RU2335451C1 - Protection system for lifting crane (versions) - Google Patents
Protection system for lifting crane (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335451C1 RU2335451C1 RU2006143118/11A RU2006143118A RU2335451C1 RU 2335451 C1 RU2335451 C1 RU 2335451C1 RU 2006143118/11 A RU2006143118/11 A RU 2006143118/11A RU 2006143118 A RU2006143118 A RU 2006143118A RU 2335451 C1 RU2335451 C1 RU 2335451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crane
- information
- control unit
- protection system
- load
- Prior art date
Links
Landscapes
- Jib Cranes (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано в системах управления и защиты грузоподъемных кранов от перегрузок и столкновений с различными препятствиями.The invention relates to hoisting and transport machinery and can be used in control systems and protection of hoisting cranes from overloads and collisions with various obstacles.
Известна система защиты грузоподъемного крана, содержащая электронный блок, включающий в себя цифровую вычислительную машину и подключенные к ней органы управления, индикаторы, блок памяти и устройство ввода-вывода информации, а также датчики рабочих параметров (угла подъема стрелы, длины стрелы, массы груза, угла поворота поворотной площадки крана и т.д.), подключенные к входам устройства ввода-вывода информации, выходы которого подключены к исполнительному блоку [1].A known protection system for a crane comprising an electronic unit including a digital computer and controls connected thereto, indicators, a memory unit and an information input / output device, as well as operational parameters sensors (boom angle, boom length, load weight, the angle of rotation of the rotary platform of the crane, etc.) connected to the inputs of the input / output device information, the outputs of which are connected to the Executive unit [1].
В этой системе отказ любого датчика или ошибка оператора при вводе в цифровую вычислительную машину параметров и режимов работы крана (положения выдвижных опор, степени запасовки грузового полиспаста, наличия, длины и угла наклона гуська и т.д.) приводят к неконтролируемому отключению защитных функций системы, что снижает безопасность работы крана.In this system, the failure of any sensor or an operator’s error when entering the crane’s parameters and operating modes (the position of the retractable supports, the degree of stocking of the chain hoist, the presence, length and angle of the jib, etc.) lead to an uncontrolled shutdown of the protective functions of the system , which reduces the safety of the crane.
Наиболее близкой к предложенной системе является система защиты крана от перегрузки и от столкновений с препятствиями, содержащая датчики параметров его работы, исполнительное устройство и информационно-управляющий блок, реализованный на основе микроконтроллера и соединенный с упомянутыми датчиками и исполнительным устройством. Этот блок содержит органы управления и выполнен с возможностью ввода в него оператором параметров стрелового оборудования и опорного контура крана. В системе осуществляются вычисления координат элементов и сборочных узлов крана относительно границ его рабочей зоны, нагрузок в них и запаса грузовой устойчивости крана, сравнение вычисленных значений с допустимыми значениями, записанными в памяти информационно-управляющего блока. В зависимости от результатов этих сравнений формируются сигналы управления исполнительным устройством, направленные на предотвращение превышения этих допустимых значений. Причем вычисления нагрузок и грузового момента осуществляются двумя методами с использованием двух групп датчиков нагрузки и/или пространственного положения стрелы крана [2].Closest to the proposed system is a crane protection system against overload and collisions with obstacles, containing sensors for its operation parameters, an actuator and an information and control unit implemented on the basis of a microcontroller and connected to the said sensors and an actuator. This block contains controls and is configured to enter the parameters of the boom equipment and the crane support circuit into it. The system calculates the coordinates of the elements and assembly nodes of the crane relative to the boundaries of its working area, the loads in them and the stock of cargo stability of the crane, compares the calculated values with valid values recorded in the memory of the information-control unit. Depending on the results of these comparisons, actuator control signals are generated to prevent these excess values from being exceeded. Moreover, the calculation of loads and load moment are carried out by two methods using two groups of load sensors and / or the spatial position of the crane jib [2].
В этой системе осуществляется последовательное сравнение различных параметров работы крана с их предельно допустимыми значениями без предварительного выбора параметра, превышение которого наиболее вероятно в текущий момент времени. Это приводит к снижению быстродействия срабатывания защиты и соответственно к снижению безопасности работы крана. Кроме того, в этой системе не предусмотрено выявление, предупреждение и исключение ошибок оператора при вводе в систему защиты параметров стрелового оборудования и/или опорного контура крана, что также приводит к снижению безопасности его работы. К этому же недостатку приводит и отсутствие коррекции величин предельно допустимых значений параметров работы крана в зависимости от погрешностей датчиков, используемых в этой системе.In this system, the various parameters of the crane are sequentially compared with their maximum permissible values without first selecting a parameter that is most likely to be exceeded at the current time. This leads to a decrease in the response speed of the protection and, accordingly, to a decrease in the safety of the crane. In addition, this system does not provide for the identification, warning, and elimination of operator errors when entering the parameters of the boom equipment and / or the crane support circuit into the protection system, which also reduces the safety of its operation. The lack of correction of the maximum permissible values of the crane operation parameters, depending on the errors of the sensors used in this system, also leads to this drawback.
Кроме того, пониженное быстродействие системы защиты приводит к повышенным перемещениям элементов конструкции крана (к выбегам) после достижения предельно допустимых значений параметров работы крана. Это, в свою очередь, затрудняет реализацию координатной защиты крана.In addition, the reduced speed of the protection system leads to increased displacements of the crane structural elements (to coasts) after reaching the maximum permissible values of the crane operation parameters. This, in turn, complicates the implementation of coordinate protection of the crane.
Повышенное количество датчиков в системе, обусловленное применением различных методов определения одного и того же параметра работы крана, приводит к снижению надежности системы защиты за счет ее усложнения.The increased number of sensors in the system, due to the use of different methods for determining the same parameter of the crane, reduces the reliability of the protection system due to its complexity.
Основной технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение безопасности работы грузоподъемного крана за счет:The main technical problem, the solution of which the claimed invention is directed, is to increase the safety of a crane due to:
- повышения быстродействия системы защиты;- increase the speed of the protection system;
- предупреждения или исключения ошибок оператора при вводе в систему параметров стрелового оборудования и/или опорного контура крана;- warning or eliminating operator errors when entering the boom equipment and / or crane support loop parameters into the system;
- исключения влияния на эффективность работы системы защиты погрешностей датчиков, осуществляющих прямые или косвенные измерения параметров работы крана.- elimination of the influence on the efficiency of the system of protection of errors of sensors performing direct or indirect measurements of the parameters of the crane.
Дополнительными техническими задачами являются:Additional technical tasks are:
- уменьшение перемещений крана после достижения предельно допустимых значений параметров работы крана и блокирования системой защиты его движений за счет повышения быстродействия системы защиты;- reduction of crane movements after reaching the maximum permissible values of the crane operation parameters and blocking by the protection system of its movements by increasing the speed of the protection system;
- повышение надежности системы защиты за счет реализации ее функций с меньшим количеством используемых датчиков без снижения безопасности работы крана;- improving the reliability of the protection system due to the implementation of its functions with fewer sensors used without reducing the safety of the crane;
- упрощение конструкции устройства ввода оператором параметров стрелового оборудования и опорного контура грузоподъемного крана;- simplifying the design of the operator input device parameters of the boom equipment and the support contour of the crane;
- снижение требований к точности датчиков параметров работы крана без снижения безопасности его работы;- reducing the requirements for the accuracy of the sensors parameters of the crane without compromising the safety of its operation;
- повышение производительности работы крана за счет использования резервов его грузоподъемности при применении датчиков повышенной точности.- improving the performance of the crane through the use of reserves of its carrying capacity when using sensors of high accuracy.
