система безопасности грузоподъемного крана с перемещаемым крановым оборудованием

Формула изобретения

Система безопасности грузоподъемного крана с перемещаемым крановым оборудованием, содержащая цифровой вычислительный блок, к информационным входам которого подключены мультиплексным каналом обмена данных выходы периферийных устройств регистрации параметров крана, включающих, по меньшей мере, один датчик перемещения оборудования крана, а к выходам - регистратор параметров крана с таймером реального времени, блок визуальной индикации, блок предупредительной сигнализации и исполнительный блок, и внешнее запоминающее устройство, соединенное с цифровым вычислительным блоком двухсторонним каналом обмена данных, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним сигнализатором пересечения оборудованием крана, по меньшей мере, одной контрольной точки, находящейся в рабочей зоне крана, подключенным к дополнительному информационному входу цифрового вычислительного блока, а последний приспособлен для коррекции показаний датчика перемещения оборудования крана по сигналам с указанного сигнализатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использовано в системах управления и защиты грузоподъемных кранов.

Согласно требованиям нормативной документации грузоподъемные краны оборудуются приборами и устройствами безопасности различных типов: ограничителями рабочих движений, ограничителями грузоподъемности или грузового момента, устройствами координатной защиты и т.д. Составной частью таких приборов и устройств являются датчики положения рабочего оборудования.

Известны системы безопасности грузоподъемных кранов с перемещаемым крановым оборудованием, содержащие цифровой вычислительный блок, к информационным входам которого подключены мультиплексным каналом обмена данных периферийные устройства регистрации параметров крана, включающие датчики перемещения оборудования крана, а к выходам - регистратор параметров крана с таймером реального времени, блок визуальной индикации, блок предупредительной сигнализации и исполнительный блок, и внешнее запоминающее устройство, соединенное с цифровым вычислительным блоком двухсторонним каналом обмена данных (см., например, патент РФ на полезную модель №38747, В66С 23/90, 10.07.2004). Система, описанная в патенте РФ №38747, использована в комплексном приборе безопасности ОНК-160Б (Ограничитель нагрузки башенного крана ОНК-160Б. Руководство по эксплуатации. ЛГФИ.408844.025-01РЭ, ОАО «Арзамасский приборостроительный завод», с.1-19, 48-49). Прибор ОНК-160Б осуществляет корректировку показаний датчика положения грузоподъемного крана на подкрановом пути при нахождении его на нулевой отметке, что совпадает с нахождением крана в точке срабатывания концевого выключателя. Нахождение крана в этой точке связано только с необходимостью проверки концевого выключателя перед началом работы с одновременной корректировкой показаний датчика положения крана. Однако, при определенных обстоятельствах, например, вследствие проскальзывания ходового колеса крана, с которым соединен датчик перемещения, "уход" показаний датчика в течение рабочей смены может достигнуть критической величины, что приведет к неправильной работе координатной защиты крана.

Задачей настоящего изобретения является создание системы безопасности грузоподъемного крана с повышенной точностью определения положения его оборудования за счет многократной корректировки показаний датчика перемещения оборудования крана в процессе его работы.

Таким образом, достигаемый технический результат выражается в повышении надежности работы координатной защиты крана.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что система безопасности грузоподъемного крана с перемещаемым крановым оборудованием, содержащая цифровой вычислительный блок, к информационным входам которого подключены мультиплексным каналом обмена данных выходы периферийных устройств регистрации параметров крана, включающих, по меньшей мере, один датчик перемещения оборудования крана, а к выходам - регистратор параметров крана с таймером реального времени, блок визуальной индикации, блок предупредительной сигнализации и исполнительный блок, и внешнее запоминающее устройство, соединенное с цифровым вычислительным блоком двухсторонним каналом обмена данных, согласно изобретению снабжена, по крайней мере, одним сигнализатором пересечения оборудованием крана, по меньшей мере, одной контрольной точки, находящейся в рабочей зоне крана, подключенным к дополнительному информационному входу цифрового вычислительного блока, а последний приспособлен для коррекции показаний датчика перемещения оборудования крана по сигналам с указанного сигнализатора.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой системы безопасности рельсового башенного крана с установленной на его стреле грузовой тележкой.

Система безопасности содержит цифровой вычислительный блок 1, внешнее запоминающее устройство 2, регистратор 3 параметров крана со встроенным в него таймером реального времени, блок 4 визуальной индикации, блок 5 предупредительной сигнализации, исполнительный блок 6, периферийные устройства 7 ₁...7_m регистрации параметров крана, включающие датчик 7₁ перемещения грузового крана по подкрановому пути и датчик 7₂ перемещения грузовой тележки по направляющим поясам стрелы крана, и сигнализаторы 8₁...8_n пересечения оборудованием крана контрольных точек, находящихся в рабочих зонах крана, включающие сигнализатор 8 ₁ пересечения ходовым устройством крана контрольной (реперной) точки, расположенной на рельсовом крановом пути, и сигнализатор 8₂ пересечения грузовой тележкой контрольной (реперной) точки, расположенной по ходу движения грузовой тележки.

