一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的制作方法

文档序号:19707543发布日期:2020-01-15 01:03
一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的制作方法

本实用新型涉及集装箱吊具维修技术领域,主要涉及一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器。



背景技术:

集装箱起重机中用来“抓箱”的专属工具即为吊具,一般吊具设计成可快速拆卸分离式,通过手动转锁或销轴与起重机上的吊具上架实现钢结构连接,通过快速插头与起重机上的吊具电缆实现驱动和控制连接;装卸作业过程中,借助吊具上的旋锁装置卡进集装箱上端的四个角孔,在起重机上其它相关机构的协助下实现集装箱的装卸,因此吊具是集装箱起重机的重要机构之一。

吊具是集装箱起重机上直接与所吊载货箱接触的机构,由于现代起重机装卸效率及高度的不断提高,使得吊具机构成为装卸作业过程中发生碰撞机率最高的部位;装卸作业工况复杂,具有功能多样性和高标准性需求,这也造就了吊具机构具有电控技术含量高、控制精密、结构复杂等特点,由此吊具成为了起重机上故障率最高的机构。

为了保障起重机的高可靠性满足生产所需,各港口一般会配备一定数量的备用吊具,一旦起重机上在用吊具出现故障,且不能在在码头前沿作业现场快速完成维修的情况下,便从技术管理上改变维修策略,利用修复完好的备用吊具快速替换故障吊具,先恢复起重机生产,故障吊具再托运回后方维修场所实施专项检修。在后方维修场所,对吊具进行故障维修或者检查保养后,为有效检验维修和保养效果(质量),需要模拟吊具在工作状态下的各种动作、控制、检测和保护功能是否已经达到正常使用标准,但在后方维修场所又无起重机上司机室内的控制台,要检验维修保养的效果(质量),就必须在后方维修场所配置同起重机上控制台原理的控制器,进行供电及信号传输,实现控制吊具的各种工况。

集装箱起重机装卸作业过程中,驾驶人员通过安装在起重机司机室内的联动台,按照起重机操作手册,通过手柄、按钮、按键、选择开关等元器件手动操作起重机工作,其中包括驾驶人员对吊具的多项动作操控:吊具伸缩、开锁、闭锁、导板上/下、吊具双箱或单箱模式选择、吊具前后倾、吊具左右倾、吊具水平回转等。

集装箱起重机专用吊具根据单次可吊载的标箱数量分为单箱吊具、双箱吊具,根据控制系统可分为电动控制吊具、液压控制吊具,根据伸缩梁结构可分为单箱梁吊具、双箱梁吊具,根据自动控制程度可分为全自动吊具、简易吊具;上述各型式吊具,成本均在几十万至上百万不等,为不影响起重效率虽然更换了备用吊具,但是也会增加很大得吊具成本。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟控制精度高,操作简单、安全可靠、通用性强的集装箱起重机吊具维护用模拟控制器。

本实用新型所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现:

一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器,其特征在于,包括控制器箱体、用于给模拟控制器供电的电源、用于控制模拟控制器启动或停止的按钮开关、可快速切断主回路和可频繁接通控制电路的接触器、用于电路过流缺相保护的断路器、用于操控模拟控制器使得吊具动作的控制面板;

若干所述接触器并排成至少一行设置在所述控制器箱体的内中部,若干所述断路器并排设置在所述接触器一侧,所述控制面板设置在所述控制器箱体的内上部,所述按钮开关设置在所述控制面板上;所述模拟控制器与吊具之间通过连接电缆进行连接,所述电源、按钮开关、接触器、断路器、控制面板之间通过连接电缆进行连接。

在本实用新型的一个优选实施例中,在所述控制器箱体的内中部设置有连接成一方框的接线槽,若干所述接触器和断路器设置在所述接线槽的方框内,每两行所述接触器之间横向设置有一分隔接线槽。