Поставленные технические задачи решаются тем, что в системе защиты грузоподъемного крана, содержащей датчики нагрузки и/или пространственного положения его элементов и/или сборочных узлов, исполнительное устройство и информационно-управляющий блок, выполненный на основе микроконтроллера с возможностью проводного и/или беспроводного подключения к нему упомянутых датчиков и исполнительного устройства и с возможностью вычислений координат элементов и/или сборочных узлов относительно границ рабочей зоны крана, и/или нагрузок в них, и/или запаса грузовой устойчивости крана, последующего сравнения, по меньшей мере, одного из вычисленных значений этих параметров с допустимыми значениями, записанными в памяти информационно-управляющего блока, и формирования, в зависимости от результатов этих сравнений, сигналов управления исполнительным устройством, направленных на блокирование движений грузоподъемного крана из условия предотвращения превышения этих допустимых значений и на разрешение остальных движений крана, информационно-управляющий блок дополнительно выполнен с возможностью выявления параметра, превышение допустимого значения которого наиболее вероятно для текущего пространственного положения и/или для текущих условий работы грузоподъемного крана, а также с возможностью приоритетных сравнений этого параметра с его допустимым значением.The stated technical problems are solved by the fact that in the protection system of the crane containing load sensors and / or spatial position of its elements and / or assembly units, an actuator and an information and control unit based on a microcontroller with the possibility of wired and / or wireless connection to him sensors and actuators and with the possibility of calculating the coordinates of the elements and / or assembly nodes relative to the boundaries of the working area of the crane, and / or loads in them, and / and and the stock of cargo stability of the crane, the subsequent comparison of at least one of the calculated values of these parameters with valid values recorded in the memory of the information-control unit, and the formation, depending on the results of these comparisons, control signals of the actuator, aimed at blocking movements crane from the condition of preventing exceeding these permissible values and to allow the remaining movements of the crane, the information-control unit is additionally made possibility of detecting a parameter exceeding the permissible value of which most likely for the current spatial position and / or for the current operating conditions of the crane as well as the chance of priority comparison between this parameter and its allowable value.
Выявление параметра, превышение допустимого значения которого наиболее вероятно, осуществляется преимущественно с использованием математической модели крана, в частности, посредством определения наиболее нагруженного силового элемента или сборочного узла, или снижения запаса грузовой устойчивости грузоподъемного крана, или выявления элемента или сборочного узла крана, приближающегося к препятствию на наименьшее расстояние. При этом учитываются текущее пространственное положение, условия работы, конфигурация грузоподъемного оборудования, положение опор крана, текущее значения скорости подъема/опускания и/или перемещения груза, и/или климатические параметры внешней среды, в частности ее температура, скорость ветра и наличие осадков.Identification of the parameter, the excess of the permissible value of which is most likely, is carried out mainly using the mathematical model of the crane, in particular, by determining the most loaded power element or assembly, or reducing the stock of cargo stability of a crane, or identifying an element or assembly of a crane approaching an obstacle at the smallest distance. This takes into account the current spatial position, operating conditions, the configuration of the lifting equipment, the position of the crane supports, the current values of the speed of raising / lowering and / or movement of the load, and / or climatic parameters of the external environment, in particular its temperature, wind speed and the presence of precipitation.
Во втором варианте системы защиты грузоподъемного крана, содержащей датчики нагрузки и/или пространственного положения его элементов и/или сборочных узлов, исполнительное устройство и информационно-управляющий блок, выполненный на основе микроконтроллера с возможностью проводного и/или беспроводного подключения к нему упомянутых датчиков и исполнительного устройства и с возможностью вычислений координат элементов и/или сборочных узлов относительно границ рабочей зоны крана, и/или нагрузок в них, и/или запаса грузовой устойчивости крана с учетом параметров стрелового оборудования и/или опорного контура грузоподъемного крана, сравнения, по меньшей мере, одного из вычисленных значений этих параметров с допустимыми значениями, записанными в памяти информационно-управляющего блока, и формирования, в зависимости от результатов этих сравнений, сигналов управления исполнительным устройством, направленных на предотвращение превышения этих допустимых значений, поставленные технические задачи решаются тем, что информационно-управляющий блок дополнительно выполнен с возможностью автоматического определения параметров стрелового оборудования и/или опорного контура грузоподъемного крана или предупреждения, и/или выявления, и/или исправления неправильных действий оператора при вводе этих параметров с возможностью последующего формирования предупреждающих информационных сигналов и/или сигналов управления исполнительным устройством, направленных на устранение последствий этих неправильных действий.In the second version of the crane protection system, which contains load and / or spatial position sensors of its elements and / or assemblies, an actuator and an information and control unit made on the basis of a microcontroller with the possibility of wired and / or wireless connection of the above sensors and an executive devices and with the ability to calculate the coordinates of the elements and / or assembly units relative to the boundaries of the working area of the crane, and / or loads in them, and / or the stock of cargo resistance to a wound taking into account the parameters of the boom equipment and / or the supporting contour of the crane, comparing at least one of the calculated values of these parameters with the permissible values recorded in the memory of the information-control unit, and the formation, depending on the results of these comparisons, control signals an actuator designed to prevent exceeding these permissible values, the technical tasks are solved by the fact that the information-control unit is additionally made with the ability to automatically determine the parameters of the boom equipment and / or the supporting contour of the crane or warning, and / or identifying and / or correcting incorrect operator actions when entering these parameters with the possibility of subsequent generation of warning information signals and / or control signals of the actuator, aimed at eliminating the consequences of these incorrect actions.
Для этого, в частности, информационно-управляющий блок выполнен с возможностью вывода на индикаторы информации о введенных параметрах стрелового оборудования и/или опорного контура и формирования сигналов управления исполнительным устройством, разрешающих работу крана, после подтверждения оператором правильности их ввода.For this, in particular, the information-control unit is configured to display information on the entered parameters of the boom equipment and / or the reference loop and generate control signals for the actuator allowing the crane to work after the operator confirms their input.