Выходы периферийных устройств 7₁...7 _m регистрации параметров крана и выходы сигнализаторов 8₁...8_n подключены мультиплексным каналом обмена данных к соответствующим информационным входам цифрового вычислительного блока 1. Внешнее запоминающее устройство 2 соединено с цифровым вычислительным блоком двухсторонним каналом обмена данных. К выходам цифрового вычислительного блока подключены регистратор 3 параметров крана, блок 4 визуальной индикации, блок 5 предупредительной сигнализации и исполнительный блок 6.

Периферийные устройства 7₁ ...7_m регистрации параметров крана размещены в различных зонах крана и включают в себя аналоговые датчики с аналого-цифровыми преобразователями и цифровые датчики. Аналоговые датчики измеряют плавно изменяющиеся параметры работы крана и используют для измерения чувствительные элементы с линейным и нелинейным выходным сигналом. Цифровые датчики измеряют дискретные параметры работы крана.

Сигнализаторы 8 ₁...8_n пересечения оборудованием крана контрольных точек, находящихся в рабочих зонах крана, представляют собой контактные или бесконтактные дискретные датчики (емкостные, индуктивные, оптические, ультразвуковые, магниточувствительные и др).

Расположение контрольных (реперных) точек на рельсовых направляющих крана и грузовой тележки определяется при предварительном анализе работы крана, исходя из того, что данную точку кран и его грузовая тележка пересекают максимальное количество раз во время своей работы. Количество контрольных точек на рельсовых направляющих крана и грузовой тележки может быть больше, чем описано выше. Это позволяет неоднократно корректировать показания датчиков перемещения и повысить тем самым точность определения положения крана и грузовой тележки.

Система работает следующим образом.

При работе грузоподъемного крана периферийные устройства 7₁...7_m осуществляют измерение параметров, характеризующих загрузку крана и положение его грузоподъемного оборудования. Значения рабочих параметров крана по мультиплексному каналу обмена данных передаются в цифровой вычислительный блок 1, который, работая по программе, определенной при проектировании прибора безопасности и предварительно записанной во внешнее запоминающее устройство 2, осуществляет сравнение фактического нагружения крана с предельно допустимым, а также осуществляет сравнение фактического положения грузоподъемного оборудования с зоной его допустимых положений, и в зависимости от результатов сравнений выдает сигнал на исполнительный блок 6 на разрешение или запрещение отдельных видов движений крана.

В момент прохождении краном контрольной точки, находящейся на подкрановом пути, координаты которой предварительно занесены во внешнее запоминающее устройство 2, с сигнализатора 8 ₁ в цифровой вычислительный блок 1 поступает сигнал о нахождении крана в точке корректировки. Цифровой вычислительный блок производит корректировку показаний датчика 7₁ перемещения крана по подкрановому пути по сигналам сигнализатора 8 ₁. Аналогично производится корректировка показаний датчика 7₂ перемещения грузовой тележки по направляющим поясам стрелы крана по сигналам сигнализатора 8 ₂.

Все виды и направления движений передаются из цифрового вычислительного блока 1 в регистратор 3 параметров и записываются в нем в режиме текущего времени с контролем времени по таймеру для определения времени работы отдельных механизмов и анализа работы крана, что позволяет своевременно проводить регламентные работы. Кроме того, в цифровом вычислительном блоке 1 могут определяться движения, которые находятся в диапазоне, близком к граничным значениям, с отображением информации в блоке 4 визуальной индикации и выдачей звукового сигнала блоком 5 предупредительной сигнализации для предупреждения машиниста о приближении к граничным значениям параметров крана, например приближении к концу или началу пути, а также приближении к максимальным и минимальным значениям высоты, вылета и поворота.

Заявленная система может быть изготовлена промышленным способом с использованием современных компонентов и технологий. Для реализации цифрового вычислительного блока можно использовать микропроцессор MSP430F149 фирмы "Texas Instruments" (США) или другие микропроцессоры подобного типа. В качестве периферийных устройств регистрации параметров крана может быть использована серийно выпускаемая продукция Арзамасского приборостроительного завода, например аналоговые датчики перемещений ЛГФИ.401221.004, ЛГФИ.401221.006, ЛГФИ.401221.008 и их исполнения, или новые разработки цифровых датчиков, в частности датчик усилия цифровой ДУЦ ЛГФИ.404176.013, и аналогичная аппаратура других приборостроительных заводов. В качестве сигнализаторов могут быть использованы бесконтактные выключатели, выпускаемые ЗАО Научно-производственная фирма «Мега-К», г.Калуга.