用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统

摘要

公开了一种用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统，其包括监测主机、移动监测器和传感器。传感器将吊装过程中钢丝绳的拉力和倾角等信息传送给监测主机，一方面监测主机将收到的信息进行处理，将标准信号送至模拟量输出接口，方便液压提升机进行自动控制；同时将数据无线发送至监测器，由监测器处理后将钢丝绳的状态及变化趋势以图形的形式直观显示在显示屏上；另一方面，监测主机对收到的数据与预设的数据进行比较，如果数据在预设范围内，则维持吊装状态，否则发送暂停机的信号至数字量输出接口，并发送声光报警信号，使监测主机和移动监测器同时发出声光报警。通过实时监测，使整个吊装过程中钢丝绳始终运行在安全范围内。

说明书

技术领域

本发明涉及用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统。

背景技术

在工业厂房内安装或拆除大、重型设备时，由于受空间和厂房高度的限制，有时需要使用缆索式液压提升机与起重机抬吊的方式进行吊装。在抬吊过程中，液压提升机构中提升钢丝绳必须保持垂直状态且受力均衡，否则受力不均会导致部分钢丝绳容易拉断，垂直度不高则容易受剪切力切断钢丝绳或侧向拉力过大造成整个吊装系统失稳而导致安全隐患的产生，甚至发生安全事故。这时需要使起重机和液压提升机的速度相匹配，才能使钢丝绳的受力状态处于可控范围。但是液压提升机和起重机是两个独立的起重设备，且不是固定搭配，很难做到自动协同动作，液压提升机本身自动控制系统基本不对提升钢丝绳进行监控，液压提升机作业人员只能凭经验判断提升钢丝绳的垂直度且无法判断其受力情况，而起重机作业人员在驾驶舱看不到钢丝绳的实际状态，给吊装工作造成了一定难度。为解决上述问题，需要一种提升钢丝绳的状态监测系统，能直观的反应抬吊过程中提升钢丝绳的运行状态，吊装作业人员实时了解提升钢丝绳的运行状态及变化趋势，从而快速做出加减速或暂停的正确反应，保障吊装系统的安全运行。

发明内容

根据本发明实施例的一方面，提供一种用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统，其包括监测主机、移动监测器和传感器。传感器通过有线或无线方式将吊装过程中钢丝绳的拉力和倾角等信息传送给监测主机，一方面监测主机将收到的信息进行处理，将标准信号送至模拟量输出接口，方便液压提升机进行自动控制；同时将数据无线发送至移动监测器，由移动监测器处理后将钢丝绳的状态及变化趋势以图形的形式直观显示在显示屏上；另一方面，监测主机对收到的数据与预设的数据进行比较，如果数据在预设范围内，则维持吊装状态，直至吊装过程结束，否则发送暂停机的信号至数字量输出接口，并发送声光报警信号，使监测主机和移动监测器同时发出声光报警，方便作业人员做出正确反应。通过实时监测，使整个吊装过程中钢丝绳始终运行在安全范围内，提高整个吊装过程的安全性。

根据本发明实施例的一方面，提供一种用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统，包括：

多个传感器，其包括设置在提升钢丝绳上以监测其受力和倾斜角度的拉力传感器和倾角传感器；

监测主机，其包括：

收发单元，用于接收所述传感器的状态信号，以及发送钢丝绳状态信息和报警信息；

操作模块一，用于输入设定的钢丝绳的规格参数、数量、允许的受力范围以及允许的角度偏差信息；

信号处理单元一，用于根据收到的所述传感器的所述状态信号和所述设定的信息得到以下一种或多种所述钢丝绳状态信息：液压提升机整体承重量、钢丝绳受力值、钢丝绳受力差值、钢丝绳倾斜角度；和

