一种起重机起升机构安全保护装置及其保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种起重机起升机构安全保护装置及其保护方法，所述的装置包括壳体、微处理器和输入输出接口模块，所述的微处理器集成有程序记忆单元、数据存储单元和编程接口，用于对接收到的数据进行运算比较；所述的输入输出接口模块包括数字输入接口、继电器输出接口和高速计数输入接口。本发明填补了现有起升机构控制中对发生故障时机构所处多数状态的反应不及时所导致的安全漏洞，对停机状态、制动瞬间及运行过程中的状况进行检测分析，在出现异常时，输出信号控制制动器抱闸、切断动力电源，保证起升机构安全，其主要用于实现起升机构的多重保护，提高起重机电气系统安全等级，满足主要及危险场合的安全要求，适用于各类安全要求高的起升机构。
【专利说明】一种起重机起升机构安全保护装置及其保护方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电气控制领域，适用于吊运重要及危险物品的起重机，特别是一种起重机起升机构安全保护装置及其保护方法。
【背景技术】
[0002]中国专利ZL200910011399.2公开了一种起重机用起升机构实时监控方法，该方法是针对行星传动方案设计的监控方法，针对行星减速器双自由度特点、在卷筒侧增加紧急制动器情况，对机构实行安全检测与保护，不适用于其它传动型式的起升机构。
[0003]现有铸造起重机起升安全保护装置包括:极限限位开关、超速开关、过载保护装置等，在出现电气系统故障导致机构失去控制时，有两个途径进行保护:极限限位开关和超速开关。而这两个保护起作用都需要达到相应的条件，极限限位开关只有在起升机构达到极限位置时起作用；超速开关只有在起升机构运行速度达到设定保护值时起作用。因此，这两种保护在不同速度和位置发生故障时反应时间不同，这种不及时的反应往往会导致安全事故。
[0004]通过分析近几年发生的铸造起重机负载坠落事故，由于电气系统问题造成事故的原因如下:
[0005]起升机构一般采用调压调速或变频调速，通过调速装置内部的制动器控制点对制动器给予控制，此控制仅依赖调速装置，一旦调速装置内部出现以下情况，将会导致机构失控，严重威胁吊运物品及机下人员安全:
[0006]1、调速装置自身的控制板出现故障而导致控制程序混乱；
[0007]2、制动指令发出时，制动控制输出点不动作而导致制动器不能按要求抱闸。
[0008]而在出现以上故障时安全保护装置未能及时起作用从而导致了安全事故的发生。因此，发明一种独立于调速装置的、又能够对机构进行实时监控与保护的起升机构安全保护装置是十分必要的。
【发明内容】
[0009]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以确保起升机构安全的起重机起升机构安全保护装置及其保护方法。
[0010]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种起重机起升机构安全保护装置，包括壳体、电源模块、微处理器和输入输出接口模块，所述的电源模块、微处理器和输入输出接口模块安装在壳体内，所述的壳体上安装有电源指示灯、系统故障指示灯、接线端子和编程接口 ；所述的电源模块分别与接线端子、微处理器和输入输出接口模块连接，所述的微处理器分别与输入输出接口模块和编程接口连接，所述的输入输出接口模块还分别与电源指不灯、系统故障指不灯连接；
[0011]所述的电源模块用于接收外部AC220V电源，并将其转换为直流电源；
[0012]所述的微处理器集成有程序记忆单元、数据存储单元和编程接口，用于对接收到的数据进行运算比较；
[0013]所述的输入输出接口模块包括数字输入接口、继电器输出接口和高速计数输入接口，所述的数字输入接口采集操作档位信号，所述的高速计数输入接口采集机构速度信号，通过微处理器对采集到的信号进行运算比较处理，将处理结果通过继电器输出接口输出。当微处理器判断起升机构出现异常情况时，将控制输出继电器动作，输出信号，电气系统切断起升机构动力电源，使调速装置断电、制动器抱闸，从而保证起升机构安全。
[0014]一种起重机起升机构安全保护装置的保护方法，包括以下步骤:
[0015]A、在微处理器内输入与调速装置设定速度一致的I?4档速度；
[0016]B、在运行过程中，微处理器按照以下步骤判断起升机构运行情况:
[0017]B1、操作手柄打上升各档时，同时检测速度信号，如果此时检测到下降方向信号，持续时间超过X1, X1取值范围0.5?Is ;;转步骤C ；
[0018]B2、操作手柄在下降各档时，将档位信号与速度信号比较，如果反馈速度超过档位速度的x2，持续时间超过X3 ；x2取值范围30%?40% ；X3取值范围0.5?1.5s ;转步骤C ；
[0019]B3、操作手柄从各档回零位时，如果仍检测到速度信号，持续时间超过X45X4取值范围2?4s ;转步骤C ;
[0020]C、微处理器控制输出继电器动作，输出信号，切断机构动力电源，调速装置断电、制动器抱闸。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0022]1、本发明填补现有起升机构控制中对发生故障时机构所处多数状态的反应不及时所导致的安全漏洞，对停机状态、制动瞬间及运行过程中的状况进行检测分析，在出现异常时，输出信号控制制动器抱闸、切断动力电源，保证起升机构安全，其主要用于实现起升机构的多重保护，提高起重机电气系统安全等级，满足主要及危险场合的安全要求。
