一种塔机控制系统及控制方法与流程

本发明涉及塔式起重机控制，尤其涉及一种塔机控制系统及控制方法。

背景技术：

1、塔机控制系统是一种用于控制和监测塔式起重机(塔机)操作的系统。塔机通常用于在建筑工地等场合进行重物的吊装和搬运任务。为了确保塔机的安全性和效率，塔机控制系统需要能够监测和控制塔机的各个机构，包括电源、起升机构、回转机构、变幅机构、紧急制动机构和安全保护机构。

2、传统的塔机控制系统通常只提供基本的操作和控制功能，而缺乏对各个机构状态的全面监测和数据采集能力。这限制了操作人员对塔机状态的准确了解和风险判断能力。

技术实现思路

1、本发明的目的是要提供一种塔机控制系统及控制方法。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、本发明一种塔机控制系统包括电源、起升机构、回转机构、变幅机构、紧急制动机构、安全保护机构、数据采集子站、数据采集控制器、卷筒检测器、显示器和仪表盘，所述数据采集子站为多个，多个所述数据采集子站分别设置于所述电源、所述起升机构、所述回转机构、所述变幅机构、所述紧急制动机构和所述安全保护机构上，多个所述数据采集子站的数据输出端与所述数据采集控制器的数据输入端连接，所述卷筒检测器设置于起升机构的卷筒位置，所述卷筒检测器的数据输出端与所述数据采集控制器连接，所述数据采集控制器的显示与控制信号传输端与所述显示器和所述仪表盘连接。

4、所述数据采集子站采集各机构的振动、幅度、风速、压力、重力数据。

5、所述数据采集子站支持7路di输入、2路继电器输出、3路pt100温度采样、1路风速/重量采样通道、1路模拟量高度采样通道、1路振动采样通道、1路npn型传感器输入通道、1路液压检测通道、1路485绝对值编码器采样通道。

6、所述数据采集控制器收集数据采集子站的各项传感器数据汇总后进行云转发、适时语音提示、故障报警、hmi显示、关键参数仪表盘显示总控功能，包括3路485通信接口、2个di接口、2个do接口、1个can接口、1个sd卡接口。

7、所述卷筒检测器支持1路激光雷达数据解析，检测识别激光雷达采样的卷筒切线数据，实时监控卷筒状态信息，并能够在卷筒乱绳后向卷外部发送卷筒乱绳警告。

8、所述显示器执行起升机构、回转机构、变幅机构的变频器数据监控、硬件的温度监控、油位监控、振动监控、电机温度监控、云数据转发、传感器来源设置、行程标定任务。

9、所述仪表盘监控起升机构、回转机构、变幅机构的力矩、重量、限位信息、实时速度、电机温度的参数。

10、本发明所述的塔机控制系统的控制方法包括以下步骤：

11、s1：系统初始化和状态监测：在启动塔机控制系统时，进行系统初始化和自检，包括检查电源、各个机构的连接和通信状态，并确保常运行；同时，监测各个数据采集子站和传感器的状态，确保正常连接和工作，如果有任何异常情况，及时报警并采取相应的纠正措施；

12、s2：自动控制模式：数据采集子站采集起升机构、回转机构和变幅机构的振动、幅度、风速、压力和重力数据，数据采集控制器对这些数据进行汇总和处理，根据预设的工作任务和操作要求，生成相应的控制信号以实现塔机各机构的自动运动和定位；

13、s3：限位保护控制：数据采集控制器通过连接的限位传感器或编码器设备监测起升机构、回转机构和变幅机构的运动范围，在塔机运行过程中，数据采集控制器实时监测机构的位置，并与预设的限位信息进行比较，当机构接近或超过预设限位时，数据采集控制器会发出警报并采取相应的控制措施；

14、s4：紧急制动控制：塔机配备紧急制动机构，用于快速停止塔机的运动，以应对紧急情况；当接收到紧急制动信号时，数据采集控制器会触发紧急制动装置，使塔机迅速停止并保持在安全位置；

15、s5：风速控制：数据采集子站采集到的风速数据会被传输到数据采集控制器进行实时监测；数据采集控制器与预设的风速阈值进行比较；如果风速超过设定的阈值，数据采集控制器会发出警报，并采取相应的控制措施；

16、s6：数据显示和记录：数据采集控制器将汇总的传感器数据通过显示器进行展示，数据采集控制器还记录关键参数和操作历史；

17、s7：远程控制和调整：数据采集控制器通过远程通信接口与远程控制系统进行通信；通过远程控制系统，操作人员远程监测和控制塔机的运行状态，进行远程调整和操作。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明是一种塔机控制系统及控制方法，与现有技术相比，本发明具备以下技术效果：

