CN108383008A - 塔机超起控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塔机超起控制方法，该方法为：选择超起模式时，控制装置将屏蔽重量限制器的限制信号和操控装置的正常档位控制信号，此时，操作者只能以微速运行状态操控塔机，控制装置根据起升动载系数、自重冲击系数、回转变幅惯性载荷冲击系数、风速等参数，计算起吊重量，当起吊重量在8%~15%的合理超载范围内时，系统可以响应微速操控指令，使塔机以微速进行吊装；当吊装参数或者条件发生变化，导致吊装重量增大，超出合理范围，系统将禁止起升上升动作。本发明使塔机满足客户偶尔需要8%~15%超载的特殊工况要求，实现合理超载。
Description
技术领域
本发明涉及塔机领域，具体涉及一种塔机超起控制方法及系统。
背景技术
塔机的额定起重量是正常情况下允许吊装的最大重量，超载作业不仅对塔机损伤很大，对作业人员及周围环境也可能产生重大危害。行业内采用重量限制器对吊重进行限制，一般设置25％重量、70％重量和100％重量几个阀值，当吊重达到不同阀值时，采用不同的报警方式提醒驾驶员，如灯光报警、蜂鸣器报警和限制速度等，当达到100％重量时，控制系统将不响应上升操控指令，使塔机无法进行吊装作业。
现有技术采用重量限制器对吊重进行限制，一般设置25％重量、70％重量和100％重量几个阀值，当吊重达到不停阀值时，采用不同的报警方式提醒驾驶员，如灯光报警、蜂鸣器报警和限制速度等，当达到100％重量时，控制系统将不响应上升操控指令，使塔机无法进行吊装作业。具有以下几个缺点：
1.制约塔机性能的提升。当塔机吊重达到100％后，通过控制起升、变幅、回转三个速度，降低升动载系数、自重冲击系数、回转变幅惯性载荷冲击系数等，仍能实现超载8％～15％的工况需求。
2.由于重力限制器的限制功能，客户在偶尔需要合理超载的工况时，可能会为达到目的私自拆除重量限制器后，进行作业，这种情况无法对塔机运行速度进行限制，可能导致严重后果。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明提供一种塔机超起控制方法及系统，使塔机满足客户偶尔需要8％～15％超载的特殊工况要求，实现合理超载。
本发明按以下技术方案实现：
一种塔机超起控制方法，该方法为：根据起升最大稳定速度vq确定起升动载系数φ2；根据起升、回转、变幅的最大稳定运行速度和加速时间分别确定起升、回转、变幅的加减速动力系数；通过最大动载系数和加减动力系数的确定，设定超起起重性能曲线，即在起升、变幅、回转运行速度、加减速时间以及实时风速均满足超起条件情况下，塔机实现8％～15％的超起性能提升；通过安全监控系统的显示屏，手动选择进入超起模式，在超起模式下，控制装置根据预置的超起起重性能曲线对力矩和重量进行限制，同时重新选择起升、回转、变幅的运行速度和加减速时间，控制各机构以超起运行速度和加减速时间进行工作。
优选的是，通过总线将操纵装置、安全监控系统、塔机控制系统集成一体化，实现超起模式的控制、转换；超起模式与正常工作模式通过安装在司机室内的显示屏进行切换，切换后，超起模式指令通过总线发送至控制装置，控制装置根据接收到的指令，自动屏蔽和选择相应的限位信号以及运行速度，当吊重重量、起升、回转、变幅速度以及风速都满足条件时，实现8％～15％的合理超载作业。
优选的是，所述操纵装置用于给定起升、变幅、回转控制信号；所述塔机控制系统包含控制装置、起升控制系统、回转控制系统、变幅控制系、安全限位系统；所述控制装置用于接收安全监控系统工作模式信息、塔机作业参数信息和塔上操控装置的作业运行控制信息，并发出控制命令控制塔机起升、回转、变幅运行；起升、回转、变幅控制系统分别用于控制塔机起升、回转、变幅作业运行。
优选的是，所述安全监控系统由显示装置、监控主机、重量检测装置、力矩检测装置、幅度检测装置、高度检测装置、回转角度检测装置、风速检测装置组成；其中的显示装置提供人机交互界面，用于选择工作模式及显示塔机工作参数，重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速检测装置用于对各相关参数的监测，并将监测结果发送至监控主机。