Решение поставленных задач в этом варианте системы может достигаться также тем, что информационно-управляющий блок выполнен с возможностью автоматического выявления неправильно введенных оператором параметров стрелового оборудования и/или опорного контура путем анализа характера изменения параметров работы крана, характеризующих нагрузку и/или пространственное положение его элементов и/или сборочных узлов. В частности, возможные варианты выявления неправильно введенной оператором кратности запасовки грузового полиспаста могут быть реализованы путем:The solution of the tasks in this version of the system can also be achieved by the fact that the information-control unit is configured to automatically detect incorrectly entered parameters of the boom equipment and / or support loop by the operator by analyzing the nature of the change in the crane operation parameters characterizing the load and / or spatial position of its elements and / or assemblies. In particular, the possible options for identifying the incorrectly entered operator multiplicity of the stocking of the chain hoist can be implemented by:
- сопоставления скорости перемещения крюковой обоймы или подъема/опускания груза и скорости перемещения грузового каната или угловой скорости барабана грузовой лебедки или путем сопоставления величин массы поднимаемого/перемещаемого груза, вычисленного на основании результатов измерения усилий в грузовом канате и усилия в стреловом канате или давлений в гидроцилиндре подъема стрелы;- comparing the speed of movement of the hook clip or lifting / lowering the load and the speed of movement of the cargo rope or the angular speed of the drum of the cargo winch or by comparing the mass of the lifting / moving cargo calculated on the basis of the results of measuring the forces in the cargo rope and the efforts in the boom rope or the pressure in the hydraulic cylinder boom lift;
- сопоставления измеренных значений массы поднимаемого/перемещаемого груза и выходной мощности привода грузовой лебедки, определяемой посредством измерения скорости перемещения грузового каната или угловой скорости барабана грузовой лебедки и момента, передаваемого валом грузовой лебедки, или величины давления в ее гидравлическом приводе, и последующего перемножения этих величин;- comparing the measured values of the mass of the lifting / moving cargo and the output power of the drive of the cargo winch, determined by measuring the speed of movement of the cargo rope or the angular speed of the drum of the cargo winch and the moment transmitted by the shaft of the cargo winch, or the pressure in its hydraulic drive, and the subsequent multiplication of these values ;
- контроля возможности работы крана с введенным значением этой кратности для данной длины стрелы, в частности с введенным оператором параметром-признаком наличия гуська.- control of the crane's ability to work with an entered value of this multiplicity for a given boom length, in particular with an operator-entered parameter indicating the presence of a jib.
В любом из указанных вариантов определения неправильно введенной оператором кратности запасовки грузового полиспаста информационно-управляющий блок может быть выполнен с возможностью автоматического исправления неправильно введенной кратности запасовки грузового полиспаста. В частности, при введении оператором параметра-признака наличия гуська автоматически устанавливается единичное значение кратности запасовки грузового полиспаста.In any of these options for determining the incorrectly entered by the operator of the multiplicity of storage of the cargo block, the information-control unit can be configured to automatically correct the incorrectly entered multiplicity of storage of the cargo block. In particular, when the operator enters the parameter-sign of the presence of the jib, the unit value of the multiplicity of the stocking of the tackle is automatically set.
Информационно-управляющий блок может быть выполнен также с возможностью автоматического выявления неправильно введенного оператором параметра-признака наличия гуська (удлинителя стрелы), например, путем сопоставления:The information-control unit can also be configured to automatically detect the parameter-sign of the presence of a jib (boom extension) incorrectly entered by the operator, for example, by comparing:
- изменения угла наклона или длины стрелы и соответствующего ему изменения грузового момента крана;- changes in the angle or length of the boom and the corresponding change in the load moment of the crane;
- вычисленного значения грузового момента и момента инерции поворотной платформы крана с грузом, определяемого с использованием результатов измерения ускорений и/или усилий или моментов в приводе поворота крана.- the calculated value of the load moment and the moment of inertia of the rotary platform of the crane with the load, determined using the results of measuring accelerations and / or forces or moments in the crane rotation drive.
Решение поставленных задач может достигаться также выполнением информационно-управляющего блока с возможностью автоматического выявления неправильно введенных оператором параметров опорного контура и/или стрелового оборудования (в части длины стрелы/вылета, например, установки гуська), в частности путем выявления несоответствий значений грузового момента, вычисленных с использованием результатов измерений усилий или давлений в механизмах выносных опор и в механизме поддержания стрелы.The solution of the tasks set can also be achieved by performing an information-control unit with the ability to automatically detect incorrectly entered parameters of the support contour and / or boom equipment by the operator (in terms of the length of the boom / reach, for example, the jib installation), in particular by identifying inconsistencies in the load moment values calculated using the results of measurements of forces or pressures in the mechanisms of the outriggers and in the support mechanism of the boom.
В третьем варианте системы защиты грузоподъемного крана, содержащей датчики нагрузки и/или пространственного положения его элементов и/или сборочных узлов, исполнительное устройство и информационно-управляющий блок, выполненный на основе микроконтроллера с возможностью проводного и/или беспроводного подключения к нему упомянутых датчиков и исполнительного устройства и с возможностью вычислений координат элементов и/или сборочных узлов относительно границ рабочей зоны крана, и/или нагрузок в них, и/или запаса грузовой устойчивости крана, сравнения, по меньшей мере, одного из вычисленных значений этих параметров с допустимыми значениями, записанными в памяти информационно-управляющего блока, и формирования, в зависимости от результатов этих сравнений, сигналов управления исполнительным устройством, направленных на предотвращение превышения этих допустимых значений, решение поставленных задач достигается тем, что информационно-управляющий блок дополнительно выполнен с возможностью изменения допустимых значений параметров в зависимости от погрешности упомянутых датчиков. В частности, осуществляется автоматическое снижение допустимых значений нагрузки и/или увеличение допустимого значения грузовой устойчивости крана при увеличении погрешности датчиков нагрузки и/или пространственного положения элементов и/или сборочных узлов грузоподъемного крана. При этом могут использоваться априорно установленные и записанные в памяти информационно-управляющего блока значения максимальной погрешности датчиков при различных значениях температуры окружающей среды.In a third embodiment of a crane protection system comprising load and / or spatial sensors of its elements and / or subassemblies, an actuator and an information and control unit based on a microcontroller with the possibility of wired and / or wireless connection of said sensors and an actuator to it devices and with the ability to calculate the coordinates of the elements and / or assembly units relative to the boundaries of the working area of the crane, and / or loads in them, and / or the stock of cargo resistance to a wound, comparing at least one of the calculated values of these parameters with allowable values recorded in the memory of the information-control unit, and generating, depending on the results of these comparisons, control signals of the actuator aimed at preventing the excess of these allowable values, solution The tasks set is achieved by the fact that the information-control unit is additionally configured to change the allowable parameter values depending on the error mentioned x sensors. In particular, an automatic reduction of the permissible load values and / or an increase in the permissible value of the cargo stability of the crane is carried out with an increase in the error of the load sensors and / or the spatial position of the elements and / or assemblies of the crane. In this case, the values of the maximum sensor error at different values of the ambient temperature can be used a priori set and recorded in the memory of the information-control unit.
В любом варианте предложенной системы защиты для решения поставленных задач, по меньшей мере, часть датчиков нагрузки и/или пространственного положения может быть объединена в одну группу по месту их расположения на грузоподъемном кране и снабжена контроллером, выполненным с возможностью преобразования и/или обработки выходных сигналов этих датчиков и их проводной или беспроводной передачи в информационно-управляющий блок. Этот блок может дополнительно содержать встроенное устройство индикации/сигнализации, и/или регистратор параметров, и/или запоминающее устройство, а также может быть выполнен с возможностью подключения к нему, по меньшей мере, одного из этих устройств.In any version of the proposed protection system for solving the tasks, at least part of the load and / or spatial sensors can be combined into one group at their location on a crane and equipped with a controller configured to convert and / or process output signals these sensors and their wired or wireless transmission to the information control unit. This unit may further comprise an integrated indication / signaling device and / or a parameter recorder and / or memory device, and may also be configured to connect at least one of these devices to it.
