正面吊运起重机及其控制方法和系统的制作方法

正面吊运起重机及其控制方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种正面吊运起重机及控制方法和系统，其中，控制系统包括：主控制器，和分别通过CAN与主控制器连接的显示器、扩展控制器、长度传感器、角度传感器、发动机控制器、变速箱控制器以及分别通过CAN与扩展控制器连接的油压传感器和检测传感器；油压传感器、长度和角度传感器、检测传感器、发动机和变速箱控制器分别采集起重机液压缸中液压系统的工作压力信息、吊臂的长度和角度信息、控制系统中各单元的工作状态信息、发动机和变速箱的运转情况信息并传输给主控制器；主控制器将接收到的信息发送给显示器实时显示，并在存在故障时将相应的故障报警信息发送给显示器显示。本发明实施例可以实现起重机作业时故障信息的自诊断。
【专利说明】正面吊运起重机及其控制方法和系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及控制技术，尤其是一种正面吊运起重机及其控制方法和系统。

【背景技术】
[0002] 工程机械领域中的故障自诊断技术是一项非常重要的技术，是评价工程机械控制 系统先进性的重要指标。运用故障自诊断技术，在控制系统运行时对系统内部的控制环节 一直进行有效性监控，当出现故障时立即停止运行，并显示要求处理的故障部位，以确保控 制系统自身的可靠性，避免质量和安全事故的发生。
[0003] 现有技术中，只有在力限器控制系统中，具有简单的故障自诊断功能。对于起重 机整车的行驶及作业控制系统的故障的判断，只能通过切换控制器的显示界面逐个排查。 首先要判断整车电气元件的电源、通讯状态是否满足要求；进一步通过控制器的输入、输出 端口及相关控制参数查询界面判断控制系统是否存在故障；再根据端口的状态进一步判断 电气元件的工作状态是否满足要求，检查线路或元件以排除线路或电气元件本身存在的问 题。
[0004] 现有的控制技术对于故障的判断是根据故障现象，通过检查系统的相关部件或可 能产生故障的部分，逐步分析排除。这就要求故障排查人员必须非常熟悉所配置的操作系 统并具备丰富的解决问题的实践经验，否则很难排查现场存在的问题。此外，对于控制程序 及相关控制参数的调整或修正必须外接专用调试工具或计算机设备，并且要求只有专业技 术人员有权限更改或调整相关控制程序，没有经过授权或培训的相关服务人员不能及时按 照正确流程进行更改或改进。因此，起重机发生故障后的调试、维修效率低，严重影响整机 的可靠性及正面吊运起重机的整机作业效率。


【发明内容】

[0005] 本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种正面吊运起重机及其控制方法和 系统，以实现起重机作业时故障信息的自诊断。
[0006] 本发明实施例提供的正面吊运起重机的控制系统，包括：包括：主控制器，和分别 通过现场总线网络CAN与所述主控制器连接的显示器、扩展控制器、长度传感器、角度传感 器、发动机控制器、变速箱控制器，以及分别通过CAN与所述扩展控制器连接的油压传感器 和检测传感器；其中：
[0007] 所述油压传感器用于采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息，并 将采集到的工作压力信息传输给所述扩展控制器；
[0008] 所述扩展控制器用于将所述油压传感器采集到的工作压力信息传输给所述主控 制器；
[0009] 所述长度传感器用于采集正面吊运起重机吊臂的长度信息，并将采集到的吊臂的 长度信息传输给所述主控制器；
[0010] 所述角度传感器用于采集正面吊运起重机吊臂的角度信息，并将采集到的吊臂的 角度信息传输给所述主控制器；
[0011] 所述检测传感器用于采集控制系统中各单元的工作状态信息并传输给所述主控 制器；
[0012] 所述发动机控制器用于采集发动机的运转情况信息并传输给所述主控制器，所述 发动机的运转情况信息包括转速、水温、油压、工作时间；
[0013] 所述变速箱控制器用于采集变速箱的运转情况信息传输给所述主控制器，所述变 速箱的运转情况信息包括油温、档位信息、车速、里程；
[0014] 所述主控制器用于将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信 息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给所述显示器以进行实时显 示；以及分别判断所述工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转情 况信息、变速箱的运转情况信息是否符合预设标准，并在所述工作压力信息、长度信息、角 度信息、工作状态信息、发动机的运转情况信息或变速箱的运转情况信息不符合预设标准 时，生成相应的故障报警信息并发送给所述显示器；
[0015] 所述显示器用于实时显示所述工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信 息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，并显示所述主控制器发送的故障 报警信息。
[0016] 本发明上述正面吊运起重机控制系统的另一个实施例中，所述扩展控制器包括第 一扩展控制器单元和第二扩展控制器单元；
[0017] 所述第一扩展控制器单元通过CAN与所述主控制器连接，所述第二扩展控制器单 元通过CAN与所述第一扩展控制器单元连接；
[0018] 所述油压传感器与所述检测传感器具体分别通过CAN与所述第一扩展控制器单 元连接。
[0019] 本发明上述正面吊运起重机控制系统的另一个实施例中，所述正面吊运起重机液 压缸包括一个大腔和两个小腔；
