專利名稱：一種起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能安全限位控制系統(tǒng)，具體地說是應(yīng)用于各種起重設(shè)備上的智能安全限位控制保護系統(tǒng)。它與現(xiàn)有的起重設(shè)備電氣控制系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，真正意義上可實現(xiàn)人性化、智能化的設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)化管理目的，從而避免一定的設(shè)備和人身事故。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)起重設(shè)備電氣控制電路中的起升、大車和小車執(zhí)行機構(gòu)的限位開關(guān)均采用機械式動斷(常閉觸頭)行程開關(guān)，只有當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)移動到極限位置，限位開關(guān)發(fā)生接觸碰撞時才動作。由于長期使用，這種限位開關(guān)的機械磨損和內(nèi)部銹蝕以及執(zhí)行機構(gòu)的撞尺變形等諸多原因都有可能使限位開關(guān)動作失靈，因而極有可能引起起重設(shè)備的重大故障與事故發(fā)生。當(dāng)前，也有部分較先進的起重設(shè)備使用遠(yuǎn)紅外電子感應(yīng)開關(guān)；但在應(yīng)用功能上只是起著開和關(guān)的基本功能，至于開關(guān)的性能好壞只有在需要動作時才能體現(xiàn)，但此時往往安全事故也已經(jīng)發(fā)生。因此，現(xiàn)有技術(shù)要想真正解決設(shè)備限位安全管理技術(shù)問題還有一定局限性。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在起重設(shè)備運行前即可預(yù)先檢測限位裝置是否工作可靠的智能型安全限位控制系統(tǒng)，即具有自診斷功能的安全限位控制系統(tǒng)。如圖1，本實用新型所述的起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，包括控制器、一組光電開關(guān)裝置、一組與光電開關(guān)裝置對應(yīng)的光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元、電源和報警電路，所述控制器的一組輸出端分別與各自外圍設(shè)備限位電路連接，控制器的脈沖信號輸出端依次連接一組光電開關(guān)裝置及光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元，各光電開關(guān)裝置及光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元與外圍設(shè)備限位電路功能對應(yīng)并連接至各自的控制器輸入接口 ；電源分別連接控制器和光電開關(guān)及其狀態(tài)顯示單元給兩者供電，報警電路連接控制器的報警輸出接口。每個光電開關(guān)裝置包括光電開關(guān)SQ及診斷信號輸入接口 IN，該光電開關(guān)SQ安裝在工作電源Vcc和接地端GND之間，診斷信號輸入接口 IN連接控制器的脈沖信號輸出端， 在診斷信號輸入接口 IN后串接一個隔離二極管VD2，隔離二極管VD2的負(fù)極經(jīng)電位器RP至接地端GND，電位器RP的可調(diào)端與接地端GND之間并聯(lián)一個電磁偏轉(zhuǎn)器PV，電磁偏轉(zhuǎn)器PV 的安裝位置使其只有當(dāng)電磁偏轉(zhuǎn)器PV的偏轉(zhuǎn)片偏轉(zhuǎn)時才遮住光電開關(guān)SQ的光路；當(dāng)光電開關(guān)SQ為PNP型時(圖2)，在光電開關(guān)SQ輸出端與接地端GND之間并聯(lián)一個由電阻R2和發(fā)光LED管組成的串聯(lián)顯示電路；當(dāng)光電開關(guān)SQ為NPN型時(圖3)，在光電開關(guān)SQ輸出端與隔離二極管VDl的負(fù)極之間并聯(lián)一個由電阻R2和發(fā)光LED管組成的串聯(lián)顯示電路。在電位器RP的可調(diào)端與接地端GND之間還并聯(lián)一個RC保護電路。
