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独片机跟随起重机受力扼制设施的研发

2011-07-29 11:57:51中国起重机招标网

  

  1力矩限制器组成及结构

  1.1力矩限制器组成

  力矩限制器各组成元器件如1所示。传感器1、2和6、7分别测量一变和二变油缸上、下腔油压,传感器5和8分别测量内臂和伸缩臂角度。上述传感器测量的各类信号通过接线盒传输到单片机主机,单片机通过信号的分析处理而实现安全保护功能。

  1.2系统硬件结构

  硬件结构如2所示。分为信号采集、数据处理、参数输入及显示和报警制动4个部分。

  (1)信号采集部分

  主要由油压传感器、角度传感器组成,采集到的为模拟电信号,经过A/D转换为数字信号。

  (2)数据处理部分

  其核心为单片机,根据随车起重机的工作状况和结构参数,计算并显示出随车起重机的力矩、仰角及一变和二变油缸压力等参数,判断是否有报警及制动保护信号,并作出相应处理。

  (3)参数输入及显示部分

  由键盘及液晶显示器组成。通过键盘可以方便地对起重机的各项结构参数、报警参数等进行设置。

  (4)报警制动部分

  当随车起重机处于危险操作状况时,报警制动保护部分会为操作员提供声光预警。当情况紧急时,制动保护部分会强制停止危险操作,以保证随车起重机的安全。

  1.3系统软件结构

  系统软件流程如3所示。开机后首先进行硬件自检,如果出现硬件故障,则报警,硬件自检无问题后,程序以循环扫描的方式运行。读取键盘参数、随车起重机结构参数以及各传感器信号后进行程序运算,判断设备是否安全,安全则继续工作,如不安全则报警并制动保护。

  2数学模型建立

  力矩限制器系统是基于力矩保护的起重机安全系统。一般带有伸缩臂的起重机都会安装长度传感器,本文所述力矩限制器在没有长度传感器的情况下,同样能够实现力矩保护功能。

  当力矩限制器主机检测到超力矩时,判断具体情况后对这5路分别控制,即或者为1(这一路为安全操作,可继续),或者为0(这一路为危险操作,立即停止)。

  具体情况如下:①当内臂∠A>0且伸缩臂∠B>0时(如图5所示)。

  这种情况下,POUT2=0;POUT3=1;POUT4=0;POUT5=1;POUT6=0。

  此时,2个变幅油缸的缩动作和伸缩臂伸缩油缸的伸动作都会导致幅度变大,造成危险,需要控制。

  ②当内臂∠A>0、伸缩臂∠B<0且伸缩臂的臂头在水平面以上∠C>0时如6所示。这种情况下,POUT2=0;POUT3=1;POUT4=1;POUT5=0;POUT6=0;此时第1变幅油缸的缩动作和第2变幅缸的伸动作,及伸缩臂的伸缩油缸的伸动作都会导致幅度变大,造成危险,需要控制。

  ③当内臂∠A>0、伸缩臂∠B<0且伸缩臂的臂头在水平面以下∠C<0时如图7所示。

  在这种情况下,POUT2=1;POUT3=0;POUT4=1;POUT5=0;POUT6=0。

  此时,2个变幅油缸的伸动作和伸缩臂伸缩油缸的伸动作都会导致幅度变大,造成危险,需要控制。

  ④当内臂∠A<0且伸缩臂∠B<0时如8所示。

  图8∠A<0∠B<0这种情况下,POUT2=1;POUT3=0;POUT4=1;POUT5=0;POUT6=0。

  此时,2个变幅油缸的伸动作和伸缩臂伸缩油缸的伸动作都会导致幅度变大,造成危险,需要控制。

  zui后,尚有一个副臂控制问题:当副臂油压传感器的压力大于某危险值时,POUT6=0.

  4结语

  本研究中随车起重机力矩限制器软硬件经过严格的实验室检测及现场考验,调试时间少,误差在2%以内,运行可靠,得到了用户的好评。

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