[0020] 所述油压传感器具体为三个，分别用于采集液压缸中一个大腔和两个小腔中液压 系统的工作压力。
[0021] 本发明上述正面吊运起重机控制系统的另一个实施例中，还包括：分别通过CAN 与所述主控制器连接的功能控制开关和吊具控制器，和通过CAN与所述第一扩展控制器单 元连接的功能控制阀组，以及通过CAN与所述第二扩展控制器单元连接的操纵手柄；
[0022] 所述操纵手柄用于接收用户输入的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制 指令，并依次通过所述第二扩展控制器单元、所述第一扩展控制器单元传输给所述主控制 器，由所述主控制器发送给吊具控制器；
[0023] 所述吊具控制器用于根据所述主控制器发送的控制指令控制吊具的动作；
[0024] 所述主控制器还用于在将故障报警信息发送给显示器时，将相应的预设标准以及 提示用户校正相应工作参数的提示信息发送给显示器显示，以及根据预先存储的授权密码 对用户输入的授权密码进行验证，并在用户输入的授权密码通过验证时指示显示器显示校 正参数输入接口，以及根据显示器发送的校正指示中的校正参数对相应参数进行调整，并 根据所述校正指示生成相应的指令发送给所述吊具控制器；以及通过所述第一扩展控制器 单元将所述功能控制开关发送的开启或断开的控制指令发送给功能控制阀组；
[0025] 所述显示器还用于接收用户基于所述预设标准与所述提示信息发送的校正请求 并提示用户输入授权密码，接收用户输入的授权密码并发送给所述主控制器；以及通过校 正参数输入接口接收用户输入的校正相应工作参数的校正指示并转发给所述主控制器，所 述校正指示中包括用户输入的校正参数；
[0026] 所述功能控制开关用于接收用户输入的开启或断开的控制指令并传输给所述主 控制器；
[0027] 所述功能控制阀组用于根据所述主控制器发送的所述开启或断开的控制指令，控 制起重机的工作状态。
[0028] 本发明上述正面吊运起重机控制系统的另一个实施例中，所述主控制器和所述显 不器一体设置。
[0029] 本发明实施例提供的正面吊运起重机，包括上述任意实施例中的正面吊运起重机 控制系统。
[0030] 本发明实施例提供的一种正面吊运起重机的控制方法，包括：
[0031] 油压传感器采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息，并将采集到 的工作压力信息传输给扩展控制器，由所述扩展控制器将所述工作压力信息传输给主控制 器；长度传感器采集正面吊运起重机吊臂的长度信息并传输给所述主控制器；角度传感器 采集正面吊运起重机吊臂的角度信息并传输给所述主控制器；检测传感器采集控制系统 中各单元的工作状态信息并传输给所述主控制器；发动机控制器采集正面吊运起重机发动 机的运转情况信息并传输给所述主控制器，所述发动机的运转情况信息包括转速、水温、油 压、工作时间；变速箱控制器采集正面吊运起重机变速箱的运转情况信息传输给所述主控 制器，所述变速箱的运转情况信息包括油温、档位信息、车速、里程；
[0032] 所述主控制器将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元 的工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给所述显示器， 以及分别判断所述工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信 息、发动机的运转情况信息、变速箱的运转情况信息是否符合预设标准；
[0033] 响应于所述工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信 息、发动机的运转情况信息或变速箱的运转情况信息不符合预设标准，所述主控制器生成 相应的故障报警信息并发送给所述显示器；
[0034] 所述显示器实时显示所述工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元 的工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，以及在接收到所述 主控制器发送的故障报警信息时显示该故障报警信息。
[0035] 本发明上述正面吊运起重机控制方法的另一个实施例中，所述正面吊运起重机液 压缸包括一个大腔和两个小腔；
[0036] 所述油压传感器采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息包括：
[0037] 分别通过三个油压传感器采集所述液压缸中一个大腔和两个小腔中液压系统的 工作压力。
[0038] 本发明上述正面吊运起重机控制方法的另一个实施例中，所述将采集到的工作压 力信息传输给扩展控制器，由所述扩展控制器将所述工作压力信息传输给主控制器包括：
[0039] 所述油压传感器通过CAN将所述液压系统的工作压力信息传输给所述扩展控制 器中的第一扩展控制器单元；
[0040] 所述第一扩展控制器单元通过CAN将所述液压系统的工作压力信息传输给所述 主控制器。
[0041] 本发明上述正面吊运起重机控制方法的另一个实施例中，所述检测传感器采集控 制系统中各单元的工作状态信息并传输给所述主控制器包括：
[0042] 所述检测传感器采集控制系统中各单元的工作状态信息，并通过CAN将控制系统 中各单元的工作状态信息传输给所述扩展控制器中的第一扩展控制器单元；
[0043] 所述第一扩展控制器单元通过CAN将所述液压系统的工作压力信息传输给所述 主控制器。
[0044] 本发明上述正面吊运起重机控制方法的另一个实施例中，还包括：
[0045] 操纵手柄接收用户输入的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指令，并 依次通过所述扩展控制器中的第二扩展控制器单元、第一扩展控制器单元传输给所述主控 制器；