3[0007]所述每個光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元由串接的一個發(fā)光二極管和一個電阻組成，它們分別接在各光電開關(guān)裝置與其控制器輸入端連接處和電源共地端M之間。一旦限位裝置出現(xiàn)問題，為不影響企業(yè)生產(chǎn)秩序，本實用新型設(shè)計限位“強制”功能。為此，它還設(shè)有一組與控制器連接的強制開關(guān)及其顯示裝置。啟動該功能，即撳下帶燈自鎖的按鈕，系統(tǒng)可暫時允許起重設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)工作，并且系統(tǒng)聲光報警，以提醒操作者謹(jǐn)慎操作。上述控制器可以為智能控制器或PLC控制器。本實用新型就是從設(shè)備安全管理角度出發(fā)，設(shè)計出一種具有自診斷功能的智能安全限位控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)有一整套限位信號監(jiān)測的核心程序，即在設(shè)備上電啟動時，系統(tǒng)發(fā)出初始化監(jiān)測脈沖，可在線診斷出設(shè)備上所有限位裝置的性能和設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)所處的極限位置，將設(shè)備限位開關(guān)的不可見問題變?yōu)榭深A(yù)防性的控制技術(shù)問題，從而實現(xiàn)起重設(shè)備限位真正安全保護的目的。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理框圖；圖2是圖1中光電開關(guān)及其狀態(tài)顯示單元的第一種電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖1中光電開關(guān)及其狀態(tài)顯示單元的第二種電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型的電路圖；圖5是本實用新型的工作流程圖，圖6是未改進的起重設(shè)備的電氣控制原理圖；圖7是本實用新型改進后的起重設(shè)備的電氣控制原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步說明。如圖4所示是本實用新型的具體電路圖1、輸入接口功能分配及說明Il 起動按鈕SB0-2，電源接通，同時系統(tǒng)初始化；12 大車強制按鈕SB1，強制大車輸出Ql和Q2，同時，系統(tǒng)報警輸出Q7 ；13 小車強制按鈕SB2，強制小車輸出Q3和Q4，同時，系統(tǒng)報警輸出Q7;14 大車左行限位裝置SQ1，具有自診斷功能，同時，可系統(tǒng)初始化診斷；15 大車右行限位裝置SQ2，具有自診斷功能，同時，可系統(tǒng)初始化診斷；16 小車前進限位裝置SQ3，具有自診斷功能，同時，可系統(tǒng)初始化診斷；17 小車后退限位裝置SQ4，具有自診斷功能，同時，可系統(tǒng)初始化診斷；18 主鉤起升限位裝置SQ5，具有自診斷功能，同時，可系統(tǒng)初始化診斷；19 副鉤起升限位裝置SQ6，具有自診斷功能，同時，可系統(tǒng)初始化診斷；2、輸出接口功能分配及說明Ql 大車左行限位輸出繼電器，實際使用中替代大車左行限位開關(guān)，見圖6，圖7。Q2 大車右行限位輸出繼電器，實際使用中替代大車右行限位開關(guān)，見圖6，圖7。Q3 小車前進限位輸出繼電器，實際使用中替代大車前進限位開關(guān)，見圖6，圖7。[0034]Q4 小車后退限位輸出繼電器，實際使用中替代大車后退限位開關(guān)，見圖6，圖7。Q5 主鉤起升限位輸出繼電器，實際使用中替代主鉤起升限位開關(guān)，見圖6，圖7。Q6 副鉤起升限位輸出繼電器，實際使用中替代副鉤起升限位開關(guān)，見圖6，圖7。Q7 系統(tǒng)報警輸出繼電器，接通聲光報警器；Q8 系統(tǒng)初始化脈沖輸出繼電器，提供一系列脈沖CP，觸發(fā)具有自診斷功能光電開關(guān)裝置，即限位裝置。3、系統(tǒng)電路原理及說明如圖5，本發(fā)明所述的起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)的系統(tǒng)流程為首先，系統(tǒng)接上工作電源，撳下起動按鈕，即進行系統(tǒng)初始化診斷，在設(shè)定時間內(nèi)， 控制器輸出一系列脈沖去觸發(fā)智能控制器外設(shè)限位裝置，同時系統(tǒng)自動采集由外設(shè)限位裝置所對應(yīng)控制器接口的脈沖信號；若采集的外設(shè)限位裝置脈沖信號次數(shù)達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)置的設(shè)定值，則控制器上與外設(shè)限位裝置功能相應(yīng)的輸出端便置位，此時各外設(shè)限位裝置工作正常，同時限位裝置狀態(tài)顯示電路也隨之而變化；若采集的外設(shè)限位裝置之一或若干個沒有脈沖信號或者脈沖信號次數(shù)未達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)置的設(shè)定值，則控制器上與外設(shè)限位裝置功能相應(yīng)的輸出端始終封鎖；同時，限位裝置狀態(tài)顯示電路與其脈沖信號同步工作，而且，系統(tǒng)報警輸出閉合，聲光報警器動作，此時，存在兩種可能性一種是起重設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)處于極限位置，另一種是起重設(shè)備的限位裝置電路出現(xiàn)問題。本實用新型系統(tǒng)電路是根據(jù)系統(tǒng)流程圖進行設(shè)計。