优选的是，各机构超起运行速度和加减速时间是在选取起升动作系数和动力系数预先设定的；在超起过程中，控制装置根据实时检测的风速值判断是否允许工作在超起模式，当风速值大于预设阀值时禁止工作在超起模式，当风速值小于预设阀值时允许工作在超起模式，从而实现提升塔机整机的起重性能。
一种塔机超起控制系统，该系统包括：
操纵装置，用于给定起升、变幅、回转控制信号；
塔机控制系统，包括控制装置，控制装置是整个塔机控制系统的控制核心，用于接收安全监控系统工作模式信息、塔机作业参数信息和塔上操控装置的作业运行控制信息，并发出控制命令控制塔机起升、回转、变幅运行；起升、回转、变幅控制系统分别用于控制塔机起升、回转、变幅作业运行；
安全监控系统，由显示装置、监控主机、重量检测装置、力矩检测装置、幅度检测装置、高度检测装置、回转角度检测装置、风速检测装置组成；用于监控塔机幅度、高度、力矩关键参数，其中的显示屏提供人机交互界面，用于选择工作模式及显示塔机工作参数，重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速检测装置用于对各相关参数的监测，并将监测结果发送至监控主机。
优选的是，所述控制系统还包括起升控制系统、回转控制系统、变幅控制系统、安全限位系统。
优选的是，起升控制系统包括起升驱动装置、起升电机、起升减速机、起升卷筒、起升绕绳轮系、变幅小车以及起升吊钩；所述升驱动装置与起升电机相连，所述起升电机又与起升减速机相连，起升减速机又与起升卷筒相连，起升卷筒通过起升绕绳轮系与变幅小车相连，变幅小车又与起升吊钩相连。
优选的是，所述回转控制系统包括回转驱动装置、回转电机和回转减速机；所述回转驱动装置与回转电机相连，所述回转电机又与回转减速机相连。
优选的是，所述变幅控制系统包括变幅驱动装置、变幅电机、变幅减速机、变幅卷筒、变幅绕绳轮系、变幅小车和起升吊钩；所述变幅驱动装置与变幅电机相连，所述变幅电机又与变幅减速机相连，所述变幅减速机与变幅卷筒相连，所述变幅卷筒与变幅绕绳轮系相连，所述变幅绕绳轮系与变幅小车相连，变幅小车又与起升吊钩相连。
本发明有益效果：
1.通过设置超起模式，实现塔机在合理范围内的超载，大幅提升了塔机性能；
2.通过显示屏进行工作模式选择，实现超起模式与其他工作模式切换，操作简便、快捷；
3.通过系统控制，安全的实现了特殊工况下的合理超载。避免客户有时为达到合理超载目的，私自拆除重量限制器等行为，一定程度上避免了安全事故的发生。
附图说明
图1为本发明超起控制系统框图。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种塔机超起控制系统，该系统包括操纵装置、塔机控制系统和安全监控系统；操纵装置用于给定起升、变幅、回转控制信号；塔机控制系统包括控制装置，控制装置是整个塔机控制系统的控制核心，用于接收安全监控系统工作模式信息、塔机作业参数信息和塔上操控装置的作业运行控制信息，并发出控制命令控制塔机起升、回转、变幅运行；起升、回转、变幅控制系统分别用于控制塔机起升、回转、变幅作业运行；安全监控系统由显示装置、监控主机、重量检测装置、力矩检测装置、幅度检测装置、高度检测装置、回转角度检测装置、风速检测装置组成；用于监控塔机幅度、高度、力矩关键参数，其中的显示屏提供人机交互界面，用于选择工作模式及显示塔机工作参数，重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速检测装置用于对各相关参数的监测，并将监测结果发送至监控主机。
所述控制系统还包括起升控制系统、回转控制系统、变幅控制系统、安全限位系统。
起升控制系统包括起升驱动装置、起升电机、起升减速机、起升卷筒、起升绕绳轮系、变幅小车以及起升吊钩；所述升驱动装置与起升电机相连，所述起升电机又与起升减速机相连，起升减速机又与起升卷筒相连，起升卷筒通过起升绕绳轮系与变幅小车相连，变幅小车又与起升吊钩相连。
所述回转控制系统包括回转驱动装置、回转电机和回转减速机；所述回转驱动装置与回转电机相连，所述回转电机又与回转减速机相连。