[0046] 所述主控制器将所述控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指令发送给吊 具控制器；
[0047] 所述吊具控制器根据所述主控制器发送的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭 锁控制指令控制吊具的动作。
[0048] 本发明上述正面吊运起重机控制方法的另一个实施例中，还包括：
[0049] 所述主控制器将故障报警信息发送给显示器时，还将相应的预设标准以及提示用 户校正相应工作参数的提示信息发送给所述显示器；
[0050] 所述显示器显示所述预设标准与所述提示信息；
[0051] 所述显示器接收用户基于所述预设标准与所述提示信息发送的校正请求并提示 用户输入授权密码，以及接收用户输入的授权密码并发送给所述主控制器；
[0052] 所述主控制器根据预先存储的授权密码对用户输入的授权密码进行验证，并在用 户输入的授权密码通过验证时指示显示器显示校正参数输入接口；
[0053] 所述显示器显示校正参数输入接口，接收用户通过该校正参数输入接口输入的校 正相应工作参数的校正指示并转发给所述主控制器，所述校正指示中包括用户输入的校正 参数；
[0054] 所述主控制器根据所述校正指示中的校正参数对相应参数进行调整，并根据显示 器发送的校正指示生成相应的指令相应发送给吊具控制器；
[0055] 所述吊具控制器根据所述主控制器发送的指令控制吊具的动作。
[0056] 本发明上述正面吊运起重机控制方法的另一个实施例中，还包括：
[0057] 功能控制开关接收用户输入的开启或断开的控制指令并传输给所述主控制器；
[0058] 所述主控制器通过所述扩展控制器中的第一扩展控制器单元将所述开启或断开 的控制指令发送给功能控制阀组；
[0059] 所述功能控制阀组根据所述主控制器发送的所述开启或断开的控制指令，控制起 重机的工作状态。
[0060] 基于本发明上述正面吊运起重机及其控制方法和系统，油压传感器、长度传感器、 角度传感器、检测传感器、发动机控制器以及变速箱控制器分别采集液压缸中液压系统的 工作压力信息、正面吊运起重机吊臂的长度信息、正面吊运起重机吊臂的角度信息、各单元 的工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，并传输给主控制 器。主控制器将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转 情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给显示器进行实时显示，并且分别判断工作压 力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转情况信息、变速箱的运转情况信 息是否符合预设标准，在工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转 情况信息或变速箱的运转情况信息不符合预设标准时，生成相应的故障报警信息并发送给 显示器实时显示。与现有技术相比，该控制系统运行时对系统内部的控制环节一直进行有 效性监控，实时监测起重机作业时的各种信息，通过显示器进行实时显示，并且在存在故障 时，可以实时显示相应的故障报警信息，完善了起重机作业时的故障自诊断功能和实时显 示功能。

【专利附图】

【附图说明】
[0061] 参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
[0062] 图1为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例的框图；
[0063] 图2为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例的框图；
[0064] 图3为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例中的显示器的主显示界面 图；
[0065] 图4为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例中的显示器的校正参数的 主界面图；
[0066] 图5为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例中的显示器的校正参数的 分界面图；
[0067] 图6为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例中的显示器的校正参数密 码保护的界面图；
[0068] 图7为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例中的显示器的校正参数输 入接口的界面图。
[0069] 图8为本发明正面吊运起重机的控制方法一个实施例的流程图。

【具体实施方式】
[0070] 随着工程机械领域自动控制技术的快速发展，工程机械控制系统的自诊断能力越 来越强，当工程机械的系统发生故障时，借助控制系统的自诊断功能可以迅速准确地查明 原因并确定故障位置，从而减少维护维修的成本，提高工程机械的作业效率，有效地避免质 量和安全事故的发生。为提高产品的技术含量，本发明在正面吊运起重机上采用新型控制 系统，并在现有硬件基础上，采用派克汉尼汾公司的IQAN控制系统，利用编程及调试软件 IQAN Creative Studio开发出正面吊运起重机专有控制程序，其中：控制程序编写方便快 捷；各项功能实现的逻辑关系清晰明了；合理分配控制系统的输入、输出端口，完善各种功 能的检测、控制方式；为保证各项动作操作的微动性能，通过完善控制程序对作业动作的起 始及终止的过程进行细化处理，实现了故障信息实时显示，完善了故障自诊断功能，并且在 控制系统的显示器上可以进行相关调试，提升了产品的整体性能和维护、维修的方便性。