Кроме того, в любом варианте предложенной системы защиты информационно-управляющий блок может быть выполнен с возможность выявления и запоминания предыстории приближения параметра к его допустимому значению и формирования сигналов управления исполнительным устройством, направленных на блокирование или разрешение различных движений крана, с учетом этой предыстории.In addition, in any version of the proposed protection system, the information-control unit can be configured to detect and store the history of the parameter approaching its permissible value and generate control signals for the actuator aimed at blocking or resolving various movements of the crane, taking this history into account.
Реализация системы защиты с указанными отличительными признаками независимых пунктов формулы изобретения позволяет:The implementation of the protection system with the specified distinguishing features of the independent claims allows you to:
- выявить параметр работы крана, превышение допустимого значения которого наиболее вероятно в текущий момент времени, с последующим приоритетным ограничением величины этого параметра (с этой целью предварительно определяется наиболее нагруженный силовой элемент или сборочный узел крана или выявляется снижение запаса его грузовой устойчивости);- identify the crane operation parameter, the excess of the permissible value of which is most likely at the current moment of time, with the subsequent priority limitation of the value of this parameter (for this purpose, the most loaded power element or the crane assembly is preliminarily determined or a decrease in its cargo stability margin is detected);
- реализовать предупреждение, выявление и/или исправление неправильных действий оператора при вводе параметров стрелового оборудования и/или опорного контура грузоподъемного крана;- implement a warning, identification and / or correction of incorrect operator actions when entering the parameters of the boom equipment and / or the supporting contour of the crane;
- скорректировать величины допустимых значений параметров работы крана в зависимости от погрешности датчиков, осуществляющих прямые или косвенные измерения этих параметров.- to adjust the values of permissible values of the parameters of the crane, depending on the error of the sensors, performing direct or indirect measurements of these parameters.
Благодаря этому обеспечивается повышение безопасности работы грузоподъемного крана, уменьшение величин его перемещений после достижения предельно допустимого значения какого-либо параметра и блокирования движений крана системой защиты, повышение надежности системы защиты и снижение требований к точности датчиков либо повышение производительности работы крана за счет использования резервов его грузоподъемности при применении датчиков повышенной точности. Поэтому эти отличительные признаки находятся в прямой причинно-следственной связи с решением как основной, так и дополнительной технических задач.This ensures an increase in the safety of a crane, reduction of its movements after reaching the maximum permissible value of a parameter and blocking of crane movements by the protection system, increasing the reliability of the protection system and reducing the requirements for accuracy of sensors, or increasing the performance of the crane through the use of reserves of its carrying capacity when using sensors of increased accuracy. Therefore, these distinguishing features are in direct causal relationship with the solution of both the main and additional technical problems.
На чертеже в качестве примера приведена одна из возможных функциональных схем системы защиты грузоподъемного крана.The drawing shows as an example one of the possible functional diagrams of the protection system of the crane.
Система, которая может именоваться также устройством или прибором защиты или безопасности, содержит информационно-управляющий блок 1, выполненный на основе микроконтроллера 2, и подключенные к этому блоку при помощи проводного или беспроводного интерфейса датчики 3 нагрузки и/или пространственного положения элементов и/или сборочных узлов крана и исполнительное устройство 4.The system, which may also be called a device or safety or security device, contains an information-control unit 1 based on a microcontroller 2, and load sensors 3 and / or spatial position of elements and / or assembly connected to this unit using a wired or wireless interface crane units and actuator 4.
В состав информационно-управляющего блока 1, который может именоваться также блоком обработки данных, блоком индикации, контроллером и т.п., могут входить органы управления системой защиты 5, устройство индикации 6, блок памяти/регистратор параметров 7, устройство звуковой сигнализации 8, устройство ввода/вывода информации 9 и, при необходимости, другие устройства, например часы реального времени, подключенные непосредственно к микроконтроллеру 2 или к устройству ввода/вывода информации 9. Часть указанных устройств может не входить в информационно-управляющий блок 1. Эти устройства могут подключаться к устройству ввода/вывода информации 9 как внешние устройства информационно-управляющего блока 1.The information-control unit 1, which may also be referred to as a data processing unit, an indication unit, a controller, etc., may include controls for the protection system 5, an indication device 6, a memory unit / parameter recorder 7, an audio signaling device 8, information input / output device 9 and, if necessary, other devices, such as a real-time clock, connected directly to the microcontroller 2 or to the information input / output device 9. Some of these devices may not be included in the inform translationally-control block 1. These devices can be connected to a device input / output information 9 as the external information device and control unit 1.
Устройство ввода-вывода информации 9 обеспечивает согласование логических уровней входных и выходных сигналов микроконтроллера 2 с другими функциональными устройствами системы и выполнено на базе интерфейсных микросхем. Передача данных в системе, в зависимости от варианта исполнения устройства ввода-вывода информации 9 и интерфейсных схем подключенных к нему устройств, осуществляется по радиальной схеме при помощи отдельных проводов, по мультиплексному каналу обмена данными (CAN, LIN, RS-485 и т.д.) и/или по радиоканалу (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, GSM, CDMA и т.д.). В последнем случае во всех подключаемых устройствах, включая датчики 3, устанавливаются приемопередатчики с соответствующими антеннами.The information input-output device 9 provides coordination of the logic levels of the input and output signals of the microcontroller 2 with other functional devices of the system and is based on interface microcircuits. Data transfer in the system, depending on the version of the information input-output device 9 and interface circuits of the devices connected to it, is carried out according to the radial scheme using separate wires, via a multiplex data exchange channel (CAN, LIN, RS-485, etc. .) and / or over the air (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, GSM, CDMA, etc.). In the latter case, in all connected devices, including sensors 3, transceivers with corresponding antennas are installed.
Выходное устройство 4, которое может именоваться также исполнительным устройством, выходным или силовым блоком, блоком расширения, выходным контроллером и т.п., может быть выполнено в виде набора силовых электромагнитных реле или силовых электронных ключей, подключенных к электрогидравлическим или электромагнитным исполнительным устройствам приводов грузоподъемного крана машины. При необходимости оно может содержать микроконтроллер и какую-либо интерфейсную схему для проводной или беспроводной связи с информационно-управляющим блоком 1.The output device 4, which may also be called an actuator, an output or power unit, an expansion unit, an output controller, etc., can be made in the form of a set of power electromagnetic relays or power electronic keys connected to electro-hydraulic or electromagnetic actuators of load-lifting drives crane machine. If necessary, it may contain a microcontroller and some interface circuit for wired or wireless communication with the information and control unit 1.
