一种基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系统，包括设置在各起重机上的主机、光电编码器和变频器，其特点是数个主机由网络装置采用无线局域网连接构成多台起重机交叉作业的防撞保护系统；所述主机设有起重机臂架的碰撞危险区域和报警或停机保护程序，当起重机臂架进入危险区域时由主机发出报警或向变频器发出停机保护信号，实现多台起重机的实时监控和动态显示。本发明与现有技术相比具有多台起重机交叉作业的防撞保护，精度高，成本低，有效监测臂架的空间状态，极大的避免了臂架在工作过程中与周边物体发生擦碰，提高了生产安全和效率，降低司机作业强度。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业自动化控制【技术领域】，尤其是一种基于光编和无线网络的多台起 重机防撞监控系统。 一种基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系统
【背景技术】
[0002] 门座式起重机为船厂或港口装卸工件用，是船厂的重要生产设备，主要为起升、变 幅、旋转和运行机构。起重机的旋转机构和变幅机构驱动其臂架，可以进行水平方向的旋转 和垂直方向的摆动，运行机构驱动门座式起重机沿地面轨道运动。近年来，工厂中设备密度 逐年增高，在同一区域内往往有多台起重机同时作业，其作业空间相互重叠，易发生碰撞。 起重机若相互发生碰撞，易造成事故。在起重机运行时，需要依靠司机和地面调度人员肉 眼观察起重机各结构件的空间位置，人工预警，而人工观察无量化数据，手动调节无参考坐 标，因此需要一套安全可靠的多台门座式起重机防撞保护系统，以监测多台门座式起重机 各结构件的空间位置。目前利用GPS定位对移动车辆或者设备进行位置监控的技术，对每 台门座式起重机的运行机构、旋转机构和变幅机构进行位置监测。
[0003] 现有技术存在的问题是：民用级的GPS定位精度一般都>10m，若要提高其精度到m 级，则需要建立地面基站，地面基站的建设成本显然高于门座式起重机控制系统的造价，卫 星无线电通信的信号易受天气影响，卫星信号易受干扰，而且每台门座式起重机的运行机 构、旋转机构和变幅机构进行位置监测，需要采集传输多台门座式起重机的空间位置数据。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术的不足而设计一种基于光编和无线网络的多台起 重机防撞监控系统，采用无线网络数据通信技术将设置在各起重机上的主机PLC通过无线 局域网连接，构成实时监测多台起重机臂架和行走的控制系统，为多台起重机位置的监控 提供了有效的量化参考系，有效监测臂架的空间状态，实现多台起重机交叉作业的防撞保 护，极大的避免了臂架在工作过程中与周边物体发生擦碰，确保起重机在交叉作业时的起 吊运行安全，结构简单，操作方便，降低司机作业强度，生产安全和效率大大提高。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系 统，包括设置在各起重机上的PLC主机、工控机、光电编码器和变频器，光电编码器设置在 起重机的臂架旋转/变幅机构和起重机行走机构上，PLC主机与工控机、光电编码器和变频 器连接，臂架旋转/变幅机构和起重机行走机构由变频器驱动，其特点是数个PLC主机由AP 网络装置采用无线局域网连接构成多台起重机交叉作业的防撞保护系统；所述AP网络装 置设置在作业区域中心位置的起重机上；所述PLC主机设有起重机臂架的碰撞危险区域和 报警或停机保护程序，当起重机臂架进入危险区域时由PLC主机发出报警或向变频器发出 停机保护信号，实现多台起重机的实时监控和工控机的动态显示。
[0006] 所述PLC主机设有无线网卡和以太网接口以获取相邻起重机的空间位置信息。 [0007] 所述光电编码器通过现场总线通信接口与PLC主机连接。