[0071] 图1为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例的框图。如图1所示，该控制 系统包括：主控制器110,和分别通过现场总线网络CAN与主控制器110连接的显示器120、 扩展控制器130、长度传感器140、角度传感器150、发动机控制器180、变速箱控制器190以 及分别通过CAN与扩展控制器130连接的油压传感器160和检测传感器170。其中：
[0072] 油压传感器160用于采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息，并 将采集到的工作压力信息传输给扩展控制器130。
[0073] 扩展控制器130用于将油压传感器160采集到的工作压力信息传输给主控制器 110。
[0074] 长度传感器140用于采集正面吊运起重机吊臂的长度信息，并将采集到的吊臂的 长度信息传输给主控制器110。
[0075] 角度传感器150用于采集正面吊运起重机吊臂的角度信息，并将采集到的吊臂的 角度信息传输给主控制器110。
[0076] 检测传感器170用于采集控制系统中包括的各单元的工作状态信息并传输给主 控制器110。
[0077] 发动机控制器180用于采集正面吊运起重机发动机的运转情况信息并传输给主 控制器110,其中发动机的运转情况信息可以包括发送机的转速、水温、油压、工作时间等信 肩、。
[0078] 变速箱控制器190用于采集正面吊运起重机变速箱的运转情况信息传输给主控 制器110,其中变速箱的运转情况信息可以包括变速箱的油温、档位信息、车速、里程。
[0079] 主控制器110用于将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信 息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给显示器120进行实时显示， 并分别判断接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转情 况信息、变速箱的运转情况信息是否符合预设标准，该预设标准可以是：工作压力的范围， 长度的范围，角度的范围，预设的工作状态，发动机的转速、水温、油压、工作时间的范围，或 变速箱的油温、档位信息、车速、里程范围等；以及在工作压力信息、长度信息、角度信息、工 作状态信息、发动机的运转情况信息或变速箱的运转情况信息不符合相应的预设标准时， 生成相应的故障报警信息并发送给显示器120。
[0080] 显示器120用于实时显示主控制器110发送的工作压力信息、长度信息、角度信 息、工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，并显示主控制器 110发送的故障报警信息。如图3所示，为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例 中的显示器的主显示界面示例图，起重机作业时的工作压力信息、长度信息、角度信息、工 作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息等可实时显示在该主显 示界面上，方便维修人员对于控制系统中各元件（即：主控制器110、显示器120、扩展控制 器130、长度传感器140、角度传感器150、发动机控制器180、变速箱控制器190、油压传感 器160和检测传感器170)及整机的工作状况进行直接判断。并且在存在安全隐患及故障 的情况下，相应的故障报警信息和需要维护、维修的相关元件的故障原因也可实时显示在 主显示界面上，无需技术人员去现场诊断，省去了分析、判断故障原因和故障发生部位所消 耗的时间，提高了正面吊运起重机的整机作业效率。
[0081] 在上述正面吊运起重机控制系统中，油压传感器可以采集液压缸中液压系统的工 作压力信息并通过扩展传感器传输给主控制器，长度传感器、角度传感器以及检测传感器 可以分别采集正面吊运起重机吊臂的长度信息、正面吊运起重机吊臂的角度信息、控制系 统中各单元的工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息并传输 给主控制器。该控制系统运行时对系统内部的控制环节一直进行有效性监控，实时监测起 重机作业时的各种信息。主控制器可以读取工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态 信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息并通过CAN发送给显示器进行 实时显示，实现了对正面吊运起重机的实时监控。并且主控制器可以分别判断工作压力信 息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转情况信息、变速箱的运转情况信息是 否符合预设标准，在工作压力信息、长度信息、角度信息工作状态信息、发动机的运转情况 信息或变速箱的运转情况信息不符合预设标准时，生成相应的故障报警信息并发送给显示 器实时显示，完善了起重机作业时的故障自诊断功能和实时显示功能。
[0082] 进一步地，作为本发明上述正面吊运起重机控制系统另一个实施例，扩展控制器 130具体包括第一扩展控制器单元131和第二扩展控制器单元132。如图2所示，为本发明 正面吊运起重机的控制系统另一个实施例的框图。在该实施例中：
[0083] 第一扩展控制器单元131通过CAN与主控制器110连接，第二扩展控制器单元132 通过CAN与第一扩展控制器单元131连接。
