集起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度,输出方位信号;臂架长度和角度传感器:用于采集起重机的起重臂的起升角度和起重臂长度值L,输出起重臂参数信号;控制输出继电器:控制吊钩起升、起重臂变幅和起重臂水平回转动作;智能控制器:接收输出自动控制信号、风速信号、风向信号、方位信号和起重臂参数信号,与预设值进行比较,输出报警提示信号、语音播报信号、起重机操作状态信号和控制输出继电器的控制信号。控制起重机运行到抗风最安全状态。
Description
技术领域
本发明涉及起重设备控制技术领域,具体涉及起重机抗大风智能控制***。
背景技术
起重机械在建设中起着举足轻重的作用。从起重机械事故的结果分析来看,有些机械事故的主要原因是直接或间接受大风影响而造成。每年都会有类似事故发生,主要集中在塔机,因为塔机的受风面大且吊臂长,容易倾覆。
目前行业内对于大风对起重机的安全,采用的方式都是按照国标在起重机臂架顶部或塔顶安装瞬时风速仪,来测定瞬时风速,然后换算成风级,大于多少风级后停止起重作业,夹轨器夹住,将吊车停止不动,来应对大风的到来。
现在的处理方式原理很简单,购买风速传感器和仪表,实时显示瞬时风速,计算风级,然后大于预设(比如6级)风后,提醒声光报警,或者输出控制信号,切断起重机的起升机构电源,限制起重机的吊重工作。作为有经验的司机,会将起重机吊重卸下,收起吊钩,夹轨器处于夹轨状态,然后就只有等待。这样处理只是解决了起重机不工作,以免产生更大的危险(比如大风下还在吊重,有可能钢丝绳晃动,重物掉下来的危害和事故),但是即便起重机停止工作,如果是持续大风,同时风向正好吹的是整个起重机的臂架面,有些起重机特别是一些塔式起重机,由于高度高、塔吊平衡臂较长,而塔吊本身平衡性就差,正常工作和有小风时,塔吊就晃得非常厉害,如果是持续大风,是无法避免危险和事故发生,还是会将吊车吹倒吹折弯,造成人员和财产损失。而吊车司机的迅速离开也是不现实的,于是事故发生时,吊车司机在司机室里,只能眼睁睁看着吊车倾覆而束手无策,更加保证不了自己的人身安全。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了起重机抗大风智能控制***,解决起重机械在大风环境下的避险控制问题。
为实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:起重机抗大风智能控制***,包括:
风速传感器:用于采集起重机所在位置的风速V1,输出风速信号;
风向传感器:用于采集起重机所在位置的风向角度φ1,输出风向信号;
臂架方位传感器:用于采集起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2,输出方位信号;
臂架长度和角度传感器:用于采集起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L,输出起重臂参数信号;
避风手动/自动切换按钮:产生自动控制信号;
液晶显示器:用于显示起重机操作状态;
语音报警:用于报警提示和语音播报;
控制输出继电器:控制吊钩起升、起重臂变幅和起重臂水平回转动作;
智能控制器:接收输出自动控制信号、风速信号、风向信号、方位信号和起重臂参数信号,与预设值进行比较,输出报警提示信号、语音播报信号、起重机操作状态信号和控制输出继电器的控制信号。
进一步的,所述避风手动/自动切换按钮动作时,输出自动控制信号,智能控制器运用控制输出继电器自动控制起重机动作。
进一步提出起重机抗大风控制方法:包括以下步骤:
S1:初始化数据,设定安全最高运行风速VMIN、实时参数操作阈值、实时参数自动操作阈值和最小风险风速VMAX;
S2:采集起重实时参数;实时参数包括:起重机所在位置的风速V1、起重机所在位置的风向角度φ1,起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2、起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L;
S3:当VMIN<V1<VMAX时,将起重实时参数分别与初始化中相应的实时参数操作阈值进行比较,超出实时参数操作阈值时,发出语音提示和显示相应的设置范围;
S4:当V1>VMAX时,将起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L降到相应的实时参数自动操作阈值内,再驱动起重臂水平回转,将起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2调整到与风向角度φ1相同。
风向角度φ1与夹角角度φ2的参考方向相同。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:解决起重机械在大风环境下的避险控制问题,实现了对起重机械的实时监控和自动控制。
增加风向、起重机吊臂方位、实际臂长的检测传感器,利于综合判断起重机的最安全受风状态。
加装起重机抗风智能控制器,由单片机为处理核心,外带显示和语音提示。其核心是,能在触发危险后,根据风速、风向、起重机吊臂方位、臂长等信号,显示和语音方式提醒司机操作,以免司机在危险来临时,或因为新手经验不足,或因为瞬间失去判断,不知下一步该如何操作起重机构来避免危险。该控制器会一直循环采集各类信号和起重机当前实际状态对比,来提示调整或主动操控起重机向安全方向运行。
带有自动/手动切换按钮,正常工作时由司机控制起重机的起升、变幅、回转操作,紧急状态下一旦切换到自动状态,由起重机抗风智能控制器输出控制信号,引导电气回路操作,将起重机运行到抗风最安全状态。有限保护生命和财产安全。
附图说明
图1为本发明结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示,本发明所述的一种起重机抗大风智能控制***,包括:
