专利名称：起重机综合限制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种起重机的安全装置。
为防止起重机作业过程中出现超负荷倾翻事故，常采用安全防护装置，如微机力矩限制器，压力、拉力信息的采集采用应变桥式传感器，角度、长度信息的采集采用精密电位计，数据处理采用八位微机，处理结果采用数字显示。现有的起重机安全装置存在以下缺陷1、具有微机的二次仪表，对采集点离该仪表较远时，因抗干扰能力低，所采集的数据误差大；2、由于精密电位计动作频繁，接点容易磨损，从而增加数据误差，甚至影响仪器的使用；3、采用数字显示在工程操作中不如模拟量指示直观；4、不能直观地显示出起重量与幅度之间起重特性曲线的变化关系。
本实用新型的目的在于提供一种抗干扰能力强、误差小、多功能、显示直观的起重机综合限制器，该限制器尤其是能直观地显示出起重量与幅度之间起重特性曲线的变化关系。
本设计的起重机综合限制器是一种用于塔式起重机的安全防护装置，按照国标GB6067－85起重机械安全规程，有机地组合了超载限制器、力矩限制器、上升极限位置限制器、下降极限位置限制器以及幅度指示器，同时设有重量指示器、吊具高度指示器及幅度上下极限位置限制装置。
图面说明图1为起重机综合限制器的结构示意图，图中标记为Z－主机F－副机1－称重传感器2－幅度运行采样发送机3－吊具高度运行采样发送机4－前置变换器5、6－脉冲整形辨向计数器／译码器7－RS－232C／20mA电流环隔离驱动器8－带串行口的单片微机系统9－功能开关检测口线91－运行／调整92－自检93－空钩置零94－幅度置数95－高度置数10－扩展1／0口11－起重量G显示器12－幅度L显示器13－吊具高度H显示器14、15、16－起重量分级输出端17－起重量限制提示性输出端
18－起重量限制禁止性输出端19－起重力矩限止提示性输出端20－起重力矩限止禁止性输出端21－幅度上限限止输出端22－幅度下限限止输出端23－吊具高度上限限止输出端24－吊具高度下限限止输出端25－提示性音响器26－禁止性音响器27－故障显示器图2为前置变换器4的工作原理图，图中标记为1－称重传感器41－滤波器42－多路开关43－数据放大器44－A／D转换器45－单片微机系统46－RS－232C／20mA电流环隔离驱动器47－供桥电源48－满度基准电压源图3为起重特性G＝f(F)曲线。图中
曲线为起重力矩限止值曲线，Gi、Gi－1、Gi－2……Gi－n为不同的起重量G值，Li、Li＋1、Li＋2……Li＋n为不同的幅度L值。
图4为G－L条形对接式发光显示画面图，图中Ⅰ－幅度L发光显示行阵，下标尺上Li～Li＋n为幅度L读数；Ⅱ－起重量G发光显示行阵，上标尺上Gi～Gi－n为起重量G读数，刻度呈非线性。图中阴影表示G、L实时值NG、NL的发光带宽。
图5为吊具高度H发光行阵显示画面图。图中N－表示吊具高度显示行阵全长No－初始高度Ni－实时高度，阴影表示实时高度时发光带宽。
Ho、Hi、Hn－吊具高度标尺刻度读数图6为主机、副机、前置变换器以及检测装置现场布置示意图。图中标记与图1相同。副机F具有与主机Z相同的显示功能，且可与主机Z进行应答式通信。
以下结合
详细描述本设计的具体内容。
如图1、图2所示，本设计的起重机综合限制器由称重传感器1、幅度运行采样发送机2、吊具高度运行采样发送机3、前置变换器4、主机Z及副机F组成。主机Z包括脉冲整形辨向计数器／译码器5、6，RS－232C／20mA电流环隔离驱动器7，带串行口的单片微机系统8，功能开关检测口线9，它设有运行／调整91、自检92、空钩置零93、幅度置数94、高度置数95等，扩展1／0口10，以及各有关数据显示器、音响器、输出端11～27。
前置变换器4由滤波器41、多路开关42、数据放大器43、A／D转换器44、单片微机系统45、RS－232C／20mA电流环隔离驱动器46、供桥电源47以及满基准电压源48构成。前置变换器4实质上是在主机Z管理下的一个工作站，它将来自称重传感器1的起重量信号变换成可供长距离传输的数字信号。图2是前置变换器4的工作原理框图，称重传感器1的信号经滤波器41、数据放大器43、A／D转换器44，由单片微机系统45作数据处理后送串行口，再经RS－232C／20mA电流环隔离驱动器46输出与主机Z通信。为了消除转换放大器43的零漂和温漂等，电路中加入多路开关42，随时采集满度基准电压源48的满度电压及零点信号供微机处理。
由称重传感器1检测的起重量信号，通过前置变换器4变换成高抗干扰的电流信号，经RS－232C／20mA电流环隔离驱动器7送入单片微机8，微机接收到起重量数据后经标定系数修正、零位修正，按预先存入的起重特性曲线表格查找相应的发光显示带宽，通过扩展1／0口10送起重量G显示器11，同时单片微机8判别起重量，通过扩展1／0口10送到起重量分级输出端14／15／16；起重量限制提示性输出端17／起重量限制禁止性输出端18；提示性音响器25／禁止性音响器26。单片微机8以MCS－51系列单片微机作主要芯片。