[0084] 油压传感器160与检测传感器170具体分别通过CAN与第一扩展控制器单元131 连接。
[0085] 进一步地，作为本发明上述正面吊运起重机控制系统另一个实施例，正面吊运起 重机液压缸具体包括一个大腔和两个小腔。相应地，该实施例中，油压传感器160具体为三 个，分别用于采集液压缸中一个大腔和两个小腔中液压系统的工作压力，如图2所示。
[0086] 进一步地，为保证起重、行使作业的稳定性，需要对相关参数进行校正，例如伸缩 和俯仰的最大、最小电流值，长度和角度传感器的标定及修正系数的调整等。
[0087] 作为本发明上述正面吊运起重机控制系统另一个实施例，还包括：分别通过CAN 与主控制器110连接的功能控制开关210和吊具控制器220,以及通过CAN与第一扩展控制 器单元131连接的功能控制阀组230,以及通过CAN与第二扩展控制器单元132连接的操纵 手柄240,如图2所示。其中 ：
[0088] 操纵手柄240用于接收用户输入的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制 指令，并依次通过第二扩展控制器单元132、第一扩展控制器单元131传输给主控制器110， 由主控制110发送给吊具控制器220。
[0089] 吊具控制器220用于根据主控制器110发送的控制指令控制吊具的动作。
[0090] 主控制器110还用于在将故障报警信息发送给显示器120时，将相应的预设标准 以及提示用户校正相应工作参数的提示信息发送给显示器120,以及根据预先存储的授权 密码对用户输入的授权密码进行验证，并在用户输入的授权密码通过验证时指示显示器 120显示校正参数输入接口，以及根据显示器120发送的校正指示中的校正参数对相应参 数进行调整，并根据该校正指示生成相应的指令相应发送给吊具控制器220。以通过第一 扩展控制器单元131将功能控制开关210发送的开启或断开的控制指令发送给功能控制阀 组230以实现起重机的工作状态控制。具体地，当用户输入开启控制指令时，可以控制起重 机处于工作状态；当用户输入断开控制指令时，可以控制起重机处于非工作状态。如图4和 图5所示，分别为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例的显示器校正参数主界面 图和分界面图，用户可以通过该主界面和分界面输入校正指示，不需要专用的调试工具或 外接计算机设备，方便维护和维修，提高了正面吊运起重机的作业效率。
[0091] 显示器120还用于接收用户发送的校正请求并提示用户输入授权密码，接收用户 输入的授权密码并发送给主控制器110 ;以及通过校正参数输入接口接收用户输入的校正 相应工作参数的校正指示并转发给主控制器110,校正指示中包括用户输入的校正参数。如 图6所示，为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例的显示器的校正参数密码保护 界面图，用户输入授权密码通过验证后才能在显示器上进行相应工作参数的校正和修改， 提升了控制系统的安全性。如图7所示，为本发明正面吊运起重机的控制系统一个实施例 中的显示器的校正参数输入接口界面图，用户输入的密码通过验证后，可以在该界面进行 参数的校正，例如：调整伸缩俯仰动作控制的最大、最小电流的极限值；最大、最小电流控 制电流的斜坡参数，延时功能；称重系数；比例系数等。
[0092] 功能控制开关210用于接收用户基于显示器120显示的预设标准与提示信息输入 的开启或断开的控制指令并传输给主控制器110。
[0093] 功能控制阀组230用于根据主控制器110发送的开启或断开的控制指令，控制起 重机的工作状态。
[0094] 进一步地，作为本发明上述正面吊运起重机控制系统另一个实施例，主控制器110 和显示器120可以一体设置。
[0095] 本发明实施例还提供了一种正面吊运起重机，包括上述任意实施例中的正面吊运 起重机控制系统。
[0096] 图8为本发明正面吊运起重机的控制方法一个实施例的流程图。如图8所示，该 实施例正面吊运起重机的控制方法包括：
[0097] 310,油压传感器采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息，并将采 集到的工作压力信息传输给扩展控制器，由扩展控制器将工作压力信息传输给主控制器； 长度传感器采集正面吊运起重机吊臂的长度信息并传输给主控制器；角度传感器采集正面 吊运起重机吊臂的角度信息并传输给主控制器；检测传感器采集控制系统中各单元的工作 状态信息并传输给主控制器；发动机控制器采集正面吊运起重机发动机的运转情况信息并 传输给主控制器，其中发动机的运转情况信息包括转速、水温、油压、工作时间；变速箱控制 器采集正面吊运起重机变速箱的运转情况信息传输给主控制器，其中变速箱的运转情况信 息包括油温、档位信息、车速、里程。
[0098] 控制系统中上述各单元对相应信息的采集，可以实时进行采集，也可以按照统一 或各自的预设采集周期（例如，2s)采集，各单元之间的动作不存在执行时间或顺序限制。 [0099] 320,主控制器将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元 的工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给显示器，以及 分别判断工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信息、发动机 的运转情况信息、变速箱的运转情况信息是否均符合相应的预设标准。
[0100] 其中，各采集参数信息的预设标准可以分别设置。