[0023]2、本发明开发出一种独立于电气系统内的调速装置运行的起升机构安全保护装置和保护方法，消除了传统电气系统以调速装置作为控制手段、又依赖调速装置检验控制的正确性的弊端，在本发明判断出现异常时，输出动作信号，优先于调速装置控制制动器抱闸、切断动力电源，保证起升机构安全。
[0024]3、本发明是完全独立的装置，不依赖于PLC、调速装置等工作，因此适应性强，适用于各类安全要求高的起升机构。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]本发明共有附图3张，其中:
[0026]图1是起升机构安全保护装置外部结构图。
[0027]图2是起升机构安全保护装置内部连接示意图。
[0028]图3是起升机构安全保护装置的保护方法的流程图。
[0029]图中:1、壳体，2、电源指示灯，3、系统故障指示灯，4、接线端子，5、编程接口，6、电源模块，7、微处理器,8、输入输出接口模块。
【具体实施方式】
[0030]本发明通过检测机构的运行速度和档位信号，在内部进行运算、比较，输出信号给起重机上的电气控制系统，对机构制动器、动力电源进行控制，保证机构运行安全。
[0031]下面结合附图对本发明进行进一步地描述。
[0032]如图1所示，本发明包含壳体1、电源指示灯2、系统故障指示灯3、接线端子4、编程接口 5。壳体I作为装置防护，电源指示灯2和系统故障指示灯3作为装置内部的状态指示，接线端子4作为装置与外部连接接线使用，编程接口 5将编程电脑与微处理器7连接，为下载程序和修改参数使用。
[0033]如图2所不,本发明包含电源模块6、微处理器7与输入输出接口模块8。电源模块6用于接收外部AC220V电源，并将其转换为内部需要的直流电源；微处理器7集成了程序记忆单元、数据存储单元和串行接口，用于对接收到的数据进行运算比较；输入输出接口模块8采用可靠的隔离技术，用于接收外部信号和输出控制信号。
[0034]如图3所示为本发明流程图:
[0035]将微处理器7内的1-4档速度与调速器设定速度调成一致。在运行过程中，一旦微处理器7判断出异常，将控制输出继电器动作，输出信号，切断机构动力电源，调速器断电、制动器抱闸，从而保证机构安全。异常情况分以下几种:
[0036](I)操作手柄打上升各档时，同时检测速度信号，如果此时检测到下降方向信号，持续时间超过0.6s，则输出继电器动作。
[0037](2)操作手柄在下降各档时，将档位信号与速度信号比较，如果反馈速度超过档位速度的35%，持续时间超过ls，则输出继电器动作。
[0038](3)操作手柄从各档回零位时，如果仍检测到速度信号，持续时间超过3s，则输出继电器动作。
【权利要求】
1.一种起重机起升机构安全保护装置，其特征在于:包括壳体(I)、电源模块(6)、微处理器(X)和输入输出接口模块(8),所述的电源模块(6)、微处理器(7)和输入输出接口模块(8)安装在壳体(I)内，所述的壳体(I)上安装有电源指示灯(2)、系统故障指示灯(3)、接线端子(4)和编程接口(5);所述的电源模块(6)分别与接线端子(4)、微处理器(7)和输入输出接口模块(8)连接，所述的微处理器(7)分别与输入输出接口模块(8)和编程接口(5)连接，所述的输入输出接口模块⑶还分别与电源指示灯(2)、系统故障指示灯(3)连接； 所述的电源模块(6)用于接收外部AC220V电源，并将其转换为直流电源； 所述的微处理器(7)集成有程序记忆单元、数据存储单元和编程接口(5)，用于对接收到的数据进行运算比较； 所述的输入输出接口模块(8)包括数字输入接口、继电器输出接口和高速计数输入接口，所述的数字输入接口采集操作档位信号，所述的高速计数输入接口采集机构速度信号，通过微处理器(7)对采集到的信号进行运算比较处理，将处理结果通过继电器输出接口输出；当微处理器(7)判断起升机构出现异常情况时，将控制输出继电器动作，输出信号，电气系统切断起升机构动力电源，使调速装置断电、制动器抱闸，从而保证起升机构安全。
2.一种起重机起升机构安全保护装置的保护方法，其特征在于:包括以下步骤: A、在微处理器(7)内输入与调速装置设定速度一致的I?4档速度； B、在运行过程中，微处理器(7)按照以下步骤判断起升机构运行情况: B1、操作手柄打上升各档时，同时检测速度信号，如果此时检测到下降方向信号，持续时间超过X1, X1取值范围0.5?Is ;转步骤C ； B2、操作手柄在下降各档时，将档位信号与速度信号比较，如果反馈速度超过档位速度的X2,持续时间超过X3 ；X2取值范围30%?40% ；X3取值范围0.5?1.5s ;转步骤C ； B3、操作手柄从各档回零位时，如果仍检测到速度信号，持续时间超过X4 ；X4取值范围2?4s ;转步骤C ； C、微处理器(7)控制输出继电器动作，输出信号，切断机构动力电源，调速装置断电、制动器抱闸。
【文档编号】B66C13/16GK104444827SQ201410698220
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】李秀苓, 周庚, 崔海丰 申请人:大连华锐重工起重机有限公司, 大连华锐重工集团股份有限公司