20、1.多个数据采集子站：系统中设置了多个数据采集子站，分别安装在塔机的各个机构上，如电源、起升机构、回转机构、变幅机构、紧急制动机构和安全保护机构。这样可以实时采集各个机构的运行数据和状态信息。

21、2.数据采集功能：数据采集子站采集各机构的振动、幅度、风速、压力、重力等关键数据。通过采集这些数据，可以实现对塔机的运行状况进行全面监测和分析。

22、3.卷筒检测器：系统还包括一个卷筒检测器，用于监测起升机构的卷筒位置。这个检测器可以提供起升机构的卷筒位置数据，进一步完善对塔机状态的监测。

23、4.数据采集控制器和显示器：数据采集子站的数据输出端与数据采集控制器的数据输入端连接，实现数据的传输和处理。数据采集控制器的显示与控制信号传输端与显示器和仪表盘连接，可以将采集到的数据进行展示和分析，提供给操作人员参考。

24、综上所述，本发明技术方案通过增加数据采集子站、卷筒检测器和数据采集控制器等组件，实现了对塔机各个机构状态的全面监测和数据采集功能。这样，操作人员可以更准确地了解塔机的运行状况，提高操作安全性和效率。

技术特征：

1.一种塔机控制系统，包括电源、起升机构、回转机构、变幅机构、紧急制动机构和安全保护机构，其特征在于：还包括数据采集子站、数据采集控制器、卷筒检测器、显示器和仪表盘，所述数据采集子站为多个，多个所述数据采集子站分别设置于所述电源、所述起升机构、所述回转机构、所述变幅机构、所述紧急制动机构和所述安全保护机构上，多个所述数据采集子站的数据输出端与所述数据采集控制器的数据输入端连接，所述卷筒检测器设置于起升机构的卷筒位置，所述卷筒检测器的数据输出端与所述数据采集控制器连接，所述数据采集控制器的显示与控制信号传输端与所述显示器和所述仪表盘连接。

2.根据权利要求1所述的塔机控制系统，其特征在于：所述数据采集子站采集各机构的振动、幅度、风速、压力、重力数据。

3.根据权利要求2所述的塔机控制系统，其特征在于：所述数据采集子站支持7路di输入、2路继电器输出、3路pt100温度采样、1路风速/重量采样通道、1路模拟量高度采样通道、1路振动采样通道、1路npn型传感器输入通道、1路液压检测通道、1路485绝对值编码器采样通道。

4.根据权利要求1所述的塔机控制系统，其特征在于：所述数据采集控制器收集数据采集子站的各项传感器数据汇总后进行云转发、适时语音提示、故障报警、hmi显示、关键参数仪表盘显示总控功能，包括3路485通信接口、2个di接口、2个do接口、1个can接口、1个sd卡接口。

5.根据权利要求1所述的塔机控制系统，其特征在于：所述卷筒检测器支持1路激光雷达数据解析，检测识别激光雷达采样的卷筒切线数据，实时监控卷筒状态信息，并能够在卷筒乱绳后向卷外部发送卷筒乱绳警告。

6.根据权利要求1所述的塔机控制系统，其特征在于：所述显示器执行起升机构、回转机构、变幅机构的变频器数据监控、硬件的温度监控、油位监控、振动监控、电机温度监控、云数据转发、传感器来源设置、行程标定任务。

7.根据权利要求1所述的塔机控制系统，其特征在于：所述仪表盘监控起升机构、回转机构、变幅机构的力矩、重量、限位信息、实时速度、电机温度的参数。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的塔机控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种塔机控制系统及控制方法，包括电源、起升机构、回转机构、变幅机构、紧急制动机构、安全保护机构、数据采集子站、数据采集控制器、卷筒检测器、显示器和仪表盘，所述数据采集子站为多个，多个所述数据采集子站分别设置于所述电源、所述起升机构、所述回转机构、所述变幅机构、所述紧急制动机构和所述安全保护机构上，多个所述数据采集子站的数据输出端与所述数据采集控制器的数据输入端连接。本发明技术方案通过增加数据采集子站、卷筒检测器和数据采集控制器等组件，实现了对塔机各个机构状态的全面监测和数据采集功能。这样，操作人员可以更准确地了解塔机的运行状况，提高操作安全性和效率。

技术研发人员：毛伟,刘翔,屈伟,李彦宏,刘文忠,张鑫,税醒,黄琰
受保护的技术使用者：四川锦城建筑机械有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15