[0101] 在工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信息、发动 机的运转情况信息或变速箱的运转情况信息中有不符合预设标准时，主控制器还针对不符 合预设标准的参数信息生成相应的故障报警信息并发送给显示器。
[0102] 若工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信息、发动 机的运转情况信息与变速箱的运转情况信息均符合预设标准，不执行生成相应的故障报警 信息并发送给显示器的操作。
[0103] 330,显示器实时显示接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各 单元的工作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，以及在接收到 主控制器发送的故障报警信息时还显示该故障报警信息。
[0104] 在本发明上述控制方法的一个具体实施例中，正面吊运起重机的液压缸包括一个 大腔和两个小腔。相应地，在该实施例中，油压传感器为三个，油压传感器采集正面吊运起 重机液压缸中液压系统的工作压力信息具体可以是：分别通过三个油压传感器采集液压缸 中一个大腔和两个小腔中液压系统的工作压力。
[0105] 在本发明上述控制方法的另一个具体实施例中，将采集到的工作压力信息传输给 扩展控制器，由扩展控制器将工作压力信息传输给主控制器具体可以通过以下方式实现： 油压传感器通过CAN将液压系统的工作压力信息传输给扩展控制器中的第一扩展控制器 单元；第一扩展控制器单元通过CAN将液压系统的工作压力信息传输给主控制器。
[0106] 在本发明上述控制方法的另一个具体实施例中，检测传感器采集控制系统中各单 元的工作状态信息并传输给主控制器具体可以通过以下方式实现：检测传感器采集控制系 统中各单元的工作状态信息，并通过CAN将采集到的控制系统中各单元的工作状态信息传 输给扩展控制器中的第一扩展控制器单元；第一扩展控制器单元通过CAN将液压系统的工 作压力信息传输给主控制器。
[0107] 另外，在本发明正面吊运起重机的控制方法的另一个实施例中，还可以包括如下 操作：
[0108] 操纵手柄接收用户输入的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指令，并 依次通过扩展控制器中的第二扩展控制器单元、第一扩展控制器单元将该控制指令传输给 主控制器；
[0109] 主控制器将接收到的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指令发送给吊 具控制器；
[0110] 吊具控制器根据主控制器发送的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指 令控制吊具的动作。
[0111] 进一步地，在本发明正面吊运起重机的控制方法的又一个实施例中，还可以包括 如下操作：
[0112] 主控制器将故障报警信息发送给显示器时，还将相应的预设标准以及提示用户校 正相应工作参数的提示信息发送给显示器；
[0113] 显示器显示接收到的预设标准与提示信息。用户可以基于该预设标准与提示信息 在显示器界面输入校正请求；
[0114] 显示器接收用户基于预设标准与提示信息发送的校正请求并提示用户输入授权 密码，以及接收用户输入的授权密码并发送给主控制器；
[0115] 主控制器根据预先存储的授权密码对用户输入的授权密码进行验证，并在用户输 入的授权密码通过验证时指示显示器显示校正参数输入接口；
[0116] 显示器显示校正参数输入接口，接收用户通过该校正参数输入接口输入的校正相 应工作参数的校正指示并转发给主控制器，该校正指示中包括用户输入的校正参数；
[0117] 主控制器根据校正指示中的校正参数对相应参数进行调整，并根据显示器发送的 校正指示生成相应的指令相应发送给吊具控制器；
[0118] 吊具控制器根据主控制器发送的指令控制吊具的动作。
[0119] 进一步地，在本发明正面吊运起重机的控制方法的再一个实施例中，还可以包括 如下操作：
[0120] 功能控制开关接收用户输入的开启或断开的控制指令并传输给主控制器；
[0121] 主控制器通过扩展控制器中的第一扩展控制器单元将开启或断开的控制指令发 送给功能控制阀组；
[0122] 功能控制阀组根据主控制器发送的开启或断开的控制指令，控制起重机的工作状 态。
[0123] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0124] 本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其 它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。由于系统实施例 与方法实施例基本对应，相关之处相互参见对应实施例的部分说明即可。
[0125] 可能以许多方式来实现本发明的方法、系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软 件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅 是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别 说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包 括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本 发明的方法的程序的记录介质。