声光输出模块一，用于在所述钢丝绳状态信息超出设定范围时发出声光报警；以及

至少两个移动监测器，其包括：

无线接收单元，用于接收所述监控主机发送的所述钢丝绳状态信息和所述报警信息；

显示模块，用于将所述钢丝绳状态信息以图形化的方式显示出来，并分析钢丝绳状态变化趋势；

信号处理单元二，用于对接收的所述钢丝绳状态信息格式化处理，传送给所述显示模块；声光输出模块二，用于在所述无线接收单元接收到所述报警信息时发出声光报警；和

操作模块二，用于对所述显示模块显示的信息进行翻页和查看。

在一些示例中，至少2个所述拉力传感器沿着重物移动方向布置在提升机下锚板的提升钢丝绳上。

在一些示例中，至少2个所述倾角传感器沿着与重物移动方向垂直的方向布置在提升机下锚板的提升钢丝绳上。

在一些示例中，所述信号处理单元一将所述钢丝绳状态信息发送至所述监测主机的模拟量输出接口。

在一些示例中，所述钢丝绳状态信息超出设定范围时所述信号处理单元一发送暂停机的信号至所述监测主机的数字量输出接口。

在一些示例中，所述监测主机还包括用于存储吊装过程中钢丝绳实时状态信息的存储单元。

在一些示例中，所述监测主机通过磁力吸附在液压提升机下锚板上。

本发明所用的传感器可采用微型传感器，其中称重采用微型拉力传感器并联在钢丝绳的方式代替直接受力的拉力传感器或称重传感器，大大缩小传感器的体积，使之适合安装在钢丝绳上，解决了在密集钢丝绳上安装传感器的难题。并且传感器均采用卡扣式安装，方便安装和拆卸，使本发明适合任何型号的液压提升机，适用范围广。

本发明的移动监测器分别由液压提升机和起重机的作业人员掌握，2名作业人员可通过显示屏直观看到吊装过程中钢丝绳的实时状态和变化趋势，方便作业人员提前做出相应反应，且系统具备声光功能，提高吊装过程的安全性。

本发明的监测主机提供标准的模拟量和数字量接口，便于液压提升机控制系统采集提升钢丝绳的状态信号，弥补液压提升机只监控提升机运动系统的不足，增强了提升机对提升钢丝绳的自动控制，进一步提升了整个吊装过程的安全性。

本发明具备数据存储功能，吊装数据可作为下次吊装工作的参考，也可作为以后多数据的综合分析，方便吊装方案的改进。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为根据本发明一实施例的传感器安装位置侧视图及俯视图。

图2为根据本发明一实施例的液压提升抬吊系统构成示意图。

图3为根据本发明一实施例的监测主机逻辑框图。

图4为根据本发明一实施例的移动监测器的逻辑框图。

图5为本发明一实施例的用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统工作流程图。

具体实施方式

本发明的用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统包括监测主机、移动检测器和无线传感器。监测主机整体为磁吸式结构，安装在液压提升机下锚板的下方，方便安装和拆卸。移动检测器有至少两个，为便携式结构，液压提升机和起重机的作业人员可分别掌握一个，方便作业人员随时能直观了解吊装过程中钢丝绳的状态。传感器包括倾角传感器和拉力传感器。

如图1和图2所示，至少2个拉力传感器沿着重物移动方向布置在提升机下锚板的提升钢丝绳上，可通过将拉力传感器并联来检测提升钢丝绳的微小拉伸变形，从而换算出钢丝绳所承受的重量，同时通过2个极端位置的拉力传感器可以监测提升钢丝绳的受力变化；至少2个倾角传感器沿着与重物移动方向垂直的方向布置在提升机下锚板的提升钢丝绳上；传感器通过有线或无线的方式将状态信息发送给监测主机。如果需要监测起重机的钢丝绳状态，则需要在起重机钢丝绳上安装可无线发送的传感器。

