具有能效监测功能的起重机安全监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于起重机【技术领域】，提供了具有能效监测功能的起重机安全监测装置，包括：主控制器与总线扩展器、串行通讯接口、实时时钟、触摸屏、电平转换器相连接；电平转换器与限位开关检测装置、安全联锁检测装置相连接；串行通讯接口，与射频标签读写器、称重传感器、起升高度检测装置、能效检测装置相连接，电流互感器与能效检测装置相连接。主控制器为微控制器芯片ARM9；起升高度检测装置为脉冲编码器。本实用新型具有安全监控、能效监控，对工作人员起到实时监督作用的优点。
【专利说明】具有能效监测功能的起重机安全监测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于起重机【技术领域】，特别涉及一种具有能效监测功能的起重机安全 监测装置。
【背景技术】
[0002] 起重机广泛用于各行各业的物料搬运中，在国民经济建设中有十分重要的作用。 起重机械是特种设备的重要组成部分，占全部8大类特种设备的比例超过22%，能源年消 耗量超过365亿千瓦时，产品质量和安全生产关系到人民的生命安全，现有的起重机能耗 大，浪费能源，能源利用效率直接关系到节能减排的国家大计。
[0003] 现有起重机安全监控管理系统主要面向大型起重机，电气控制采用变频调速和可 编程控制器，安全监控管理系统基于工业控制计算机，自动化、信息化程度高，造价高，且和 该起重机是密切相关的，不易广泛使用。
[0004] 大量通用桥门式起重机，结构型式和应用场合各异，使用频繁，耗能大，通常采用 联动台操作，通过主令控制器控制主钩、副钩、大车、小车的运行。起重机的零位保护、门限 位开关、大小车限位、线路过载、短路、断路、过流保护均采用继电器控制方式，信息化程度 低，使用过程中各种事故时有发生，造成生命与财产损失，迫切需要一种安全监控提高起重 机的本质安全，提高能源使用效率。
[0005] 现有的安全管理系统极少将作业人员信息管理作为起重机安全管理的重要因素 加以考虑，同时也缺乏起重机作业中的能效的评价。
[0006] 因此，起重机【技术领域】急需一种能够进行安全监控、能效监控，对作业人员信息进 行采集，实时显示工作情况，对工作人员起到实时监督作用的具有能效监测功能的起重机 安全监测装置。 实用新型内容
[0007] 本实用新型提供了具有能效监测功能的起重机安全监测装置，技术方案如下：
[0008] 具有能效监测功能的起重机安全监测装置，其特征在于，包括：主控制器、总线扩 展器、电平转换器、串行通讯接口、实时时钟、射频标签读写器、称重传感器、触摸屏、限位开 关检测装置、安全联锁检测装置、起升高度检测装置、能效检测装置、电流互感器；
[0009] 主控制器与总线扩展器、串行通讯接口、实时时钟、触摸屏、电平转换器相连接；
[0010] 电平转换器与限位开关检测装置、安全联锁检测装置相连接；
[0011] 串行通讯接口，与射频标签读写器、称重传感器、起升高度检测装置、能效检测装 置相连接；
[0012] 电流互感器，与能效检测装置相连接。
[0013] 如上所述的具有能效监测功能的起重机安全监测装置，其中，主控制器为微控制 器芯片ARM9。
[0014] 如上所述的具有能效监测功能的起重机安全监测装置，其中，起升高度检测装置 为脉冲编码器。
[0015] 本实用新型的有益效果：
[0016] 1、本实用新型增加了射频标签读卡器，当工作人员上岗时，需要配带存有工作人 员名字、年龄以及作业资格等信息的射频标签，当工作人员处在提升、降低重物的合理工作 范围内，射频标签读卡器读取射频标签的内容，自动采集起重机操作的输入功率、交接班时 间、工作时间、操作人员等信息，同时能够读取出工作人员是否具有操作资格的信息，并将 其存储在主控制器内，同时显示在触摸屏上，相关负责人员通过查看触摸屏，一旦发现工作 人员不具备操作资格，可以立即要求停止操作，或者进行相关处理，要求其经过培训、考试 等手段合格后再进行操作，或者进行开除处理等，都使起重机的操作更加规范、安全，提高 了安全系数，降低了事故发生的概率，更加安全、可靠。