在本实用新型的一个优选实施例中,在所述控制器箱体内设置有用于电流过载保护的过流保护器,所述过流保护器设置在所述接触器的下方。

在本实用新型的一个优选实施例中,在所述控制器箱体的内底部设置有一变压器,所述变压器用于转换电路中的交流电压。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述模拟控制器的控制电路包括主控电路、辅助电路、吊具开闭锁控制电路、吊具伸缩控制电路。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述主控电路包括依次通过三相连接电缆连接的所述电源、过流保护断路器mpcb、接触器mc、接线端子-x1、电源指示灯。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述辅助电路包括断路器ctcb、变压器ec、断路器cb1、控制断按钮cof、控制合按钮con、220v接触器cor、110v接触器spcr、控制按钮pof、控制按钮pon、接触器mc,

断路器ctcb常开触头、变压器ec、断路器cb1常开触头、闭合的控制断按钮cof、断开的控制合按钮con、接触器cor线圈依次连接,接触器cor线圈另一端连接电源负极;接触器cor常开触头的一端连接控制合按钮con,接触器cor常开触头的另一端依次连接控制合按钮con联锁按钮、电源负极,控制合按钮con的另一端、接触器cor线圈的一端、接触器cor常开触头的另一端、控制合按钮con联锁按钮的一端并联;

接触器cor的一端连接控制断按钮cof的另一端,接触器cor的另一端依次连接接触器spcr、控制按钮pof、控制按钮pon、接触器mc线圈,接触器mc线圈另一端连接电源负极;接触器mc常开触头的一端连接控制按钮pon,接触器mc常开触头的另一端依次连接控制按钮pon联锁按钮、电源负极,控制按钮pon的另一端、接触器mc线圈的一端、接触器mc常开触头的另一端、控制按钮pon联锁按钮的一端并联。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述吊具开闭锁控制电路包括互锁型开闭锁开关tws、110v接触器lr、110v接触器twlr、110v接触器twur、互锁型开闭锁旁路开关twbp,

开闭锁开关tws的一端与接触器spcr的另一端连接,开闭锁开关tws左闭锁部分的另一端依次连接接触器lr第一常开触头、接触器twlr常闭触头、接线端子-x1;开闭锁开关tws右开锁部分的另一端依次连接接触器lr第二常开触头、接触器twur常闭触头、接线端子-x1;开闭锁旁路开关twbp左部分的两端分别并联在接触器lr第一常开触头的一端、接触器twlr常闭触头的另一端,开闭锁旁路开关twbp右部分的两端分别并联在接触器lr第二常开触头的一端、接触器twur常闭触头的另一端。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述吊具伸缩控制电路包括220v接触器srr、220v接触器ser、互锁型伸缩旁路开关epbp、互锁型伸缩开关sss、110v接触器s20r、110v接触器s40r,

接触器srr常开触头的一端、接触器ser常开触头的一端、伸缩开关sss的一端、接触器spcr的另一端并联;伸缩旁路开关epbp左部分的一端连接伸缩开关sss左部分的另一端,伸缩旁路开关epbp左部分的另一端连接接触器srr常开触头的另一端;伸缩旁路开关epbp右部分的一端连接伸缩开关sss右部分的另一端,伸缩旁路开关epbp右部分的另一端连接接触器ser常开触头的另一端;伸缩开关sss左部分的另一端依次连接接触器s20r常闭触头、接触器srr线圈,伸缩开关sss右部分的另一端依次连接接触器s40r常闭触头、接触器ser线圈,接触器srr线圈的另一端、接触器ser线圈的另一端分别连接电源负极。

本实用新型的有益效果是:一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器,模拟控制器准确模拟代替起重机上的司机室内的控制台,将集装箱起重机司机室内对吊具所有动作、开关指令、检测、控制、逻辑联锁、信号反馈等功能和装置同理集成,模拟控制器取电便捷,与吊具控制系统兼容匹配,可快速便捷与吊具连接或分离,通过操控控制器箱体内的电气元件使得吊具动作,港口集装箱吊具与起重机分离时(非工作状态下),依旧实现在码头后方维修场所内的维修、调试及技术检查等工作。

