[发明专利]一种起重机用双冗余力矩限制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种起重机用安全保护装置，特别是一种起重机用双冗余力矩限制器。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，国内对起重机的市场需求也在不断增加。随经济建设新一轮启动，工程起重机的市场竞争格局发生巨大变化，起重机发展的重心也从小吨位向中大吨位发展。根据有关资料，我国2005年从国外进口大中型起重机的数量达400多台，生产的起重机数量超过10000台，2007年我国生产起重机仅徐州重工一家就超过10000台，其中，大中型起重机约占起重机总量的20％～30％。

目前，国内的力矩限制器的生产厂家有近40家，但其大多数产品由传感器、单片机及显示器、报警器和控制器等组成，其工作原理是由传感器不断地将采集到的起重机信号传送给单片机进行运算分析处理后，不断将显示信号送显示器，报警信号送报警器，控制信号送控制器，只允许起重机在安全范围内工作，自动禁止起重机向危险方位运行。此类力矩传感器技术含量低，一旦单片机，传感器或显示器出现故障则不能使用，存在着严重的安全隐患，只能应用于小吨位的起重机，而对力矩限制器的无障碍工作时间及可靠性指标要求高的大中吨位起重机所用的力矩限制器基本上还是依赖进口或跨国公司在国内的分公司生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种起重机用双冗余力矩限制器，它具有两套互为冗余的数据采集、数据处理和数据显示模块，在任一模块出现故障的情况下整个系统均能正常运行，从而可确保在任何情况下大中型起重机的安全运行。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种起重机用双冗余力矩限制器，包括电源模块、双冗余数据采集模块、双冗余数据处理模块、双冗余数据显示模块和控制模块，其中，

双冗余数据处理模块由单片机和PLC控制器组成，单片机与存储器连接；

双冗余数据采集模块中，重量传感器组由两支重量传感器组成，每支重量传感器通过输入电路与单片机连接，每支重量传感器与PLC控制器连接，角度传感器组由两支角度传感器组成，每支角度传感器通过输入电路与单片机连接，每支角度传感器与PLC控制器连接；

控制模块中，控制器通过输出电路与单片机连接，单片机报警器通过输出电路与单片机连接，控制器与PLC控制器连接，PLC报警器与PLC控制器连接；

双冗余数据显示模块中，力矩限制器显示器分别与单片机和PLC控制器连接，车身控制显示器分别与单片机和PLC控制器连接。

角度传感器组中，一支角度传感器采用线性电位器，另一支角度传感器采用光电编码器。

它还包括远程通讯及维护模块，其中，GPS模块与通信CPU卡连接，GPRS模块与通信CPU卡连接，通信CPU卡与CAN通信电路连接，CAN通信电路与PLC控制器连接，CAN通信电路与单片机连接，GPRS模块发送的数据由数据服务器接收处理；此时，力矩限制器显示器通过CAN通信电路分别与单片机和PLC控制器连接，车身控制显示器通过CAN通信电路分别与单片机和PLC控制器连接。

本发明的优点如下：

1、功能齐全、安全性强、可靠性高，它利用双冗余设计理念和技术，具有两套互为冗余的数据采集、数据处理和数据显示模块，除具有一般力矩限制器自动检测、实时监控和安全保护功能外，在任一模块出现故障的情况下整个系统均能正常运行，从而可确保在任何情况下大中型起重机的安全运行；

2、精确度高，双冗余数据采集模块中的每支传感器采集的信号被双冗余数据处理模块中的单片机和PLC控制器分别独立计算，任一传感器出现异常均能被发现，；角度传感器组的采用两支不同结构的角度传感器，保证了整个系统采集到的数据的精确性；

3、远程通讯及维护模块的安装实现了远程通讯、远程诊断和远程维护，可将起重机在运行过程中出现的故障的有关信息传给有关生产厂家，进行远程故障诊断和在线帮助，节省了时间和维护成本，还可对起重机运行过程中的出现的违规操作进行远程监控管理，提高了起重机操作的安全性；

与其它厂家生产的用于大中型起重机的力矩限制器相比，本发明的总体性能更高，实用性强，适于推广。性能指标如下表所示：

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的电路原理图；

图2是本发明远程通讯及维护模块的工作原理图；

图3是本发明通信CPU卡的程序流程图；

图4是本发明数据服务器端的程序流程图；

图5是本发明角度传感器组的安装示意图。

具体实施方式