图3示出了监测主机逻辑框图，其包括无线收发单元、信号处理单元一、操作模块一、数据存储单元、信号转换单元以及输入输出接口。其中无线收发单元用于接收传感器状态信号，以及发送钢丝绳的状态信息和报警信息；模拟量和数字量的输出接口，为液压提升机对钢丝绳进行监控提供标准信息；操作模块一用于输入提升钢丝绳的规格参数、数量、允许的受力范围以及允许的角度偏差等信息，将信息提供给信号处理单元一；信号处理单元一接收的传感器信号可以来自无线收发单元接收的无线信号，也可以来自信号输入接口接收的有线信号。信号处理单元一将收到的传感器信号和设定的信息进行综合分析、判断，发送液压提升机整体承重量、钢丝绳受力值、钢丝绳受力差值、钢丝绳倾斜角度等标准信号至模拟量输出接口，为提升机监控钢丝绳状态、实现自动控制提供方便，同时信号处理单元一将钢丝绳状态信息以无限的方式传送给移动监测器。当信号处理单元一发现钢丝绳状态信息超出设定范围时，将会发送暂停机的信号至数字量输出接口，并发送声光报警信号，使监测主机上的声光输出模块一和移动监测器上的声光输出模块二同时发出声光报警；监控主机还包括存储单元，用于存储吊装过程中钢丝绳实时状态信息，方便数据下载，以便吊装数据的累积、跟踪和综合分析等。

图4示出了移动监测器，其包括无线接收单元、信号处理单元二、声光输出模块二、操作模块二和显示模块。无线接收单元用于接收监控主机发送的提升钢丝绳状态信息和报警信息；信号处理单元二用于对接收的钢丝绳状态信息格式化处理，传送给显示模块；显示模块将钢丝绳状态信息以图形化的方式显示出来，并分析钢丝绳状态变化趋势；操作模块二主要负责翻页和信息的查看等。

图5示出了用于液压提升机抬吊过程中钢丝绳状态监测的系统工作流程，具体包括以下步骤：

1.吊装工作开始前，利用位于监测主机的操作模块一输入提升钢丝绳的根数、规格、拉力允许范围、拉力差允许范围以及钢丝绳倾角允许范围等信息，然后用液压提升机提起一标准重量的重物，根据拉力传感器检测出的拉力值，以及钢丝绳的数量对重量显示值进行标定。

2.吊装时，拉力传感器将提升钢丝绳的受力值、倾角传感器将提升钢丝绳倾斜值均通过有线或无线方式传送给监测主机，监测主机经过信号调制转换后进行分析处理，将标准信号由模拟量输出接口输出，为液压提升机监控钢丝绳的实时状态，进行自动控制提供方便；同时监测主机将提升钢丝绳的实时状态无线发送给移动监测器。

3.同时，监测主机将接收的钢丝绳的状态值与设定允许范围进行比较，如果在允许范围内，则保持现状，吊装作业人员可正常进行吊装作业；如果提升钢丝绳的状态值超出设定的允许范围，则输出暂停机数字信号至数字量输出接口，同时输出报警信号给声光输出模块一和移动监测器。

4.移动监测器接收到提升钢丝绳的状态信息后，经过信息处理单元二处理，将钢丝绳的受力值、受力差值以及倾斜角度值以图形的方式显示在显示模块上，液压提升机和起重机作业人员分别掌握一台移动监测器，可直观看到吊装过程中提升钢丝绳的状态，通过操作模块二可查看各参数的具体值及钢丝绳状态变化趋势，方便作业人员提前做出反应。

5.如果移动监测器接收到监测主机发过来的报警信号，声光输出模块二将发出声光报警，同时显示模块上的图形和相应的参数值的颜色将改变；此时吊装作业人员可根据直观看到的提升钢丝绳的倾斜角度和受力值的变化情况作出相应的加减速或暂停的正确反应，保障吊装系统的安全运行。

6.如果参数值正常则图形和参数值颜色不变，吊装作业人员可根据钢丝绳状态变化趋势正常进行吊装作业，直至吊装工作结束。

7.吊装工作完成后，通过数据存储单元将吊装过程中的实时数据下载存档，以便后期的综合分析。