设置过流保护器实现对电路的过载保护,变压器实现电路持续稳压,连接电缆为铜芯软电缆,可随时转换方向或增加分支,绕线灵活且使用寿命长,控制器箱体底部设置滚轮,方便在后方维修场地随需移动。

附图说明

图1是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的主视图。

图2是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的侧视图。

图3是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的面板元件布置图。

图4是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的内部结构示意图。

图5是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的电气控制图。

图6是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的指示灯控制图之一。

图7是本实用新型一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器的指示灯控制图之二。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。

参见图1至图4,图中给出的是一种集装箱起重机吊具维护用模拟控制器,整体设计为箱式,包括控制器箱体1、用于给模拟控制器供电的电源、用于控制模拟控制器启动或停止的按钮开关、可快速切断主回路和可频繁接通控制电路的接触器、用于电路过流缺相保护的断路器、用于操控模拟控制器使得吊具动作的控制面板2;模拟控制器与吊具之间通过连接电缆进行连接,电源、按钮开关、接触器、断路器、控制面板2之间通过连接电缆进行连接。

电源提供的电压为交流380v,在控制器箱体1的左侧设置有一16a插座11,电源通过16a插座11和连接电缆与断路器连接;接触器带辅助触点,用于吊具信号模拟箱的逻辑控制;断路器便于吊具维修时出现过流、缺相等状况时的保护,当控制线路出现短路等现象时,断路器能及时断电,保护箱体内元件过流烧毁,更加安全可靠;在控制器箱体内设置有用于电路出现电流过载时的安全保护的过流保护器thr,过流保护器thr设置在接触器的下方;在控制器箱体1的内底部左侧设置有一变压器3,变压器3将电路中的交流电压380v转换成交流电压110v,用于吊具及模拟控制器控制部分供电;在控制器箱体1的内底部右侧设置有接地线12;额定电压为交流110v中间继电器用于吊具信号模拟控制器内部逻辑控制。

连接电缆内部包括驱动芯和控制芯,由于吊具功率最大的伸缩电机为4kw三相异步电动机,因此模拟控制器外部供电电缆采用三相四芯制、单芯4mm2的铜芯软电缆;在连接电缆上设置有快速插拔式插头,优选的,在连接电源的电缆上设置有16a三相四线通用型插头,便于适应后方维修场所的供配电;连接插头型号、针脚定义需与吊具相匹配,使用维修时直接插插头进行连接。

控制面板2设置在控制器箱体1的内上部,在控制器箱体1的顶部设置有一可翻折的盖板13,盖板13作为遮盖保护控制面板2,在操作使用时需把盖板13掀开露出控制面板2;按钮开关包括用于控制总电路断开的控制断按钮cof和用于控制总电路闭合的控制合按钮con,按钮开关设置在控制面板上。

在控制面板2上设置有用于对模拟控制器输入开锁或闭锁指令的开闭锁开关tws、用于屏蔽开锁或闭锁控制回路的联锁保护的开闭锁旁路开关twbp、用于对模拟控制器输入伸出或缩回指令的伸缩开关sss、用于屏蔽伸出或缩回控制回路的联锁保护的伸缩旁路开关epbp、用于显示吊具状态的指示灯,开闭锁开关tws在模拟控制器通过电气联锁控制后,对吊具输出开锁或闭锁动作指令;开闭锁旁路开关twbp直接对吊具输出开锁或闭锁动作指令;伸缩开关sss在模拟控制器通过电气联锁控制后,对吊具输出伸出或缩回动作指令;伸缩旁路开关epbp直接对吊具输出伸出或缩回动作指令;指示灯包括开锁灯、闭锁灯、20尺灯、40尺灯、吊具连接灯、全着箱灯。按钮开关、选择开关、指示灯用于维修人员信号给定和吊具状态通过指示灯形式反馈。