[0126] 本发明的实施例可以在控制系统运行时对系统内部的控制环节一直进行有效性 监控，实时监测起重机作业时的各种信息，并通过显示器进行实时显示，完善了起重机作业 时的故障自诊断功能和实时显示功能。并且，在故障发生时，可以在显示器上实时显示故障 发生部位和可能的原因，不需请技术人员现场诊断，省去了分析、判断故障原因所消耗的时 间，使得许多问题操作工就能随手解决，大大缩短了正面吊运起重机的故障停机时间，提高 了整机的作业效率。同时由于密码保护，授权的服务人员、专业技术人员可以在显示器上完 成各类参数的调整及修正，无须外接专用调试工具或计算机设备，保证维护、维修的及时、 方便性，提高正面吊运起重机的整机作业效率及整机的可靠性能。
[0127] 本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明 限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描 述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理 解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【权利要求】
1. 一种正面吊运起重机的控制系统，其特征在于，包括：主控制器，和分别通过现场总 线网络CAN与所述主控制器连接的显示器、扩展控制器、长度传感器、角度传感器、发动机 控制器、变速箱控制器，以及分别通过CAN与所述扩展控制器连接的油压传感器和检测传 感器；其中： 所述油压传感器用于采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息，并将采 集到的工作压力信息传输给所述扩展控制器； 所述扩展控制器用于将所述油压传感器采集到的工作压力信息传输给所述主控制 器； 所述长度传感器用于采集正面吊运起重机吊臂的长度信息，并将采集到的吊臂的长度 信息传输给所述主控制器； 所述角度传感器用于采集正面吊运起重机吊臂的角度信息，并将采集到的吊臂的角度 信息传输给所述主控制器； 所述检测传感器用于采集控制系统中各单元的工作状态信息并传输给所述主控制 器； 所述发动机控制器用于采集发动机的运转情况信息并传输给所述主控制器，所述发动 机的运转情况信息包括转速、水温、油压、工作时间； 所述变速箱控制器用于采集变速箱的运转情况信息传输给所述主控制器，所述变速箱 的运转情况信息包括油温、档位信息、车速、里程； 所述主控制器用于将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发 动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给所述显示器以进行实时显示；以 及分别判断所述工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发动机的运转情况信 息、变速箱的运转情况信息是否符合预设标准，并在所述工作压力信息、长度信息、角度信 息、工作状态信息、发动机的运转情况信息或变速箱的运转情况信息不符合预设标准时，生 成相应的故障报警信息并发送给所述显示器； 所述显示器用于实时显示所述工作压力信息、长度信息、角度信息、工作状态信息、发 动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，并显示所述主控制器发送的故障报警 信息。
2. 根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述扩展控制器包括第一扩展控制 器单元和第二扩展控制器单元； 所述第一扩展控制器单元通过CAN与所述主控制器连接，所述第二扩展控制器单元通 过CAN与所述第一扩展控制器单元连接； 所述油压传感器与所述检测传感器具体分别通过CAN与所述第一扩展控制器单元连 接。
3. 根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述正面吊运起重机液压缸包括一 个大腔和两个小腔； 所述油压传感器具体为三个，分别用于采集液压缸中一个大腔和两个小腔中液压系统 的工作压力。
4. 根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，还包括：分别通过CAN与所述主控制 器连接的功能控制开关和吊具控制器，和通过CAN与所述第一扩展控制器单元连接的功能 控制阀组，以及通过CAN与所述第二扩展控制器单元连接的操纵手柄； 所述操纵手柄用于接收用户输入的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指 令，并依次通过所述第二扩展控制器单元、所述第一扩展控制器单元传输给所述主控制器， 由所述主控制器发送给吊具控制器； 所述吊具控制器用于根据所述主控制器发送的控制指令控制吊具的动作； 所述主控制器还用于在将故障报警信息发送给显示器时，将相应的预设标准以及提示 用户校正相应工作参数的提示信息发送给显示器显示，以及根据预先存储的授权密码对用 户输入的授权密码进行验证，并在用户输入的授权密码通过验证时指示显示器显示校正参 数输入接口，以及根据显示器发送的校正指示中的校正参数对相应参数进行调整，并根据 所述校正指示生成相应的指令发送给所述吊具控制器；以及通过所述第一扩展控制器单元 将所述功能控制开关发送的开启或断开的控制指令发送给功能控制阀组； 所述显示器还用于接收用户基于所述预设标准与所述提示信息发送的校正请求并提 示用户输入授权密码，接收用户输入的授权密码并发送给所述主控制器；以及通过校正参 数输入接口接收用户输入的校正相应工作参数的校正指示并转发给所述主控制器，所述校 正指示中包括用户输入的校正参数； 所述功能控制开关用于接收用户输入的开启或断开的控制指令并传输给所述主控制 器； 所述功能控制阀组用于根据所述主控制器发送的所述开启或断开的控制指令，控制起 重机的工作状态。