所述变幅控制系统包括变幅驱动装置、变幅电机、变幅减速机、变幅卷筒、变幅绕绳轮系、变幅小车和起升吊钩；所述变幅驱动装置与变幅电机相连，所述变幅电机又与变幅减速机相连，所述变幅减速机与变幅卷筒相连，所述变幅卷筒与变幅绕绳轮系相连，所述变幅绕绳轮系与变幅小车相连，变幅小车又与起升吊钩相连。
起重机起升动载系数与载荷的起升速度呈线性关系，即起升动载系数是载荷起升速度的线性函数；而起重机起升、回转、变幅的稳定运行速度越小、加速时间越长，其加减速动力系数越小，对起重机结构稳定性的影响越小。
一种塔机超起控制方法，该方法为：根据起升最大稳定速度vq确定起升动载系数φ2；根据起升、回转、变幅的最大稳定运行速度和加速时间分别确定起升、回转、变幅的加减速动力系数；通过最大动载系数和加减动力系数的确定，设定超起起重性能曲线，即在起升、变幅、回转运行速度、加减速时间以及实时风速均满足超起条件情况下，塔机实现8％～15％的超起性能提升；通过安全监控系统的显示屏，手动选择进入超起模式，在超起模式下，控制装置根据预置的超起起重性能曲线对力矩和重量进行限制，同时重新选择起升、回转、变幅的运行速度和加减速时间，控制各机构以超起运行速度和加减速时间进行工作。
各机构超起运行速度和加减速时间是在选取起升动作系数和动力系数预先设定的；在超起过程中，控制装置根据实时检测的风速值判断是否允许工作在超起模式，当风速值大于预设阀值时禁止工作在超起模式，当风速值小于预设阀值时允许工作在超起模式，从而实现提升塔机整机的起重性能。
通过安全监控系统的显示屏，手动选择进入超起模式，在超起模式下，控制装置根据预置的超起起重性能曲线对力矩和重量进行限制，同时重新选择起升、回转、变幅的运行速度和加减速时间，控制各机构以超起运行速度和加减速时间进行工作。
通过总线将操纵装置、安全监控系统、塔机控制系统集成一体化，实现超起模式的控制、转换；超起模式与正常工作模式通过安装在司机室内的显示屏进行切换，切换后，超起模式指令通过总线发送至控制装置，控制装置根据接收到的指令，自动屏蔽和选择相应的限位信号以及运行速度，当吊重重量、起升、回转、变幅速度以及风速都满足条件时，实现8％～15％的合理超载作业。
操纵装置用于给定起升、变幅、回转控制信号；塔机控制系统包含控制装置、起升控制系统、回转控制系统、变幅控制系、安全限位系统；所述控制装置用于接收安全监控系统工作模式信息、塔机作业参数信息和塔上操控装置的作业运行控制信息，并发出控制命令控制塔机起升、回转、变幅运行；起升、回转、变幅控制系统分别用于控制塔机起升、回转、变幅作业运行。
安全监控系统由显示装置、监控主机、重量检测装置、力矩检测装置、幅度检测装置、高度检测装置、回转角度检测装置、风速检测装置组成；其中的显示装置提供人机交互界面，用于选择工作模式及显示塔机工作参数，重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速检测装置用于对各相关参数的监测，并将监测结果发送至监控主机。
与现有技术相比：
本发明设置一种塔机超起工作模式，当吊重超出额定重量一定范围时，可以将正常工作模式转换为超起工作模式，在超起工作模式下，安全地实现合理的超载吊重。本发明提出一种塔机超起控制方法及系统，通过总线将控制装置、安全监控系统、塔机控制系统集成一体化，实现超起模式的控制、转换。控制装置作为系统的核心，其根据接收的工作模式指令，自动屏蔽和选择相应的限位信号、操控指令。超起模式下，控制装置只能响应微速操控指令，当起吊重量在8％～15％的合理超载范围内时，可以实现超载吊装。超起工作模式与正常工作模式切换通过司机室内的显示屏完成，操作简便、快捷。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种塔机超起控制方法，其特征在于，该方法为：
根据起升最大稳定速度确定起升动载系数；
根据起升、回转、变幅的最大稳定运行速度和加速时间分别确定起升、回转、变幅的加减速动力系数；
通过最大动载系数和加减动力系数的确定，设定超起起重性能曲线，即在起升、变幅、回转运行速度、加减速时间以及实时风速均满足超起条件情况下，塔机实现8%~15%的超起性能提升；