若干接触器并排成至少一行设置在控制器箱体1的内中部,若干断路器并排设置在接触器一侧;在控制器箱体1内中部设置有连接成一方框的接线槽14,若干接触器和断路器设置在接线槽14的方框内,每两行接触器之间横向设置有一分隔接线槽,接线槽14的尺寸为40×60mm。优选的,11个接触器并排成两行设置在控制器箱体1的内中部,第一行有7个接触器mc、cor、srr、ser、lr、twlr、twur,第二行有4个接触器s20r、s40r、scor、spcr,3个断路器mpcb、ctcb、cb1并排设置在7个接触器的左侧,过流保护器thr设置在第一行第一个接触器mc的下方。

在控制器箱体1底部设置有方便移动的滚轮15,也可固定在专用板车上移动;移动轻巧便捷,吊具维修后的检修,按照使用说明书一个人即可实现全部操作,节约人工成本;在模拟控制器plc控制设置有usb接口,吊具检修过程中,可方便连接电脑,进行吊具控制程序修改和标定。

电气元件按电气设计图敷设安装,采用plc程序控制;模拟控制器经带插头电源电缆供电至箱体内部后,通过断路器、接触器、继电器、选择开关和指示灯等电气元件进行逻辑运算和安全保护,再通过信号连接电缆与吊具连接信号交换,来实现吊具的各种工况控制及信号反馈。

参见图5至图7,模拟控制器的控制电路包括主控电路、辅助电路、吊具开闭锁控制电路、吊具伸缩控制电路。

主控电路包括依次通过三相连接电缆连接的电源、过流保护断路器mpcb、接触器mc、接线端子-x1、电源指示灯。

辅助电路包括断路器ctcb、变压器ec、断路器cb1、控制断按钮cof、控制合按钮con、220v接触器cor、110v接触器spcr、控制按钮pof、控制按钮pon、接触器mc,断路器ctcb常开触头、变压器ec、断路器cb1常开触头、闭合的控制断按钮cof、断开的控制合按钮con、接触器cor线圈依次连接,接触器cor线圈另一端连接电源负极;接触器cor常开触头的一端连接控制合按钮con,接触器cor常开触头的另一端依次连接控制合按钮con联锁按钮、电源负极,控制合按钮con的另一端、接触器cor线圈的一端、接触器cor常开触头的另一端、控制合按钮con联锁按钮的一端并联。接触器cor的一端连接控制断按钮cof的另一端,接触器cor的另一端依次连接接触器spcr、控制按钮pof、控制按钮pon、接触器mc线圈,接触器mc线圈另一端连接电源负极;接触器mc常开触头的一端连接控制按钮pon,接触器mc常开触头的另一端依次连接控制按钮pon联锁按钮、电源负极,控制按钮pon的另一端、接触器mc线圈的一端、接触器mc常开触头的另一端、控制按钮pon联锁按钮的一端并联。

控制合中间继电器的常开触头与吊具插头连接信号串联,置于辅助电路上,供电于吊具开锁按钮、吊具闭锁按钮、吊具伸出开关、吊具缩回开关、指示灯等电气元件;按下控制合按钮con后,接触器cor线圈得电,接触器cor常开触头自锁并进行信号反馈,控制合指示灯亮;按下控制断按钮cof后,控制中间继电器线圈失电,辅助常闭触头断开并进行信号反馈。