幅度运行采样发送机2和吊具高度运行采样发送机3采集的信号，分别经过脉冲整形辨向计数器／译码器5、6送入单片微机8，单片微机8对来自幅度通道的数据经抗干扰判别与原数据运算后，按幅度指示表格查取相应的发光显示带宽，通过扩展1／0口10，送幅度L指示器12，对于来自高度通道的数据经抗干扰判别及与原数据运算后查取相应高度的发光显示带宽初值。再由幅度实时值查取相应的高度修正值，经初值与修正值运算后的数据，由扩展1／0口10送吊具高度H显示器13显示。
各显示数据经相应设定的极限值判断，由扩展1／0口10输出到相应的音响器和输出端，每一输出端设有发光管显示及继电器接点输出。
图3为起重特性曲线图，以幅度L为横座标，起重量G为纵座标，
为起重力矩限止值曲线，对某一个L值相应有一个允许最大的G值。
图4为本限制器的起重量G显示器11及吊具幅度L显示器12的发光显示画面图，即G－L条形对接式发光显示画面图，包括幅度L显示行阵Ⅰ，起重量G显示行阵Ⅱ，行阵全长为K。标有刻度Li～Li＋n幅度值的为下标尺，呈线性；标有刻度Gi－n～Gi起重量值的为上标尺，呈非线性。上标尺按图3
曲线绘制，即对应于L标尺的每一示值为允许最大起重量。NG、NL表示G、L的实时值，画面阴影部份表示该实时值的发光带宽，或称光尺，两光尺之间的间距显示裕量，当两光尺对接到位时，间距为零，则显示起重力矩达到了限止值。
单片微机8将NG＋NL与0.95K、1.0K比较后通过扩展1／0口10送起重力矩限止提示性输出端19／起重力矩限止禁止性输出端20。
图5显示吊具高度。Ho、Hi、Hn为高度标尺刻度，高度用条形发光行阵显示。No－Nj区间为发光带宽，图面上用阴影表示，与Nj相对应的Hi为吊具实时高度值。反之，每一个高度值Hi有一个相应的带宽。
图6为本限制器的现场布置示意图。
应用本限制器可为塔式起重机提供必要的安全保护，且显示直观简便。
同现有技术比较，本方案具有下列优点1、具有吊具高度指示及限制；2、起重量、幅度及吊具高度采用条形行阵发光显示，这种显示方式能直接判别起重机运行状态，比单纯的数字显示更为直观；3、起重力矩由起重量和吊具幅度组成的双因子条形对接式接合到位(极限值)显示，起重量与幅度的标尺相互构成起重特性曲线；4、起重量具有多级接点输出，各限制值设有提示性和禁止性灯光、音响及其相应的接点组输出；5、应用微机多机通信方式通过串行口输出，能扩展完全相同的指示、灯光及音响报警作多机显示，如供远距离的副操作室使用，也可供各类数据记录仪表记录；6、采用具有前置A／D工作站方式的前置变换器解决长线传输技术，传感器可置于塔机的任何位置，并以最短距离与前置变换相互连接，再用串行口与主机交换信息。
7、采用非接触式数字输出的位置发送器，克服了已有的力矩限制器采用电位器采样易磨损及模拟量传输易受干扰的缺陷；8、具有内设拨码开关配合传感器进行标定，设专用按钮消除传感器长期工作的零漂；9、具有掉电数据保持及事故记录。
权利要求1.一种起重机综合限制器，包括数据采集系统，微机处理系统，数据指示系统及电气控制端，其特征在于该限制器由称重传感器1、幅度运行采样发送机2、吊具高度运行采样发送机3、前置变换器4、主机Z及副机F组成，其中主机Z包含脉冲整形辨向计数器/译码器5、6，RS-232C/20mA电流环隔离驱动器7，单片微机系统8，功能开关检测口线9，扩展1/0口10，以及起重量G显示器11、幅度L显示器12、吊具高度H显示器13、音响器、输出端14～27；称重传感器1检测的起重量信号通过前置变换器4变换成高抗干扰的电流信号，经RS-232C/20mA电流环隔离驱动器7送入单片微机8处理；幅度运行采样发送机2和吊具高度运行采样发送机3采集的幅度运行信号和吊具高度运行信号，分别经过脉冲整形辨向计数器/译码器5、6送入单片微机8处理；单片微机8处理后的信号经扩展1/0口10分别送到起重量G显示器11、幅度L显示器12、吊具高度H显示器13以及各有关的音响器、输出端14～27，与主机Z进行应答式通信的副机F显示与主机Z相同。
2.根据权利要求1的限制器，其特征在于起重量G显示器11采用条形发光行阵Ⅱ显示。
3.根据权利要求1的限制器，其特征在于幅度L显示器12采用条形发光行阵Ⅰ显示。
4.根据权利要条形对求2和3的限制器，其特征在于起重量G显示器11和幅度L显示器12构成接式接合到位发光显示行阵，该行阵的上下方分别设有依据起重特性曲线刻制的上标尺和下标尺。
5.根据权利要求1的限制器，其特征在于吊具高度H显示器13采用条形发光行阵显示。
专利摘要一种适用于塔式起重机的起重机综合限制器、由主机Z、副机F、称重传感器1、幅度和吊具高度运行采样发送机2和3、前置变换器4构成。起重量G、幅度L及高度H采用条形发光行阵显示，其中双因子G-L依据起重特性构成条形对接式接合到位(极限值)方式显示，其上下方分别设有上标尺和下标尺。本限制器功能齐全，具有显示直观、多级输出、多机通信、运行可靠、操作简便等优点。
文档编号B66C23/00GK2065187SQ90202518
公开日1990年11月7日 申请日期1990年3月5日 优先权日1990年3月5日
发明者薛正礼 申请人:水利电力部杭州机械设计研究所