[0017] 2、当发生事故时，工作人员通过核准主控制器内部记录的起重机操作的交接班时 间、工作时间、操作人员、有效能、超载时的重量、超载事件和时间、状态数据等信息，判定事 故发生原因，追究其相关责任人，进行处罚，对操作人员和其操作过程起到了监督的作用， 同时具有更好的可追溯性，更加高效、安全、可靠。
[0018] 3、本实用新型增加了能效检测装置，能够更好的对能耗进行检测，避免能源的浪 费，同时能效检测装置测得的能耗量在主控制器内进行存储，通过查询主控制器内记录的 数值，与合理的能量消耗值进行比对，一旦超出上限，即造成了浪费，可以通过追究相关人 员的责任，进行处罚和教育，避免再次造成浪费，对工作人员起到了监督的作用。
[0019] 4、本实用新型的主控制器采用微控制器芯片ARM9,与总线扩展器和多路串行通信 接口相连接，用本实施方式代替目前基于工控机的安全监控系统，既大大的减小了体积和 功耗，同时将成本降低至基于工控机的安全监控系统的1/5。
[0020] 5、本实用新型增加了总线扩展器，使其与主控制器相连接，扩展了数据通道，能够 与更多的设备相连接，具有更加广泛的适用性。
[0021] 6、本实用新型增加了实时时钟，起到了对起重机进行实时监控的作用，为后期的 责任认定等提供方便，使本实用新型的可追溯性更强。
[0022] 7、本实用新型增加了触摸屏，工作人员可以通过触摸屏对起重机进行操作，同时 主控制器采集到的人员信息、重物重量、高度信息等实时显示在触摸屏上，对工作人员起到 指导和提示作用，更加直观，便于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型：
[0024] 图1是本实用新型信息采集系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0026] 图1是本实用新型信息采集系统的结构示意图。
[0027] 如图1所示，具有能效监测功能的起重机安全监测装置，包括：具有能效监测功能 的起重机安全监测装置，其特征在于，包括：主控制器101、串行通讯接口 102、总线扩展器 103、触摸屏104、实时时钟105、射频标签读写器106、电流互感器107、称重传感器108、起升 高度检测装置109、能效检测装置110、电平转换器111、限位开关检测装置112、安全联锁检 测装置113 ;并且主控制器101与串行通讯接口 102、总线扩展器103、触摸屏104、实时时钟 105、电平转换器111相连接，电平转换器111与限位开关检测装置112、安全联锁检测装置 113相连接，串行通讯接口 102,与射频标签读写器106、称重传感器108、起升高度检测装置 109、能效检测装置110相连接，电流互感器107和能效检测装置110相连接。
[0028] 本实施方式中，主控制器采用微控制器芯片ARM9,与总线扩展器和多路串行通信 接口相连接，用本实施方式代替目前基于工控机的安全监控系统，既大大的减小了体积和 功耗，同时将成本降低至基于工控机的安全监控系统的1/5。
[0029] 主控制器采用控制器芯片ARM9,由于控制器芯片本身具有多个管脚，使其与多个 串行通讯接口相连接，串行通讯接口随之具有不同的功能，进而使多个串行通讯接口分别 形成作业人员检测通道、起升高度检测通道、称重传感检测通道、电压电流检测通道、能效 检测通道、时钟检测通道；当串行接口不够用时，将总线扩展器与主控制器相连接，使总线 控制器形成限位开关检测通道、安全联锁检测通道等，然后将实时时钟105、射频标签读写 器106、称重传感器108、限位开关检测装置112、安全联锁检测装置113、起升高度检测装置 109、能效检测装置110、电流互感器107、电平转换器111分别与对应通道的串行接口 102 或者总线扩展器103相连接。
[0030] 本实用新型开始工作时，通过电流互感器107将输入电流转换成标准0?5A电流 后，提供给能效检测装置110电流，然后再接入主控制器101的电流通道上，电压则接入到 电压通道内。
[0031] 本实用新型工作时，通过限位开关检测装置112和安全联锁检测装置113等开关 量信号接入相应的检测通道，通过电平转换器ill将其电压进行转换，以使其满足主控制 器101的需要，实时时钟每隔100ms定时向主控制器发射检测各通道的状态信号，一旦发现 状态信号发生改变，则表明发生了相应的事件，主控制器自动保存。