5. 根据权利要求1至4任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述主控制器和所述显 不器一体设置。
6. -种正面吊运起重机，其特征在于，包括权利要求1至5任意一项所述的控制系统。
7. -种正面吊运起重机的控制方法，其特征在于，包括： 油压传感器采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息，并将采集到的工 作压力信息传输给扩展控制器，由所述扩展控制器将所述工作压力信息传输给主控制器； 长度传感器采集正面吊运起重机吊臂的长度信息并传输给所述主控制器；角度传感器采集 正面吊运起重机吊臂的角度信息并传输给所述主控制器；检测传感器采集控制系统中各单 元的工作状态信息并传输给所述主控制器；发动机控制器采集正面吊运起重机发动机的运 转情况信息并传输给所述主控制器，所述发动机的运转情况信息包括转速、水温、油压、工 作时间；变速箱控制器采集正面吊运起重机变速箱的运转情况信息传输给所述主控制器， 所述变速箱的运转情况信息包括油温、档位信息、车速、里程； 所述主控制器将接收到的工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工 作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息发送给所述显示器，以及 分别判断所述工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信息、发 动机的运转情况信息、变速箱的运转情况信息是否符合预设标准； 响应于所述工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工作状态信息、 发动机的运转情况信息或变速箱的运转情况信息不符合预设标准，所述主控制器生成相应 的故障报警信息并发送给所述显示器； 所述显示器实时显示所述工作压力信息、长度信息、角度信息、控制系统中各单元的工 作状态信息、发动机的运转情况信息、以及变速箱的运转情况信息，以及在接收到所述主控 制器发送的故障报警信息时显示该故障报警信息。
8. 根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述正面吊运起重机液压缸包括一 个大腔和两个小腔； 所述油压传感器采集正面吊运起重机液压缸中液压系统的工作压力信息包括： 分别通过三个油压传感器采集所述液压缸中一个大腔和两个小腔中液压系统的工作 压力。
9. 根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述将采集到的工作压力信息传输 给扩展控制器，由所述扩展控制器将所述工作压力信息传输给主控制器包括 ： 所述油压传感器通过CAN将所述液压系统的工作压力信息传输给所述扩展控制器中 的第一扩展控制器单元； 所述第一扩展控制器单元通过CAN将所述液压系统的工作压力信息传输给所述主控 制器。
10. 根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述检测传感器采集控制系统中各 单元的工作状态信息并传输给所述主控制器包括： 所述检测传感器采集控制系统中各单元的工作状态信息，并通过CAN将控制系统中各 单元的工作状态信息传输给所述扩展控制器中的第一扩展控制器单元； 所述第一扩展控制器单元通过CAN将所述液压系统的工作压力信息传输给所述主控 制器。
11. 根据权利要求7至10任意一项所述的控制方法，其特征在于，还包括： 操纵手柄接收用户输入的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指令，并依次 通过所述扩展控制器中的第二扩展控制器单元、第一扩展控制器单元传输给所述主控制 器； 所述主控制器将所述控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控制指令发送给吊具控 制器； 所述吊具控制器根据所述主控制器发送的控制吊臂的伸缩、俯仰、旋转、开锁与闭锁控 制指令控制吊具的动作。
12. 根据权利要求7至10任意一项所述的控制方法，其特征在于，还包括： 所述主控制器将故障报警信息发送给显示器时，还将相应的预设标准以及提示用户校 正相应工作参数的提示信息发送给所述显示器； 所述显示器显示所述预设标准与所述提示信息； 所述显示器接收用户基于所述预设标准与所述提示信息发送的校正请求并提示用户 输入授权密码，以及接收用户输入的授权密码并发送给所述主控制器； 所述主控制器根据预先存储的授权密码对用户输入的授权密码进行验证，并在用户输 入的授权密码通过验证时指示显示器显示校正参数输入接口； 所述显示器显示校正参数输入接口，接收用户通过该校正参数输入接口输入的校正 相应工作参数的校正指示并转发给所述主控制器，所述校正指示中包括用户输入的校正参 数； 所述主控制器根据所述校正指示中的校正参数对相应参数进行调整，并根据显示器发 送的校正指示生成相应的指令相应发送给吊具控制器； 所述吊具控制器根据所述主控制器发送的指令控制吊具的动作。
13.根据权利要求7至10任意一项所述的控制方法，其特征在于，还包括： 功能控制开关接收用户输入的开启或断开的控制指令并传输给所述主控制器； 所述主控制器通过所述扩展控制器中的第一扩展控制器单元将所述开启或断开的控 制指令发送给功能控制阀组； 所述功能控制阀组根据所述主控制器发送的所述开启或断开的控制指令，控制起重机 的工作状态。
【文档编号】B66C13/18GK104058336SQ201410304175
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】张德荣, 李彬, 刘明明 申请人:徐州重型机械有限公司