吊具开闭锁控制电路包括互锁型开闭锁开关tws、110v接触器lr、110v接触器twlr、110v接触器twur、互锁型开闭锁旁路开关twbp,开闭锁开关tws的一端与接触器spcr的另一端连接,开闭锁开关tws左闭锁部分的另一端依次连接接触器lr第一常开触头、接触器twlr常闭触头、接线端子-x1;开闭锁开关tws右开锁部分的另一端依次连接接触器lr第二常开触头、接触器twur常闭触头、接线端子-x1;开闭锁旁路开关twbp左部分的两端分别并联在接触器lr第一常开触头的一端、接触器twlr常闭触头的另一端,开闭锁旁路开关twbp右部分的两端分别并联在接触器lr第二常开触头的一端、接触器twur常闭触头的另一端。逻辑控制为:控制合指示灯常亮后,结合吊具实际工况,在输出信号前串联总着箱信号。

吊具伸缩控制电路包括220v接触器srr、220v接触器ser、互锁型伸缩旁路开关epbp、互锁型伸缩开关sss、110v接触器s20r、110v接触器s40r,接触器srr常开触头的一端、接触器ser常开触头的一端、伸缩开关sss的一端、接触器spcr的另一端并联;伸缩旁路开关epbp左部分的一端连接伸缩开关sss左部分的另一端,伸缩旁路开关epbp左部分的另一端连接接触器srr常开触头的另一端;伸缩旁路开关epbp右部分的一端连接伸缩开关sss右部分的另一端,伸缩旁路开关epbp右部分的另一端连接接触器ser常开触头的另一端;伸缩开关sss左部分的另一端依次连接接触器s20r常闭触头、接触器srr线圈,伸缩开关sss右部分的另一端依次连接接触器s40r常闭触头、接触器ser线圈,接触器srr线圈的另一端、接触器ser线圈的另一端分别连接电源负极。

吊具伸缩逻辑控制为:控制合指示灯常亮后,结合现场吊具的伸缩状态,接触器s20r线圈或接触器s40r线圈得电,辅助常闭触头与带中位选择开关互锁,使吊具缩至20尺或伸至40尺后能断开给定信号,中间继电器常开触点与指示灯串联,使相应位置指示灯亮,实现信号反馈;选择开关选至20尺或40尺后,20尺或40尺中间继电器得电,中间继电器常开辅助触点闭合,输出给定信号至吊具。

吊具维修和维护效果检验过程中,维修人员只需在控制器面板上选择相应按钮操作,吊具即会在控制器的驱动和控制下完成需要检验的动作。模拟控制器的设计原理成熟、制造组装工艺简单,以箱体、电缆和电控元件为主,辅以软件控制程序,与故障吊具通过快速插头连接,即可驱动、控制吊具,在后方维修场所实现模拟起重机上司机室内控制台控制吊具的目的。

技术人员通过模拟控制器对吊具功能的模拟控制,能准确揪出吊具故障的真正原因,并落实准确的根除性维修;在吊具维修和保养结束后,技术人员通过模拟控制器对吊具各项功能、动作的模拟控制,再一次进行维修和保养效果的检查和确认,确保维修后的吊具完好“备战”,一旦码头前沿在用吊具出现故障,维修后的吊具便可随换随用第一时间恢复起重机生产。操作简单,符合机械维修、常规机械保养等人员进行操作;整体通用性强,模拟控制器能适应同类型的所有吊具使用,同一个港区控制程序相同的所有吊具只需要配置一台模拟控制器即可。

如图1至图7所示,本实用新型的基本工作原理为:①吊具模拟控制器信号电缆连接:信号电缆插接时,需断电插拔,插紧后利用插头卡扣,把插头卡紧。②吊具模拟控制器电源供电:把连接电缆两端插头分别插至维修场中的维修插座和吊具模拟控制器电源插座;连接之后,把箱体内部的断路器合闸供电。③操作吊具模拟控制器:供电后,观察吊具状态无异常后可合吊具控制和吊具电源;控制合灯和吊具电源灯常亮后,结合吊具现场状态来控制吊具的各种工况。④调试或维修完毕后,按控制断和吊具电源断,吊具则切断电源;在打开箱体内部、断开断路器后,拔出信号连接电缆;最后拔出电源电缆盘卷回收,放置箱体内部。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。

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