Набор датчиков 3 зависит от варианта реализации предложенной системы защиты и от типа грузоподъемного крана - мостовой или стреловой кран, кран с телескопической или решетчатой стрелой, с гидравлическим или канатным приводом механизма подъема стрелы и т.д. Датчики 3 в общем случае включают в себя датчик угла подъема (наклона) стрелы, датчик длины стрелы, датчик массы груза (датчик силы или датчики давления), датчик угла поворота поворотной площадки грузоподъемного крана (датчик азимута), датчик предельного подъема грузозахватного органа, датчик приближения к линии электропередачи, датчики положений органов ручного управления исполнительными механизмами, датчики положений выносных опор, датчики давлений в гидроцилиндрах опор, датчик угловой скорости привода грузовой лебедки и другие датчики. В состав датчиков 3 могут также входить датчики параметров внешней среды - температуры окружающего воздуха, скорости ветра, наличия осадков, тумана и т.д.The set of sensors 3 depends on the implementation of the proposed protection system and on the type of crane - a bridge or jib crane, a crane with a telescopic or trellised boom, with a hydraulic or cable drive of the boom lifting mechanism, etc. Sensors 3 in general include a boom angle (tilt) sensor, boom length sensor, load weight sensor (force sensor or pressure sensors), a rotary platform angle sensor of a crane (azimuth sensor), a load limiting organ maximum lifting sensor, a sensor proximity to the power line, position sensors of manual controls for actuators, position sensors of outriggers, pressure sensors in the hydraulic cylinders of the supports, angular velocity sensor of the drive of the cargo winch and other sensors and. The composition of the sensors 3 may also include sensors of environmental parameters - ambient temperature, wind speed, rainfall, fog, etc.
Датчики 3 могут быть объединена в группы по месту их расположения на грузоподъемном кране, например на оголовке телескопируемой стрелы, на ее корневой секции, на неповоротной части крана и т.д. В этом случае каждая группа снабжается контроллером, реализованным на микроконтроллере и осуществляющим преобразование по уровню, усиление, нормирование и/или обработку выходных сигналов этих датчиков - фильтрацию, термокомпенсацию, лианеризацию и т.д. перед их передачей в информационно-управляющий блок 1.Sensors 3 can be combined into groups according to their location on a crane, for example, on the head of a telescoping boom, on its root section, on a fixed part of a crane, etc. In this case, each group is equipped with a controller implemented on the microcontroller and performing level conversion, amplification, normalization and / or processing of the output signals of these sensors - filtering, thermal compensation, lanerization, etc. before their transfer to the information control unit 1.
Органы управления 5 выполнены в виде набора кнопок/клавиш, переключателей, сенсорного экрана дисплея - устройства индикации 6 и т.п. При необходимости, используется дополнительный контроллер органов индикации (например, контроллер клавиатуры).The controls 5 are made in the form of a set of buttons / keys, switches, a touch screen display - display device 6, etc. If necessary, an additional display controller is used (for example, a keyboard controller).
Устройство индикации 6 может быть размещено как в информационно-управляющем блоке 1, так и вне его. Оно может содержать как символьный, так и графический, например жидкокристаллический TFT, индикатор (дисплей) и/или светодиодные индикаторы. Устройство звуковой сигнализации 8 может также иметь различные варианты размещения на грузоподъемном кране и содержит акустический преобразователь (излучатель звука) с усилителем мощности (при необходимости, с синтезатором звуковых сигналов).The indicating device 6 can be placed both in the information and control unit 1, and outside it. It can contain both symbolic and graphic, for example, liquid crystal TFT, indicator (display) and / or LED indicators. The sound alarm device 8 may also have various placement options on a crane and contains an acoustic transducer (sound emitter) with a power amplifier (if necessary, with a sound synthesizer).
Система защиты может дополнительно содержать блок памяти (регистратор параметров) 7 грузоподъемного крана, встроенный в информационно-управляющий блок 1 и/или съемный (внешний). Он выполняется преимущественно в виде блока энергонезависимой Flash памяти, подключенного к микроконтроллеру 2 и/или к устройству ввода-вывода информации 9 (на чертеже условно показан первый вариант). Этот блок может дополнительно содержать часы реального времени.The protection system may further comprise a memory unit (parameter logger) 7 of a crane, integrated in the information and control unit 1 and / or removable (external). It is performed primarily in the form of a non-volatile Flash memory unit connected to the microcontroller 2 and / or to the information input-output device 9 (the first embodiment is conventionally shown in the drawing). This block may further comprise a real-time clock.
Система безопасности работает следующим образом.The security system operates as follows.
Перед началом работы грузоподъемного крана в память микроконтроллера 2 или в блок памяти 7 предварительно (до начала работы крана) в виде формул - подпрограмм микроконтроллера, разработанных с использованием математической модели крана, или в виде таблиц записываются допустимые величины нагрузок для каждого основного силового элемента или сборочного узла грузоподъемного крана (например, допустимые величины массы поднимаемого груза, усилия в механизме телескопирования, усилия в механизме поворота и т.д.) и максимально возможные перемещения элементов и сборочных узлов крана (например, его стрелы) после срабатывания ограничений по координатной защите (по защите от столкновений с различными препятствиями) для различных пространственных положений его элементов и сборочных единиц (стрелы, грузозахватного органа и т.д.), а также значения максимально допустимого грузового момента крана в различных режимах его работы (с полным или неполным опорным контуром, с различным стреловым оборудованием и т.д.).Before starting the operation of the crane in memory of the microcontroller 2 or in the memory unit 7 previously (before the crane starts) in the form of formulas - subprograms of the microcontroller developed using the mathematical model of the crane, or in the form of tables the permissible loads for each main power element or assembly are written a crane unit (for example, permissible values of the mass of the load to be lifted, forces in the telescoping mechanism, forces in the rotation mechanism, etc.) and the maximum possible movement elements and crane assemblies (for example, its boom) after triggering restrictions on coordinate protection (for protection against collisions with various obstacles) for various spatial positions of its elements and assembly units (boom, load-lifting member, etc.), and values of the maximum allowable load moment of the crane in various modes of its operation (with full or incomplete supporting contour, with various boom equipment, etc.).
Максимально допустимые величины нагрузок, грузового момента и перемещений, в общем случае, записываются для различных значений параметров внешней среды (температуры окружающего воздуха, скорости ветра и т.д.) в виде функций этих параметров или в виде таблиц.The maximum allowable values of loads, load moment and displacements, in the general case, are recorded for various values of environmental parameters (ambient temperature, wind speed, etc.) in the form of functions of these parameters or in the form of tables.
Эти величины могут быть также записаны для различных значений погрешностей измерения параметров работы грузоподъемного крана в виде таблиц или функций (подпрограмм), позволяющих осуществить коррекцию этих допустимых величин в зависимости от априорно известных величин погрешностей датчиков 3, в частности их паспортных метрологических характеристик. В этом случае максимально допустимые величины нагрузок и грузового момента уменьшаются по мере увеличения погрешностей измерения и соответственно вычисления их фактических значений. При этом уровни срабатывания системы защиты по этим параметрам не превышают фактических максимально допустимых значений этих параметров, измеренных/вычисленных с погрешностями, определяемыми фактической точностью датчиков 3. Аналогичным образом, максимально возможные величины перемещений элементов и сборочных узлов крана (например, его стрелы) после срабатывания ограничений по координатной защите (величины «выбега» после срабатывания защиты) увеличиваются по мере увеличения погрешностей измерения их пространственного положения из условия, что эти величины гарантируют своевременную остановку крана - его защиту от столкновений с препятствиями. При этом, в частности, учитывается, что эта точность зависит от температуры окружающей среды, величины напряжения питания системы безопасности и/или от значений каких-либо других параметров, измеряемых датчиками 3.These values can also be recorded for various values of the measurement error of the operation parameters of the crane in the form of tables or functions (subprograms) that allow the correction of these allowable values depending on the a priori known error values of the sensors 3, in particular, their nameplate metrological characteristics. In this case, the maximum allowable values of loads and load moment decrease with increasing measurement errors and, accordingly, calculating their actual values. At the same time, the response levels of the protection system for these parameters do not exceed the actual maximum permissible values of these parameters, measured / calculated with errors determined by the actual accuracy of the sensors 3. Similarly, the maximum possible values of displacements of elements and assembly units of the crane (for example, its boom) after operation restrictions on coordinate protection (the values of "run-out" after the protection is triggered) increase as the errors in measuring their spatial position from conditions that these values guarantee a timely stop of the crane - its protection against collisions with obstacles. In this case, in particular, it is taken into account that this accuracy depends on the ambient temperature, the magnitude of the supply voltage of the security system and / or on the values of any other parameters measured by the sensors 3.