一、系統(tǒng)診斷原理首先，系統(tǒng)接上工作電源12VDC - 24VDC，撳下起動按鈕SB0-2，即11=1，系統(tǒng)內(nèi)程序運行，可進行系統(tǒng)初始化診斷，在設(shè)定時間內(nèi)，智能控制器脈沖輸出Q8發(fā)出一系列脈沖CP去觸發(fā)智能控制器外設(shè)裝置，即限位裝置SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5和SQ6，反過來，系統(tǒng)將自動采集由外設(shè)限位裝置所對應(yīng)接口 ΙΓΙ9的脈沖信號；其診斷結(jié)果為1、若上述裝置的光電感應(yīng)變化的次數(shù)即脈沖信號的次數(shù)達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)置的設(shè)定值， 其智能控制器的輸出Ql、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6便置位，即Q1=Q2=Q3=Q4=Q5=Q6=1閉合；并且由LED發(fā)光二極管VD1 VD6和電阻R1 R6組成的限位裝置狀態(tài)顯示電路也隨之而變化。2、若上述裝置之一或若干個光電感應(yīng)未變化或感應(yīng)變化的次數(shù)未達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)置的設(shè)定值，則與智能控制器外設(shè)限位裝置功能相應(yīng)的輸出始終封鎖，即始終斷開；同時，限位裝置狀態(tài)顯示電路與其光電感應(yīng)變化而同步工作，而且，系統(tǒng)報警輸出Q7=l閉合，聲光報警器動作。此時，系統(tǒng)診斷情況的可能性有兩種A、第一種情況表明，在實際應(yīng)用中，起重設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)處于極限位置。B、第二種情況表明，在實際應(yīng)用中，起重設(shè)備的限位裝置出現(xiàn)問題。二、系統(tǒng)工作原理當(dāng)系統(tǒng)診斷運行之后，若智能控制器的外設(shè)限位裝置SQ廣SQ6性能正常，則與之功能對應(yīng)的智能控制器輸出QfQ6置位，即閉合；當(dāng)起重設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)移動接近并且遮擋限位裝置時，智能控制器的輸入接口 14、15、16、17、18、19狀態(tài)改變，系統(tǒng)內(nèi)程序便運行，使其功能相應(yīng)的智能控制器輸出Q1、Q2、Q3、Q4、Q5或Q6復(fù)位，即斷開；同時，系統(tǒng)智能控制器報警輸出Q7=l，即閉合，系統(tǒng)聲光報警；并且，限位裝置狀態(tài)顯示電路同樣隨執(zhí)行機構(gòu)所處極限位置而變化。實際應(yīng)用中，此時起重設(shè)備主回路電源接觸器KM線圈(見圖7)失電，接觸器KM斷開電源，并且，其執(zhí)行機構(gòu)停止移動；當(dāng)起重設(shè)備需要重新起動時，其執(zhí)行機構(gòu)凸輪控制器必須歸“零”位，本實用新型系統(tǒng)必須撳起動按鈕SB0-2，系統(tǒng)重復(fù)上述診斷原理2 過程，其現(xiàn)象為系統(tǒng)診斷情況的第一種，以及限位裝置狀態(tài)顯示如上所述；此時，執(zhí)行機構(gòu)只能反向移動離開限位裝置，當(dāng)智能控制器的輸入接口 14、15、16、17、18、19的狀態(tài)還原后，再次撳起動按鈕SB0-2，系統(tǒng)將重復(fù)診斷原理1過程，系統(tǒng)內(nèi)程序便運行，其功能相應(yīng)的智能控制器輸出Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6重新置位；同時，系統(tǒng)智能控制器報警輸出Q7=0，即斷開，系統(tǒng)消除報警；限位裝置狀態(tài)顯示同樣如上所述，另外，啟動按鈕SB0-1與系統(tǒng)啟動按鈕SB0-2均為一組雙常開同步按鈕(如圖7)。三、系統(tǒng)強制原理當(dāng)系統(tǒng)診斷運行之后，撳大車強制按鈕SBl并自鎖，即12=1 ；或撳小車強制按鈕 SB2并自鎖，即13=1 ；系統(tǒng)軟件程序?qū)娭拼筌囕敵鯭l和Q2，即Q1=Q2=1閉合；或強制小車輸出Q3和Q4，即Q3=Q4=1閉合；同時，系統(tǒng)報警輸出Q7=l，即閉合，接通聲光報警器；以及外設(shè)大車強制按鈕SBl帶燈指示或小車強制按鈕SB2帶燈指示，提醒設(shè)備操作者謹(jǐn)慎駕駛起重設(shè)備的大車執(zhí)行機構(gòu)或小車執(zhí)行機構(gòu)。四、限位裝置間抗干擾過程為防止限位裝置之間的某種干擾源的影響，本系統(tǒng)利用二極管的單向?qū)щ娦栽恚诟飨尬谎b置的診斷信號輸入端與系統(tǒng)初始化脈沖CP輸出端Q8之間串接二極管 VD7>D12,如圖4所示。一旦某個限位裝置內(nèi)部出現(xiàn)問題時，如工作電源端L與診斷信號輸入端短路，或者，實際應(yīng)用中，某執(zhí)行機構(gòu)限位裝置的外部工作電源線L與去限位裝置的診斷信號線短路時，由于二極管的信號隔離作用，從而避免影響其他執(zhí)行機構(gòu)限位裝置的正常工作。