[0032] 将重物刚挂好后，与称重传感通道相连接的称重传感器108每隔500ms定时发送 载荷数据至主控制器，称重数据包括主钩和副钩的载荷，主控制器101获取到载荷大小和 作用时间后，将其进行保存，同时与额定载荷相比较，如果发生超载，一旦发生事故，方便责 任认定。
[0033] 重物刚挂好后，开始提升或者降低重物时，本实用新型的起升高度检测装置109 采用脉冲编码器，并且将其安装在起升卷筒上，用于采集起升或下降作业过程中的运行距 离。脉冲编码器通过起升高度检测通道与主控制器相连接，主控制器每隔500ms定时采集 起升高度至主控制器内，主控制器将有效能进行保存。
[0034] 本实用新型增加了射频标签读卡器，当工作人员上岗时，需要配带存有工作人员 名字、年龄以及作业资格信息的射频标签，当工作人员处在提升、降低重物的合理工作范围 内，射频标签读卡器读取射频标签的内容，自动采集起重机操作的输入功率、交接班时间、 工作时间、操作人员等信息，同时能够读取出工作人员是否具有操作资格的信息，并将其存 储在主控制器101内，同时显示在触摸屏104上，相关负责人员通过查看触摸屏104,一旦 发现工作人员不具备操作资格，可以立即要求停止操作，或者进行相关处理，要求其经过培 训、考试等手段合格后再进行操作，或者进行开除处理等，都使起重机的操作更加规范、安 全，提高了安全系数，降低了事故发生的概率，更加安全、可靠。
[0035] 当发生事故时，工作人员通过核准主控制器内部记录的起重机操作的交接班时 间、工作时间、操作人员、有效能、超载时的重量、超载事件、状态数据等信息，判定事故发生 原因，追究其相关责任人，进行处罚，对操作人员和其操作过程起到了监督的作用，同时具 有更好的可追溯性，更加高效、安全、可靠。
[0036] 本实用新型增加了能效检测装置，能够更好的对能耗进行检测，避免能源的浪费， 同时能效检测装置测得的能耗量在主控制器内进行存储，通过查询主控制器内记录的数 值，与合理的能量消耗值进行比对，一旦超出上限，即造成了浪费，可以通过追究相关人员 的责任，进行处罚和教育，避免再次造成浪费，对工作人员起到了监督的作用。
[0037] 本实用新型增加了总线扩展器，使其与主控制器相连接，扩展了数据通道，能够与 更多的设备相连接，具有更加广泛的适用性。
[0038] 本实用新型增加了实时时钟，起到了对起重机进行实时监控的作用，为后期的责 任认定等提供方便，使本实用新型的可追溯性更强。
[0039] 本实用新型增加了触摸屏，工作人员可以通过触摸屏对起重机进行操作，同时主 控制器采集到的人员信息、重物重量、高度信息等实时显示在触摸屏上，对工作人员起到指 导和提示作用，更加直观，便于操作。
[0040] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1. 具有能效监测功能的起重机安全监测装置，其特征在于，包括：主控制器、总线扩展 器、电平转换器、串行通讯接口、实时时钟、射频标签读写器、称重传感器、触摸屏、限位开关 检测装置、安全联锁检测装置、起升高度检测装置、能效检测装置、电流互感器； 所述主控制器，与所述总线扩展器、串行通讯接口、实时时钟、触摸屏、电平转换器相连 接； 所述电平转换器，与所述限位开关检测装置、安全联锁检测装置相连接； 所述串行通讯接口，与所述射频标签读写器、称重传感器、起升高度检测装置、能效检 测装置相连接； 所述电流互感器，与所述能效检测装置线连接。
2. 根据权利要求1所述的具有能效监测功能的起重机安全监测装置，其特征在于，所 述主控制器为微控制器芯片ARM9。
3. 根据权利要求1所述的具有能效监测功能的起重机安全监测装置，其特征在于，所 述起升高度检测装置为脉冲编码器。
【文档编号】B66C13/16GK203865870SQ201420307564
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】徐榕, 董书民, 戴华蓉 申请人:上海简奇数码科技有限公司