风速传感器:用于采集起重机所在位置的风速V1,输出风速信号;
风向传感器:用于采集起重机所在位置的风向角度φ1,输出风向信号;
臂架方位传感器:用于采集起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2,输出方位信号;
臂架长度和角度传感器:用于采集起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L,输出起重臂参数信号;
避风手动/自动切换按钮:产生自动控制信号;
液晶显示器:用于显示起重机操作状态;
语音报警:用于报警提示和语音播报;
控制输出继电器:控制吊钩起升、起重臂变幅和起重臂水平回转动作;
智能控制器:接收输出自动控制信号、风速信号、风向信号、方位信号和起重臂参数信号,与预设值进行比较,输出报警提示信号、语音播报信号、起重机操作状态信号和控制输出继电器的控制信号。
进一步的,所述避风手动/自动切换按钮动作时,输出自动控制信号,智能控制器运用控制输出继电器自动控制起重机动作。
进一步提出起重机抗大风控制方法:包括以下步骤:
S1:初始化数据,设定安全最高运行风速VMIN、实时参数操作阈值、实时参数自动操作阈值和最小风险风速VMAX;
S2:采集起重实时参数;实时参数包括:起重机所在位置的风速V1、起重机所在位置的风向角度φ1,起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2、起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L;
S3:当VMIN<V1<VMAX时,将起重实时参数分别与初始化中相应的实时参数操作阈值进行比较,超出实时参数操作阈值时,发出语音提示和显示相应的设置范围;
S4:当V1>VMAX时,将起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L降到相应的实时参数自动操作阈值内,再驱动起重臂水平回转,将起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2调整到与风向角度φ1相同。
在大风报警触发时,显示出当前的风向(比如为东南29度)、当前的吊臂实际角度(比如为西北37度)。起重机机构抗大风智能控制器会根据实际风速、风向、吊臂方位、臂长等参量,计算和判断当前最安全的状态,通过现实仪表给予司机操作提示,将起重机置于抗风最安全状态。例如提示司机卸掉起重物,收起吊钩,变幅到最小锁定,将吊臂回转到东南29度方向,处于顺风状态,使得起重臂受风面最小。为了保持平衡,提示司机卸掉起重物,吊钩收一半在空中,变幅到中间或最大位置,将吊臂回转到东南29度,处于顺风状态,使得起重臂受风面最小。司机按仪表提示和语音逐步操作,并对比仪表显示状态调整,直到所以操作基本完成。但是如果起重机处于非常危险状态,司机瞬间已经不能思路清晰的操作这类控制机构,可以将按钮置于抗风自动按钮,以上操作由起重机机构抗大风智能控制器发出电控指令自动完成,最终将大风对于起重机的危害降低到最低状态。
同时大风的风向有可能是会有变化的,起重机机构抗大风智能控制器会根据实际采集检测到的风向数据,对比起重机当前的方位等数据,随时发出调整或转动的命令,来持续保护安全,而不是原来被动锁机等待不调整起重设备相对位置。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.起重机抗大风控制方法,其特征在于,起重机抗大风智能控制***包括:
风速传感器:用于采集起重机所在位置的风速V1,输出风速信号;
风向传感器:用于采集起重机所在位置的风向角度φ1,输出风向信号;
臂架方位传感器:用于采集起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2,输出方位信号;
臂架长度和角度传感器:用于采集起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L,输出起重臂参数信号;
避风手动/自动切换按钮:产生自动控制信号;正常工作时由司机控制起重机的起升、变幅、回转操作,紧急状态下一旦切换到自动状态,由智能控制器输出控制信号,引导电气回路操作,将起重机运行到抗风最安全状态;
液晶显示器:用于显示起重机操作状态;
语音报警:用于报警提示和语音播报;
控制输出继电器:控制吊钩起升、起重臂变幅和起重臂水平回转动作;
智能控制器:接收输出自动控制信号、风速信号、风向信号、方位信号和起重臂参数信号,与预设值进行比较,输出报警提示信号、语音播报信号、起重机操作状态信号和控制输出继电器的控制信号;
所述控制方法包括以下步骤:
S1:初始化数据,设定安全最高运行风速VMIN、实时参数操作阈值、实时参数自动操作阈值和最小风险风速VMAX;
S2:采集起重实时参数;实时参数包括:起重机所在位置的风速V1、起重机所在位置的风向角度φ1,起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2、起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L;
S3:当 VMIN<V1<VMAX时,将起重实时参数分别与初始化中相应的实时参数操作阈值进行比较,超出实时参数操作阈值时,发出语音提示和显示相应的设置范围;
S4:当V1>VMAX时,将起重机的起重臂的起升角度φ3和起重臂长度值L降到相应的实时参数自动操作阈值内,再驱动起重臂水平回转,将起重机的起重臂中心线水平投影与参考方向的夹角角度φ2调整到与风向角度φ1相同。
2.如权利要求1所述起重机抗大风控制方法,其特征在于,所述避风手动/自动切换按钮动作时,输出自动控制信号,智能控制器运用控制输出继电器自动控制起重机动作。
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