В зависимости от вариантов реализации предложенной системы защиты в памяти микроконтроллера 2 или в блоке памяти 7 предварительно могут быть записаны данные о тех элементах и сборочных узлах грузоподъемного крана, перегрузка которых наиболее вероятна для текущего пространственного положения и/или для текущих условий работы грузоподъемного крана, а также данные о наиболее опасном в этих условиях параметре работы крана - силовой нагруженности какого-либо элемента или сборочного узла крана, его грузовой устойчивости или расстояния до препятствия. Эти данные могут быть получены путем экспертных оценок, расчетным путем при проектировании системы защиты, путем анализа статистических данных о предыдущих авариях грузоподъемных кранов или получены в результате экспериментальных исследований. В памяти микроконтроллера 2 или в блоке памяти 7 они записываются в виде таблиц и/или формул - подпрограмм работы микроконтроллера 2. Аналогичным образом записываются данные, позволяющие осуществить расчет величин нагруженности каждого силового элемента и сборочного узла крана, запаса грузовой устойчивости крана и расстояний до препятствий. Эти данные определяются при проектировании крана или системы его защиты преимущественно расчетным путем с использованием математической модели крана.Depending on the implementation options of the proposed protection system, data on those elements and subassemblies of the crane, the overload of which is most likely for the current spatial position and / or for the current operating conditions of the crane, can be preliminarily recorded in the memory of the microcontroller 2 or in the memory unit 7 also data on the crane’s most dangerous operating parameter under these conditions — the force loading of any element or assembly of the crane, its cargo stability or the distance to strongholds. These data can be obtained by expert evaluations, by calculation when designing a protection system, by analyzing statistical data on previous accidents of hoisting cranes, or obtained as a result of experimental studies. In the memory of the microcontroller 2 or in the memory unit 7 they are recorded in the form of tables and / or formulas - subprograms of the operation of the microcontroller 2. In a similar way, data are recorded that allow calculating the load values of each power element and the crane assembly, the cargo safety margin of the crane and the distance to obstacles . These data are determined when designing a crane or its protection system mainly by calculation using a mathematical model of the crane.
Перед началом работы грузоподъемного крана крановщик при помощи органов управления 5 осуществляет установку параметров грузоподъемного крана, характеризующих его геометрию, условия и режим работы. Количество и вид этих параметров определяются конструкцией конкретного грузоподъемного крана и требованиями к его безопасной эксплуатации. К ним относятся вид используемого стрелового оборудования (наличие, длина и угол наклона гуська), характеристики опорного контура, ограничения по координатной защите и т.д.Before starting the operation of the crane, the crane operator, using the controls 5, sets the parameters of the crane characterizing its geometry, conditions and operating mode. The number and type of these parameters are determined by the design of a particular crane and the requirements for its safe operation. These include the type of boom equipment used (presence, length and angle of inclination of the jib), characteristics of the support contour, restrictions on coordinate protection, etc.
Микроконтроллер 2 работает по программе, записанной в его встроенной памяти программ или в блоке памяти 7, и через устройство ввода/вывода информации 9 осуществляет обмен информацией с датчиками рабочих параметров крана 3 по общей мультиплексной линии связи, и/или по отдельным проводам, и/или по радиоканалу. После получения информации от датчиков 3 микроконтроллер 2 определяет действительные значения рабочих параметров - текущую нагрузку крана, запас его грузовой устойчивости и фактическое положение его элементов и сборочных узлов, в частности грузоподъемного (стрелового) оборудования. При необходимости, для определения текущих значений этих параметров, осуществляются необходимые преобразования выходных сигналов датчиков 3. Это имеет место в случае, когда текущая нагрузка крана и/или положение его элементов и сборочных узлов измеряются косвенным образом, например при определении нагрузки стрелового гидравлического крана по давлениям в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра подъема стрелы. Алгоритмы этих преобразований общеизвестны и реализуются программно микроконтроллером 2.The microcontroller 2 operates according to the program recorded in its built-in program memory or in the memory unit 7, and through the input / output device 9 exchanges information with the sensors of the operating parameters of the crane 3 via a common multiplex communication line, and / or via separate wires, and / or over the air. After receiving information from the sensors 3, the microcontroller 2 determines the actual values of the operating parameters - the current load of the crane, the stock of its cargo stability and the actual position of its elements and assemblies, in particular lifting (boom) equipment. If necessary, to determine the current values of these parameters, the necessary transformations of the output signals of the sensors 3 are carried out. This occurs when the current load of the crane and / or the position of its elements and assemblies are measured indirectly, for example, when determining the load of a hydraulic crane using pressure in the rod and piston cavities of the boom lift hydraulic cylinder. The algorithms of these transformations are well known and are implemented in software by microcontroller 2.
Далее микроконтроллер 2, работая по программе, выявляет параметр, превышение допустимого значения которого наиболее вероятно для текущего пространственного положения и/или для текущих условий работы грузоподъемного крана. Если, например, осуществляется опускание груза стрелой, то наиболее вероятным является снижение грузовой устойчивости крана до предельно допустимой величины, а если, например, происходит поворот крана с небольшим грузом влево, то наибольшую опасность для крана представляет его столкновение с препятствием, находящимся слева. После этого микроконтроллер 2 в приоритетном порядке осуществляет сравнение величины именно этого параметра с его допустимым значением (в приведенных примерах - запаса грузовой устойчивости (грузового момента) и расстояния до препятствия слева), после чего формирует сигналы управления выходным устройством 4, направленные на ограничение этого параметра. Прочие параметры работы крана сравниваются с их допустимыми значениями после окончания всех действий с выявленным параметром, наиболее значимым для безопасной работы крана.Next, the microcontroller 2, working according to the program, identifies a parameter, the excess of the permissible value of which is most likely for the current spatial position and / or for the current operating conditions of the crane. If, for example, the load is lowered by an arrow, then the crane's load stability is reduced to the maximum permissible value, and if, for example, the crane is turned with a small load to the left, then the collision with the obstacle on the left is the most dangerous for the crane. After that, the microcontroller 2, in priority order, compares the value of this particular parameter with its permissible value (in the examples given, the stock of cargo stability (load moment) and the distance to the obstacle on the left), after which it generates control signals for the output device 4, aimed at limiting this parameter . Other parameters of the crane are compared with their permissible values after the end of all actions with the identified parameter, the most significant for the safe operation of the crane.
