一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)，包括設(shè)置在各起重機(jī)上的主機(jī)、光電編碼器和變頻器，其特點(diǎn)是數(shù)個主機(jī)由網(wǎng)絡(luò)裝置采用無線局域網(wǎng)連接構(gòu)成多臺起重機(jī)交叉作業(yè)的防撞保護(hù)系統(tǒng)；所述主機(jī)設(shè)有起重機(jī)臂架的碰撞危險區(qū)域和報警或停機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)起重機(jī)臂架進(jìn)入危險區(qū)域時由主機(jī)發(fā)出報警或向變頻器發(fā)出停機(jī)保護(hù)信號，實(shí)現(xiàn)多臺起重機(jī)的實(shí)時監(jiān)控和動態(tài)顯示。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有多臺起重機(jī)交叉作業(yè)的防撞保護(hù)，精度高，成本低，有效監(jiān)測臂架的空間狀態(tài)，極大的避免了臂架在工作過程中與周邊物體發(fā)生擦碰，提高了生產(chǎn)安全和效率，降低司機(jī)作業(yè)強(qiáng)度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)自動化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起 重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)。 一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 門座式起重機(jī)為船廠或港口裝卸工件用，是船廠的重要生產(chǎn)設(shè)備，主要為起升、變 幅、旋轉(zhuǎn)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)。起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動其臂架，可以進(jìn)行水平方向的旋轉(zhuǎn) 和垂直方向的擺動，運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動門座式起重機(jī)沿地面軌道運(yùn)動。近年來，工廠中設(shè)備密度 逐年增高，在同一區(qū)域內(nèi)往往有多臺起重機(jī)同時作業(yè)，其作業(yè)空間相互重疊，易發(fā)生碰撞。 起重機(jī)若相互發(fā)生碰撞，易造成事故。在起重機(jī)運(yùn)行時，需要依靠司機(jī)和地面調(diào)度人員肉 眼觀察起重機(jī)各結(jié)構(gòu)件的空間位置，人工預(yù)警，而人工觀察無量化數(shù)據(jù)，手動調(diào)節(jié)無參考坐 標(biāo)，因此需要一套安全可靠的多臺門座式起重機(jī)防撞保護(hù)系統(tǒng)，以監(jiān)測多臺門座式起重機(jī) 各結(jié)構(gòu)件的空間位置。目前利用GPS定位對移動車輛或者設(shè)備進(jìn)行位置監(jiān)控的技術(shù)，對每 臺門座式起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置監(jiān)測。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：民用級的GPS定位精度一般都>10m，若要提高其精度到m 級，則需要建立地面基站，地面基站的建設(shè)成本顯然高于門座式起重機(jī)控制系統(tǒng)的造價，衛(wèi) 星無線電通信的信號易受天氣影響，衛(wèi)星信號易受干擾，而且每臺門座式起重機(jī)的運(yùn)行機(jī) 構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置監(jiān)測，需要采集傳輸多臺門座式起重機(jī)的空間位置數(shù)據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起 重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)，采用無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)將設(shè)置在各起重機(jī)上的主機(jī)PLC通過無線 局域網(wǎng)連接，構(gòu)成實(shí)時監(jiān)測多臺起重機(jī)臂架和行走的控制系統(tǒng)，為多臺起重機(jī)位置的監(jiān)控 提供了有效的量化參考系，有效監(jiān)測臂架的空間狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)多臺起重機(jī)交叉作業(yè)的防撞保 護(hù)，極大的避免了臂架在工作過程中與周邊物體發(fā)生擦碰，確保起重機(jī)在交叉作業(yè)時的起 吊運(yùn)行安全，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，降低司機(jī)作業(yè)強(qiáng)度，生產(chǎn)安全和效率大大提高。