基于無線通信的起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置的研制

林劍鋒（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院，福建 泉州 362000）

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基于無線通信的起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置的研制

林劍鋒
（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院，福建 泉州 362000）

摘要：開發(fā)了一種基于無線通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、采用激光測距進(jìn)行制動(dòng)下滑量測量的起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置，介紹了該裝置的工作原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試與運(yùn)行表明，該系統(tǒng)操作簡單，測量準(zhǔn)確可靠，攜帶方便，有效地提高了起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性與自動(dòng)化水平，并有效地保障了檢驗(yàn)人員的人身安全。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；無線通信；下滑量

1　引言

起重機(jī)械廣泛應(yīng)用于礦山、工廠、港口等場合，是生產(chǎn)中提高勞動(dòng)效率，改善勞動(dòng)條件的必備機(jī)械。起重機(jī)制動(dòng)下滑量過大將直接影響現(xiàn)場操作人員的安全。起重機(jī)安裝后在實(shí)際的監(jiān)督檢驗(yàn)中對(duì)制動(dòng)下滑量測量的方法主要有兩種[1]。一種是目測，目測方法是在起重機(jī)安裝后檢驗(yàn)人員常采用的方法。第二種是采用行程開關(guān)控制的檢測方法。這兩種方法都不利于檢驗(yàn)員的安全。為了更好地進(jìn)行制動(dòng)下滑量的測量。從現(xiàn)場檢測出發(fā)，研究開發(fā)一種能方便檢驗(yàn)員現(xiàn)場精確檢測，使用簡單，自動(dòng)化程度高，設(shè)備成本較低的制動(dòng)下滑量測量裝置。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)下滑量測量的自動(dòng)化，最大限度地降低檢驗(yàn)員的工作強(qiáng)度，提高檢驗(yàn)效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2　工作原理

該起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置的工作原理示意圖如圖1所示。首先，檢驗(yàn)人員通過無線控制器的按鍵發(fā)出準(zhǔn)備的命令，主控制器在接收到信號(hào)之后進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，并調(diào)整到相應(yīng)的位置記錄激光傳感器的當(dāng)前值。起重機(jī)按額載起升至合適的位置（應(yīng)不低于測量儀測試待命位置）后停止再次通過無線控制器給主控制器發(fā)出命令，并讓起重機(jī)額定速度下降，此時(shí)固定在吊鉤反繩輪上的激光傳感器一旦照到固定在一旁的光柵傳感器、主控制器將得到反饋信號(hào)并發(fā)送至無線控制器，檢驗(yàn)人員再通過無線控制器的按鍵發(fā)出信號(hào)斷開起重機(jī)制動(dòng)裝置控制電路，起重機(jī)上的負(fù)載因制動(dòng)而停止下滑直至停止后，主控制器將前后兩次測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、報(bào)表打印等后續(xù)處理。

圖1　起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置的結(jié)構(gòu)原理圖

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于無線通信的起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置[2]的結(jié)構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)主要由無線控制系統(tǒng)、抱閘制動(dòng)信號(hào)發(fā)射裝置、激光測量裝置、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等4部分組成。

圖2　起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1抱閘制動(dòng)信號(hào)發(fā)射裝置

該裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示。由一個(gè)可同時(shí)斷開總電源回路和開始測量觸發(fā)按鈕、無線信號(hào)發(fā)射裝置組成。當(dāng)按鈕動(dòng)作時(shí)，發(fā)出檢測信號(hào)開始測量并進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

圖3　抱閘制動(dòng)信號(hào)發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)圖

3.2激光測量裝置

該裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示?；诠鈻艂鞲衅鱗3]可實(shí)現(xiàn)測量精度為±0.001m的測量裝置（包括一個(gè)發(fā)射源、一個(gè)光柵傳感器和一套無線發(fā)射接收裝置），激光發(fā)射源借助固定裝置固定起重機(jī)的吊鉤上，光柵借助固定裝置固定在地面上（在所吊重物的一側(cè)）。激發(fā)激光測量裝置收到無線控制系統(tǒng)發(fā)出的指令時(shí)開始測量，并延時(shí)測量10s。

圖4　激光測量裝置的結(jié)構(gòu)圖

3.3無線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)基于51單片機(jī)、無線通訊（可選擇RS485通訊協(xié)議）等可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收與發(fā)射、測量裝置的控制（控制測量裝置開始測量）、測量數(shù)據(jù)的傳輸?shù)取?/p>

3.4數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該檢測裝置上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用VB6.0，通過藍(lán)牙通訊模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)下滑量的主控裝置的遠(yuǎn)程控制[4]，實(shí)現(xiàn)對(duì)所測制動(dòng)下滑量數(shù)據(jù)的保存、計(jì)算、查詢及自動(dòng)判斷是否符合要求，其結(jié)構(gòu)圖如圖5。該系統(tǒng)不僅具有通訊功能、檢測裝置的控制、下滑量數(shù)據(jù)的保存、查詢與打印，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)制動(dòng)下滑量的無線控制及測量。

圖5　起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

4　結(jié)束語

現(xiàn)場調(diào)試與實(shí)際運(yùn)行表明，該檢測裝置主要基于無線通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、采用激光測距進(jìn)行制動(dòng)下滑量測量具有一定的創(chuàng)新性；能夠可靠準(zhǔn)確、安全、高效地完成制動(dòng)下滑量的檢測，有效地提高了起重機(jī)制動(dòng)下滑量的測量效率，減輕了檢驗(yàn)人員的工作強(qiáng)度。該檢測裝置具有良好的人機(jī)交互界面、安裝維護(hù)簡單、攜帶方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

參考文獻(xiàn)

[1]賈祥正.起重機(jī)制動(dòng)下滑量檢測的現(xiàn)狀分析和研究［J］科技信息，2010(23).

[2]袁易之.超聲波式起重機(jī)制動(dòng)下滑量智能測試系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).碩士論文.

[3]楊陽.基于激光傳感器的智能型起重機(jī)制動(dòng)下滑量測試儀的設(shè)計(jì)［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，2012(8).

[4]趙昕.電動(dòng)葫蘆制動(dòng)下滑量的測試裝置［J］.F起重運(yùn)輸機(jī)械，1990(8).

Development of the Crane Brake Glide Quantity Based on Wireless Communication

LIN Jian-Feng
(Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute Quanzhou Branch ,Quanzhou 362000,Fujian,China)

Abstract:This article is developed a crane fell brake detecting device based on wireless communication for data transmission, using the method of laser ranging to measure the braking slipping of crane, introduces the principle and system design of the device.Debugging and operation show that the system has the advantages of simple operation, accurate and reliable measurement, convenient carrying, effectively improve the crane brake test accuracy and automation level of decline, and effectively protect the personal safety of testing personnel.

Key Words:Crane;Wireless communication;Glide quantity

作者簡介：林劍鋒，男，福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院，高級(jí)工程師，碩士

收稿日期：2015-12-10