Благодаря этому обеспечивается повышение быстродействия реализации системой ее защитных функций и соответственно повышается безопасность работы крана и уменьшаются перемещения элементов и сборочных узлов крана после достижения их предельных положений по координатной защите.This ensures an increase in the speed of implementation of the system of its protective functions and, accordingly, increases the safety of the crane and decreases the movement of elements and assembly nodes of the crane after reaching their limit positions on coordinate protection.
Дополнительно микроконтроллер 2 реализует предупреждение, выявление и, по мере возможности, исправление неправильных действий оператора при вводе параметров стрелового оборудования и/или опорного контура грузоподъемного крана.Additionally, the microcontroller 2 implements a warning, identification and, as far as possible, correction of incorrect operator actions when entering the parameters of the boom equipment and / or the reference contour of the crane.
Для этого, в простейшем случае, значения параметров, набранные оператором при помощи органов управления 5, отображаются при помощи устройства индикации 6 и далее используются в работе системы защиты только после их визуальной проверки оператором и подтверждения правильности их ввода при помощи одного из органов управления 5.For this, in the simplest case, the parameter values typed by the operator using the controls 5 are displayed using the indicating device 6 and are then used in the protection system only after they have been visually checked by the operator and their input has been validated using one of the controls 5.
В системе возможно также автоматическое выявление неправильно введенных оператором параметров стрелового оборудования и/или опорного контура. Для этого микроконтроллер 2 проводит анализ характера изменения параметров работы крана, характеризующих нагрузку и/или пространственное положение его элементов и/или сборочных узлов. В частности, выявляет ошибки оператора при вводе кратности запасовки грузового полиспаста.The system can also automatically detect incorrectly entered by the operator parameters of the boom equipment and / or the reference contour. For this, the microcontroller 2 analyzes the nature of the change in the parameters of the crane, characterizing the load and / or spatial position of its elements and / or assemblies. In particular, it identifies operator errors when entering the multiplicity of storage of the tackle.
Определение микроконтроллером 2 реальных значений этой кратности может базироваться на сравнении скорости перемещения крюковой обоймы (подъема/опускания груза) и скорости перемещения грузового каната или угловой скорости барабана грузовой лебедки, или на сравнении значений массы поднимаемого/перемещаемого груза, вычисленных на основании результатов измерения усилий в грузовом канате и усилия в стреловом канате или давлений в гидроцилиндре подъема стрелы, либо на сравнении измеренных значений массы поднимаемого/перемещаемого груза и выходной мощности привода грузовой лебедки. Мощность привода в последнем случае определяется посредством измерения скорости перемещения грузового каната или угловой скорости барабана грузовой лебедки и момента, передаваемого валом привода грузовой лебедки (величины давления в ее гидравлическом приводе), и последующего перемножения этих величин. В этих случаях микроконтроллер 2 с использованием заранее внесенных в его памяти функциональных зависимостей вычисляет фактическую кратность запасовки грузового полиспаста, сравнивает ее с величиной, введенной оператором, и далее либо блокирует работу грузоподъемного крана с выдачей предупреждающего сообщения оператору при помощи устройства индикации 6 и устройства звуковой сигнализации 8, либо автоматически исправляет ошибку оператора.The microcontroller 2 determines the real values of this multiplicity can be based on a comparison of the speed of movement of the hook cage (lifting / lowering the load) and the speed of movement of the cargo rope or the angular speed of the drum of the cargo winch, or on the comparison of the mass of the lifting / moving load calculated on the basis of the results of measuring the forces load rope and effort in the boom rope or pressure in the boom lifting hydraulic cylinder, or by comparing the measured values of the mass of the lifted / transported load and output winch drive power. The drive power in the latter case is determined by measuring the speed of movement of the cargo rope or the angular speed of the drum of the cargo winch and the moment transmitted by the drive shaft of the cargo winch (pressure value in its hydraulic drive), and the subsequent multiplication of these values. In these cases, the microcontroller 2, using the functional dependencies previously entered in its memory, calculates the actual multiplicity of the load of the chain hoist, compares it with the value entered by the operator, and then either blocks the operation of the crane with the issuance of a warning message to the operator using the indicating device 6 and an audible alarm 8, or automatically corrects the operator error.
В простейшем случае контроль правильности ввода кратности запасовки грузового полиспаста может осуществляться микроконтроллером 2 путем выявления невозможности работы крана с введенным значением этой кратности для данной длины стрелы. Например, введение оператором повышенного значения кратности запасовки полиспаста при работе крана с гуськом является заведомо ошибочным. Такая ошибка исправляется микроконтроллером 2 путем автоматической установки единичного значения кратности запасовки грузового полиспаста при введении оператором параметра-признака наличия гуська.In the simplest case, the correctness of inputting the multiplicity of the cargo tackle can be checked by the microcontroller 2 by detecting the impossibility of the crane working with the entered value of this multiplicity for a given boom length. For example, the introduction by the operator of an increased value of the multiplicity of the stocking of the chain hoist during the operation of the crane with a jib is obviously erroneous. This error is corrected by the microcontroller 2 by automatically setting a single value of the multiplicity of the storage of the tackle when the operator enters the parameter-sign of the presence of the jib.
Аналогичный подход используется и при выявлении неправильно введенного оператором параметра-признака наличия гуська (удлинителя стрелы). Для этого микроконтроллер 2 сопоставляет изменения угла наклона или длины стрелы и соответствующее ему изменение грузового момента крана.A similar approach is used to identify the parameter-sign of the presence of a jib (boom extension) incorrectly entered by the operator. For this, the microcontroller 2 compares the changes in the angle of inclination or the length of the boom and the corresponding change in the load moment of the crane.
Выявление этой ошибки возможно также путем сопоставление вычисленного значения грузового момента и момента инерции поворотной платформы крана с грузом, который определяется расчетным путем после измерения ускорений, усилий или моментов в приводе поворота крана. Указанные сопоставления реализует подпрограмма работы микроконтроллера 2, разработанная с использованием математической модели крана.The detection of this error is also possible by comparing the calculated value of the load moment and the moment of inertia of the crane slewing platform with the load, which is determined by calculation after measuring the accelerations, forces or moments in the crane rotation drive. The indicated comparisons are implemented by the microcontroller 2 operation subprogram developed using the mathematical model of the crane.
Возможно также автоматическое выявление и, при необходимости, исправление ошибок оператора при вводе параметров опорного контура. Для этого, например, микроконтроллер 2 выявляет несоответствия значений грузового момента, вычисленных с использованием результатов измерений усилий или давлений в механизмах выносных опор и в механизме поддержания стрелы.It is also possible to automatically detect and, if necessary, correct operator errors when entering the parameters of the reference contour. For this, for example, the microcontroller 2 detects inconsistencies in the values of the load moment calculated using the results of measurements of forces or pressures in the mechanisms of the outriggers and in the support mechanism of the boom.
В случае реализации автоматического определения и автоматической установки отдельных параметров стрелового оборудования и/или опорного контура крана возможно исключение ввода этих параметров оператором. Это приводит к упрощению органов управления 5.In the case of the implementation of automatic determination and automatic installation of individual parameters of the boom equipment and / or the supporting contour of the crane, it is possible that the operator does not enter these parameters. This simplifies the controls 5.