本實用新型的具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，包括控制器、一組光電開關(guān)裝置、一組與光電開關(guān)裝置對應(yīng)的光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元、電源和報警電路，所述控制器的一組輸出端分別與各自外圍設(shè)備限位電路連接，控制器的脈沖信號輸出端依次連接一組光電開關(guān)裝置及光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元，各光電開關(guān)裝置及光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元與外圍設(shè)備限位電路功能對應(yīng)并連接至各自的控制器輸入接口 ；電源分別連接控制器和光電開關(guān)及其狀態(tài)顯示單元給兩者供電，報警電路連接控制器的報警輸出接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，其特征在于所述每個光電開關(guān)裝置包括光電開關(guān)SQ及診斷信號輸入接口 IN，該光電開關(guān)SQ安裝在工作電源Vcc和接地端GND之間，診斷信號輸入接口 IN連接控制器的脈沖信號輸出端，在診斷信號輸入接口 IN后串接一個隔離二極管VD2，隔離二極管VD2的負(fù)極經(jīng)電位器RP至接地端GND，電位器RP的可調(diào)端與接地端GND之間并聯(lián)一個電磁偏轉(zhuǎn)器PV，電磁偏轉(zhuǎn)器PV的安裝位置使其只有當(dāng)電磁偏轉(zhuǎn)器PV的偏轉(zhuǎn)片偏轉(zhuǎn)時才遮住光電開關(guān)SQ的光路；當(dāng)光電開關(guān)SQ為PNP型時，在光電開關(guān)SQ輸出端與接地端GND之間并聯(lián)一個由電阻R2和發(fā)光LED管組成的串聯(lián)顯示電路；當(dāng)光電開關(guān)SQ為NPN型時，在光電開關(guān)SQ輸出端與隔離二極管VDl的負(fù)極之間并聯(lián)一個由電阻R2和發(fā)光LED管組成的串聯(lián)顯示電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有自診斷功能的光電開關(guān)裝置，其特征是在電位器RP的可調(diào)端與接地端GND之間還并聯(lián)一個RC保護電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何一項所述的起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，其特征在于所述每個光電開關(guān)狀態(tài)顯示單元由串接的一個發(fā)光二極管VD1 VD6和一個電阻R1 R6組成，它們分別接在各光電開關(guān)裝置與其控制器輸入端連接處和電源共地端M之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何一項所述的起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，其特征在于在它還設(shè)有一組與控制器連接的強制開關(guān)及其顯示裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何一項所述的起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器為智能控制器或PLC控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種起重設(shè)備智能安全限位控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中，控制器的一組輸出端分別與各自外圍設(shè)備限位電路連接，控制器的脈沖信號輸出端連接一組光電開關(guān)及顯示裝置，該組光電開關(guān)及顯示裝置與外圍設(shè)備限位電路功能對應(yīng)；各光電開關(guān)及其狀態(tài)顯示單元連接至各自的控制器輸入接口；電源分別連接控制器和光電開關(guān)及顯示裝置給兩者供電，報警電路連接控制器的報警輸出接口。本實用新型在設(shè)備上電啟動時，系統(tǒng)發(fā)出初始化監(jiān)測脈沖，可在線診斷出設(shè)備上所有限位裝置的性能和設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)所處的極限位置，將設(shè)備限位開關(guān)的不可見問題變?yōu)榭深A(yù)防性的控制技術(shù)問題，從而實現(xiàn)起重設(shè)備限位真正安全保護的目的。
文檔編號B66C13/50GK201952121SQ201120018969
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者劉鴻 申請人:劉鴻