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系 統(tǒng)，包括設(shè)置在各起重機(jī)上的PLC主機(jī)、工控機(jī)、光電編碼器和變頻器，光電編碼器設(shè)置在 起重機(jī)的臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī)構(gòu)和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)上，PLC主機(jī)與工控機(jī)、光電編碼器和變頻 器連接，臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī)構(gòu)和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)由變頻器驅(qū)動，其特點(diǎn)是數(shù)個PLC主機(jī)由AP 網(wǎng)絡(luò)裝置采用無線局域網(wǎng)連接構(gòu)成多臺起重機(jī)交叉作業(yè)的防撞保護(hù)系統(tǒng)；所述AP網(wǎng)絡(luò)裝 置設(shè)置在作業(yè)區(qū)域中心位置的起重機(jī)上；所述PLC主機(jī)設(shè)有起重機(jī)臂架的碰撞危險區(qū)域和 報警或停機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)起重機(jī)臂架進(jìn)入危險區(qū)域時由PLC主機(jī)發(fā)出報警或向變頻器發(fā)出 停機(jī)保護(hù)信號，實(shí)現(xiàn)多臺起重機(jī)的實(shí)時監(jiān)控和工控機(jī)的動態(tài)顯示。
[0006] 所述PLC主機(jī)設(shè)有無線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)接口以獲取相鄰起重機(jī)的空間位置信息。 [0007] 所述光電編碼器通過現(xiàn)場總線通信接口與PLC主機(jī)連接。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有多臺起重機(jī)交叉作業(yè)的防撞保護(hù)，精度高，成本低，為 多臺起重機(jī)位置的監(jiān)控提供了有效的量化參考系，有效監(jiān)測臂架的空間狀態(tài)，極大的避免 了臂架在工作過程中與周邊物體發(fā)生擦碰，確保起重機(jī)在交叉作業(yè)時的起吊運(yùn)行安全，優(yōu) 化了以往僅靠人工監(jiān)測的作業(yè)方法，可提高生產(chǎn)安全性，增加生產(chǎn)效率，降低司機(jī)作業(yè)強(qiáng) 度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 參閱附圖1，本發(fā)明由設(shè)置在各起重機(jī)4上的PLC主機(jī)1、工控機(jī)2、光電編碼器3 和變頻器5組成，PLC主機(jī)1與工控機(jī)2、光電編碼器3和變頻器5連接；所述光電編碼器3 設(shè)置在起重機(jī)4的臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī)構(gòu)41和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)42上；所述臂架旋轉(zhuǎn)/變幅 機(jī)構(gòu)41和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)42由變頻器5驅(qū)動，所述數(shù)個PLC主機(jī)1由AP網(wǎng)絡(luò)裝置6采用 無線局域網(wǎng)連接構(gòu)成多臺起重機(jī)4交叉作業(yè)的防撞保護(hù)系統(tǒng)；所述AP網(wǎng)絡(luò)裝置6設(shè)置在作 業(yè)區(qū)域中心位置的起重機(jī)4上；所述PLC主機(jī)1設(shè)有起重機(jī)4臂架的碰撞危險區(qū)域和報警 或停機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)起重機(jī)4臂架進(jìn)入危險區(qū)域時由PLC主機(jī)1發(fā)出報警或向變頻器5發(fā) 出停機(jī)保護(hù)信號，實(shí)現(xiàn)多臺起重機(jī)4的實(shí)時監(jiān)控和工控機(jī)2的動態(tài)顯示。所述每臺起重機(jī) 4上的光電編碼器3接入PLC主機(jī)1，由PLC主機(jī)1控制變頻器5驅(qū)動臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī)構(gòu) 41和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)42運(yùn)行，組成起重機(jī)4的控制閉環(huán)，其相鄰起重機(jī)4的空間位置信息 則通過AP網(wǎng)絡(luò)裝置6輸入本PLC主機(jī)1 ;所述PLC主機(jī)1設(shè)有無線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)接口以獲 取相鄰起重機(jī)4的空間位置信息。所述光電編碼器3通過現(xiàn)場總線通信接口與PLC主機(jī)1 連接。