С целью дальнейшего повышения безопасности работы крана в информационно-управляющем блоке 1 (в микроконтроллере 2) может быть реализовано изменение допустимых значений параметров в зависимости от погрешностей используемых датчиков. Для этого микроконтроллер 2 осуществляет, например, автоматическое снижение допустимых значений нагрузки и/или увеличение допустимого значения грузовой устойчивости крана при увеличении погрешности датчиков 3. Алгоритмы этого снижения записаны в памяти микроконтроллера 2 или в блоке памяти 7. Наиболее распространенной причиной изменения погрешности датчиков является изменение температуры окружающей среды, контролируемое одним из датчиков 3.In order to further improve the safety of the crane operation in the information-control unit 1 (in the microcontroller 2), a change in the permissible parameter values can be implemented depending on the errors of the sensors used. For this, the microcontroller 2, for example, automatically reduces the allowable load values and / or increases the allowable load stability of the crane with an increase in the error of the sensors 3. The algorithms for this decrease are recorded in the memory of the microcontroller 2 or in the memory unit 7. The most common reason for changing the error of the sensors is ambient temperature controlled by one of the sensors 3.
В любом варианте предложенной системы защиты формирование сигналов управления выходным устройством 4, в плане разрешения различных движений крана после срабатывания ограничений его движений, возможно с учетом предыстории приближения какого-либо параметра к его допустимому значению. Для этого микроконтроллер 2, после выявления элемента или сборочного узла крана, перемещение которого привело к формированию сигналов управления выходным устройством 2, блокирующих эти перемещения, и анализа предыстории возникновения этого блокирования по соответствующей подпрограмме своей работы определяет разрешенные движения крана. Например, если произошла остановка подъема груза по перегрузке по причине приближения нагрузки на стрелу к предельно допустимому значению, а запас грузовой устойчивости крана остается достаточно большим, то система защиты разрешает опускание стрелы крана. Если же перегрузка произошла по причине превышения допустимого значения грузового момента, то система защиты, формируя соответствующие сигналы управления выходным устройством 2, разрешает подъем стрелы при сохранении запрета ее опускания.In any version of the proposed protection system, the formation of control signals of the output device 4, in terms of allowing various movements of the crane after triggering the restrictions of its movements, is possible taking into account the history of the approximation of any parameter to its permissible value. For this, the microcontroller 2, after identifying the element or assembly of the crane, the movement of which led to the formation of control signals of the output device 2 blocking these movements, and analyzing the history of this blocking using the corresponding subprogram of its operation, determines the allowed movements of the crane. For example, if there was a stop in the lifting of the cargo overload due to the approach of the load on the boom to the maximum permissible value, and the stock of cargo stability of the crane remains large enough, the protection system allows the lowering of the crane boom. If the overload occurred due to exceeding the permissible value of the load moment, the protection system, generating the appropriate control signals of the output device 2, allows the boom to be raised while maintaining the prohibition of its lowering.
Для документирования работы грузоподъемного крана система может содержать встроенный или внешний регистратор параметров, реализованный на основе блока памяти 7, в который микроконтроллер 2 записывает значения основных рабочих параметров крана (значение грузового момента, угол наклона и длина стрелы и т.п.), предупреждающих сигналов и сигналов управления краном с целью их последующего считывания для анализа эффективности работы крана и для расследования причин возможных отказов и аварий.To document the operation of the crane, the system may include an integrated or external parameter recorder, implemented on the basis of the memory unit 7, in which the microcontroller 2 records the values of the main operating parameters of the crane (value of the load moment, tilt angle and length of the boom, etc.), warning signals and crane control signals for the purpose of their subsequent reading to analyze the efficiency of the crane and to investigate the causes of possible failures and accidents.
В данном описании схематично приведены лишь частные варианты реализации предложенной системы защиты грузоподъемного крана. Изобретение охватывает ее другие возможные варианты исполнения и их эквиваленты без отступления от сущности изобретения, изложенной в его формуле.In this description, only particular embodiments of the proposed crane protection system are schematically shown. The invention encompasses its other possible embodiments and their equivalents without departing from the spirit of the invention set forth in its claims.
Источники информацииInformation sources
1. US 5730305 A, МПК6 B66C 13/16, 13/18, 24.03.1998.1. US 5730305 A, IPC6 B66C 13/16, 13/18, 03.24.1998.
2. RU 2282577 C2, МПК7 B66C 23/88, 15/00, 27.08.2006.2. RU 2282577 C2, IPC7 B66C 23/88, 15/00, 08.27.2006.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143118/11A RU2335451C1 (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Protection system for lifting crane (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143118/11A RU2335451C1 (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Protection system for lifting crane (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006143118A RU2006143118A (en) | 2008-06-20 |
| RU2335451C1 true RU2335451C1 (en) | 2008-10-10 |
Family
ID=39927777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006143118/11A RU2335451C1 (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Protection system for lifting crane (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2335451C1 (en) |
-
2006
- 2006-12-05 RU RU2006143118/11A patent/RU2335451C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006143118A (en) | 2008-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10472214B2 (en) | Crane and method for monitoring the overload protection of such a crane | |
| JP6518279B2 (en) | Method of checking loading capacity of crane, and crane | |
| CN110498341B (en) | Safety control method and system for hoisting equipment | |
| US10597266B2 (en) | Crane and method for monitoring the overload protection of such a crane | |
| US10138094B2 (en) | Crane and method for crane control | |
| CN103787215A (en) | Outrigger pad monitoring system | |
| US9156663B2 (en) | Device and method for ascertaining and monitoring an assembled counterweight on a crane | |
| CN102464270A (en) | Overturning-preventing torque limiter and movable crane | |
| CN104555820A (en) | Flexible arm forklift and control system and control method thereof | |
| US20210269285A1 (en) | Crane with an anti-collision device and method for installing such an anti-collision device | |
| CN107628545B (en) | A kind of moment limiting system of offshore crane | |
| CN101428735A (en) | Load moment limiting device self-adaption accuracy calibrating method based on artificial neural network algorithm | |
| RU2335451C1 (en) | Protection system for lifting crane (versions) | |
| CN210885196U (en) | Aerial work platform control system | |
| RU2345944C1 (en) | Method of improvement of safety of work of erecting crane (versions) | |
| CN215626268U (en) | Counterweight monitoring system, boom monitoring system, hoisting safety monitoring system and hoisting equipment | |
| RU2396201C1 (en) | Method of increasing safety (versions) and safety system of jib hoisting crane (versions) | |
| CN204508695U (en) | Telescopic arm forklift truck and control system thereof | |
| RU2271332C2 (en) | Boom load-lifting crane protection method | |
| RU56886U1 (en) | LOAD CRANE PROTECTION SYSTEM OF THE BOOM TYPE | |
| RU2282577C2 (en) | Method to protect boom lifting crane from overload (versions) | |
| RU110078U1 (en) | CRANE SECURITY SYSTEM WITH MOBILE CRANE EQUIPMENT | |
| RU56887U1 (en) | LOAD CRANE SAFETY SYSTEM | |
| CN115096256B (en) | Tower crane height detection method and device, computing equipment and storage medium | |
| RU2301192C1 (en) | Method for overlaod protection of hoisting crane using diagnosis of crane hydraulic system and hoisting crane overload protection system for effectuating the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151206 |