通过安全监控系统的显示屏，手动选择进入超起模式，在超起模式下，控制装置根据预置的超起起重性能曲线对力矩和重量进行限制，同时重新选择起升、回转、变幅的运行速度和加减速时间，控制各机构以超起运行速度和加减速时间进行工作。
2.根据权利要求1所述的塔机超起控制方法，其特征在于：通过总线将操纵装置、安全监控系统、塔机控制系统集成一体化，实现超起模式的控制、转换；
超起模式与正常工作模式通过安装在司机室内的显示屏进行切换，切换后，超起模式指令通过总线发送至控制装置，控制装置根据接收到的指令，自动屏蔽和选择相应的限位信号以及运行速度，当吊重重量、起升、回转、变幅速度以及风速都满足条件时，实现8%~15%的合理超载作业。
3.根据权利要求2所述的塔机超起控制方法，其特征在于：所述操纵装置用于给定起升、变幅、回转控制信号；
所述塔机控制系统包含控制装置、起升控制系统、回转控制系统、变幅控制系、安全限位系统；
所述控制装置用于接收安全监控系统工作模式信息、塔机作业参数信息和塔上操控装置的作业运行控制信息，并发出控制命令控制塔机起升、回转、变幅运行；起升、回转、变幅控制系统分别用于控制塔机起升、回转、变幅作业运行。
4.根据权利要求2所述的塔机超起控制方法，其特征在于：所述安全监控系统由显示装置、监控主机、重量检测装置、力矩检测装置、幅度检测装置、高度检测装置、回转角度检测装置、风速检测装置组成；
其中的显示装置提供人机交互界面，用于选择工作模式及显示塔机工作参数，重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速检测装置用于对各相关参数的监测，并将监测结果发送至监控主机。
5.根据权利要求1所述的塔机超起控制方法，其特征在于：各机构超起运行速度和加减速时间是在选取起升动作系数和动力系数预先设定的；
在超起过程中，控制装置根据实时检测的风速值判断是否允许工作在超起模式，当风速值大于预设阀值时禁止工作在超起模式，当风速值小于预设阀值时允许工作在超起模式，从而实现提升塔机整机的起重性能。
6.一种塔机超起控制系统，其特征在于，该系统包括：
操纵装置，用于给定起升、变幅、回转控制信号；
塔机控制系统，包括控制装置，控制装置是整个塔机控制系统的控制核心，用于接收安全监控系统工作模式信息、塔机作业参数信息和塔上操控装置的作业运行控制信息，并发出控制命令控制塔机起升、回转、变幅运行；起升、回转、变幅控制系统分别用于控制塔机起升、回转、变幅作业运行；
安全监控系统，由显示装置、监控主机、重量检测装置、力矩检测装置、幅度检测装置、高度检测装置、回转角度检测装置、风速检测装置组成；用于监控塔机幅度、高度、力矩关键参数，其中的显示屏提供人机交互界面，用于选择工作模式及显示塔机工作参数，重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速检测装置用于对各相关参数的监测，并将监测结果发送至监控主机。
7.根据权利要求6所述的一种塔机超起控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括起升控制系统、回转控制系统、变幅控制系统、安全限位系统。
8.根据权利要求7所述的一种塔机超起控制系统，其特征在于：起升控制系统包括起升驱动装置、起升电机、起升减速机、起升卷筒、起升绕绳轮系、变幅小车以及起升吊钩；
所述升驱动装置与起升电机相连，所述起升电机又与起升减速机相连，起升减速机又与起升卷筒相连，起升卷筒通过起升绕绳轮系与变幅小车相连，变幅小车又与起升吊钩相连。
9.根据权利要求7所述的一种塔机超起控制系统，其特征在于：所述回转控制系统包括回转驱动装置、回转电机和回转减速机；
所述回转驱动装置与回转电机相连，所述回转电机又与回转减速机相连。
10.根据权利要求7所述的一种塔机超起控制系统，其特征在于：所述变幅控制系统包括变幅驱动装置、变幅电机、变幅减速机、变幅卷筒、变幅绕绳轮系、变幅小车和起升吊钩；
所述变幅驱动装置与变幅电机相连，所述变幅电机又与变幅减速机相连，所述变幅减速机与变幅卷筒相连，所述变幅卷筒与变幅绕绳轮系相连，所述变幅绕绳轮系与变幅小车相连，变幅小车又与起升吊钩相连。
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