[0011] 本發(fā)明是這樣安裝和工作的：將PLC主機(jī)1和工控機(jī)2設(shè)置在起重機(jī)4的司機(jī)室， AP網(wǎng)絡(luò)裝置6則設(shè)置在作業(yè)區(qū)域中心位置的某一起重機(jī)4上，安裝在各臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī) 構(gòu)41和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)42上的光電編碼器3通過現(xiàn)場總線通信接口與PLC主機(jī)1連接， AP網(wǎng)絡(luò)裝置6將多臺起重機(jī)4的PLC主機(jī)1接入無線局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完整的控制閉環(huán)，操作 人員可以在司機(jī)室的工控機(jī)2或觸摸屏上實(shí)時動態(tài)顯示本起重機(jī)4和相鄰的起重機(jī)4位 置。光電編碼器3將起重機(jī)4位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)和臂架的空間位置坐標(biāo)傳輸?shù)絇LC主機(jī)1，PLC 主機(jī)1將本機(jī)位置數(shù)據(jù)與相鄰的起重機(jī)4的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和邏輯判斷。系統(tǒng)設(shè)置為監(jiān) 測模式時：當(dāng)門座式起重機(jī)4的臂架進(jìn)入危險區(qū)域時，司機(jī)室內(nèi)的蜂鳴器報警器和工控機(jī)2 動態(tài)顯示，及時提醒司機(jī)進(jìn)行操作調(diào)整。系統(tǒng)設(shè)置為自動保護(hù)模式時：PLC主機(jī)1向變頻器 5發(fā)出自動停機(jī)的保護(hù)信號，實(shí)現(xiàn)多臺起重機(jī)4的實(shí)時監(jiān)控，有效監(jiān)控多臺門座式起重機(jī)4 位置。為操作人員提供了有效的量化參考系，極大地避免了誤操作和門座式起重機(jī)4的臂 架進(jìn)入危險區(qū)域，確保起吊運(yùn)行安全，大大降低司機(jī)作業(yè)強(qiáng)度。
[0012] 以上只是對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本發(fā)明等效實(shí)施， 均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)，包括設(shè)置在各起重機(jī)（4)上 的PLC主機(jī)（1)、工控機(jī)（2)、光電編碼器（3)和變頻器（5)，光電編碼器（3)設(shè)置在起重機(jī) (4)的臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī)構(gòu)（41)和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)（42)上，PLC主機(jī)（1)與工控機(jī)（2)、光 電編碼器（3)和變頻器（5)連接，臂架旋轉(zhuǎn)/變幅機(jī)構(gòu)（41)和起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)（42)由變頻 器（5)驅(qū)動，其特征在于數(shù)個PLC主機(jī)（1)由AP網(wǎng)絡(luò)裝置（6)采用無線局域網(wǎng)連接構(gòu)成多 臺起重機(jī)（4)交叉作業(yè)的防撞保護(hù)系統(tǒng)；所述AP網(wǎng)絡(luò)裝置（6)設(shè)置在作業(yè)區(qū)域中心位置的 起重機(jī)（4)上；所述PLC主機(jī)（1)設(shè)有起重機(jī)（4)臂架的碰撞危險區(qū)域和報警或停機(jī)保護(hù)程 序，當(dāng)起重機(jī)（4)臂架進(jìn)入危險區(qū)域時由PLC主機(jī)（1)發(fā)出報警或向變頻器（5)發(fā)出停機(jī)保 護(hù)信號，實(shí)現(xiàn)多臺起重機(jī)（4)的實(shí)時監(jiān)控和工控機(jī)（2)的動態(tài)顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述PLC主機(jī)（1)設(shè)有無線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)接口以獲取相鄰起重機(jī)（4)的空間位置信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于光編和無線網(wǎng)絡(luò)的多臺起重機(jī)防撞監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述光電編碼器（3)通過現(xiàn)場總線通信接口與PLC主機(jī)（1)連接。
【文檔編號】B66C15/04GK104085797SQ201410349356
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】熊冠楚, 張軍, 董元躍, 陳剛, 張俊杰, 劉海云, 劉濤偉 申請人:中船第九設(shè)計研究院工程有限公司