[0008] 本发明与现有技术相比具有多台起重机交叉作业的防撞保护，精度高，成本低，为 多台起重机位置的监控提供了有效的量化参考系，有效监测臂架的空间状态，极大的避免 了臂架在工作过程中与周边物体发生擦碰，确保起重机在交叉作业时的起吊运行安全，优 化了以往仅靠人工监测的作业方法，可提高生产安全性，增加生产效率，降低司机作业强 度。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0010] 参阅附图1，本发明由设置在各起重机4上的PLC主机1、工控机2、光电编码器3 和变频器5组成，PLC主机1与工控机2、光电编码器3和变频器5连接；所述光电编码器3 设置在起重机4的臂架旋转/变幅机构41和起重机行走机构42上；所述臂架旋转/变幅 机构41和起重机行走机构42由变频器5驱动，所述数个PLC主机1由AP网络装置6采用 无线局域网连接构成多台起重机4交叉作业的防撞保护系统；所述AP网络装置6设置在作 业区域中心位置的起重机4上；所述PLC主机1设有起重机4臂架的碰撞危险区域和报警 或停机保护程序，当起重机4臂架进入危险区域时由PLC主机1发出报警或向变频器5发 出停机保护信号，实现多台起重机4的实时监控和工控机2的动态显示。所述每台起重机 4上的光电编码器3接入PLC主机1，由PLC主机1控制变频器5驱动臂架旋转/变幅机构 41和起重机行走机构42运行，组成起重机4的控制闭环，其相邻起重机4的空间位置信息 则通过AP网络装置6输入本PLC主机1 ;所述PLC主机1设有无线网卡和以太网接口以获 取相邻起重机4的空间位置信息。所述光电编码器3通过现场总线通信接口与PLC主机1 连接。
[0011] 本发明是这样安装和工作的：将PLC主机1和工控机2设置在起重机4的司机室， AP网络装置6则设置在作业区域中心位置的某一起重机4上，安装在各臂架旋转/变幅机 构41和起重机行走机构42上的光电编码器3通过现场总线通信接口与PLC主机1连接， AP网络装置6将多台起重机4的PLC主机1接入无线局域网络构成完整的控制闭环，操作 人员可以在司机室的工控机2或触摸屏上实时动态显示本起重机4和相邻的起重机4位 置。光电编码器3将起重机4位置坐标数据和臂架的空间位置坐标传输到PLC主机1，PLC 主机1将本机位置数据与相邻的起重机4的位置数据进行比较和逻辑判断。系统设置为监 测模式时：当门座式起重机4的臂架进入危险区域时，司机室内的蜂鸣器报警器和工控机2 动态显示，及时提醒司机进行操作调整。系统设置为自动保护模式时：PLC主机1向变频器 5发出自动停机的保护信号，实现多台起重机4的实时监控，有效监控多台门座式起重机4 位置。为操作人员提供了有效的量化参考系，极大地避免了误操作和门座式起重机4的臂 架进入危险区域，确保起吊运行安全，大大降低司机作业强度。
[0012] 以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施， 均应包含于本专利的权利要求范围之内。
【权利要求】
1. 一种基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系统，包括设置在各起重机（4)上 的PLC主机（1)、工控机（2)、光电编码器（3)和变频器（5)，光电编码器（3)设置在起重机 (4)的臂架旋转/变幅机构（41)和起重机行走机构（42)上，PLC主机（1)与工控机（2)、光 电编码器（3)和变频器（5)连接，臂架旋转/变幅机构（41)和起重机行走机构（42)由变频 器（5)驱动，其特征在于数个PLC主机（1)由AP网络装置（6)采用无线局域网连接构成多 台起重机（4)交叉作业的防撞保护系统；所述AP网络装置（6)设置在作业区域中心位置的 起重机（4)上；所述PLC主机（1)设有起重机（4)臂架的碰撞危险区域和报警或停机保护程 序，当起重机（4)臂架进入危险区域时由PLC主机（1)发出报警或向变频器（5)发出停机保 护信号，实现多台起重机（4)的实时监控和工控机（2)的动态显示。
2. 根据权利要求1所述基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系统，其特征在于 所述PLC主机（1)设有无线网卡和以太网接口以获取相邻起重机（4)的空间位置信息。
3. 根据权利要求1所述基于光编和无线网络的多台起重机防撞监控系统，其特征在于 所述光电编码器（3)通过现场总线通信接口与PLC主机（1)连接。
【文档编号】B66C15/04GK104085797SQ201410349356
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】熊冠楚, 张军, 董元跃, 陈刚, 张俊杰, 刘海云, 刘涛伟 申请人:中船第九设计研究院工程有限公司