Ограничитель грузоподъемности электрического крана
Полезная модель относится к приборам безопасности грузоподъемных кранов и предназначена для автоматического отключения механизмов крана в случае превышения грузоподъемности и отклонении параметров питающей сети свыше предельно допустимых величин. Ограничитель грузоподъемности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок 1 с информационным двунаправленным входом-выходом, вход-выход которого соединен с входом-выходом цифрового запоминающего блока 5, датчики, подключенные своими выходами к соответствующим информационным входам цифрового вычислительного блока 1, таймер 8, подключенный своим выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока 1, блок визуальной и звуковой индикации 7 и исполнительный блок 6, подключенные своими входами к соответствующим выходам цифрового вычислительного блока 1, блок ввода информации 10 своим выходом подключенный к соответствующему входу цифрового вычислительного блока 1, съемный электронный ключ 9, своим выходом соединенный с соответствующим входом цифрового вычислительного блока 1, при этом один из датчиков является датчиком частоты вращения вала 2 электродвигателя механизма подъема груза, другой - датчиком тока питающей сети 3, третий - датчиком фазного напряжения питающей сети 4, память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации. Масса поднимаемого груза определяется по частоте вращения вала электродвигателя механизма подъема. Наличие датчиков тока 3 и фазного напряжения 4 питающей сети позволяет контролировать больший объем параметров, характеризующих работу крана, что позволяет надежно защитить кран от опасных производственных воздействий. Наличие электронного ключа позволяет использовать ограничитель грузоподъемности без доработки для различных типов кранов.
Полезная модель относится к приборам безопасности грузоподъемных кранов и предназначена для автоматического отключения механизмов крана в случае превышения грузоподъемности и отклонении параметров питающей сети свыше предельно допустимых величин.
Известен ограничитель грузоподъемности стрелового крана по патенту РФ на изобретение №2011632, опубл. 1994.04.30. Он содержит цифровой вычислительный блок, аналого-цифровой преобразователь, цифровой запоминающий блок, датчики, исполнительный блок, синтезатор звука, блок визуальной индикации и таймер. Работа ограничителя основана на выдаче аналоговых сигналов, зависящих от нагрузки, их преобразования в цифровой вид, обработке этих сигналов и дискретных параметров и сигналов, совместно с предварительно запомненными сигналами, координируя при этом эту обработку сформированной импульсной последовательностью сигналов. Информация перерабатывается в значения, отражающие работу крана, и в случае превышения допустимых значений нагрузки вырабатывается команда "Перегрузка". Величина времени, в течение которого непрерывно должна вырабатываться команда "Перегрузка", определяется динамикой работы крана.
Наиболее близким к заявляемому является ограничитель грузоподъемности стрелового крана по патенту РФ на изобретение №2116240, опубл. 1998.07.27, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, один из информационных входов которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй, двунаправленный, - с входом и выходом цифрового запоминающего блока, а информационный выход соединен с входом синтезатора звука и блоком визуальной индикации. Ограничитель содержит также n датчиков аналоговых параметров крана, подключенных к входам аналого-цифрового преобразователя, m датчиков дискретных параметров и сигналов о работе крана, соединенных с третьими информационными входами цифрового вычислительного блока, а также
таймер, подключенный выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока, и цифровой управляемый фильтр, вход управления которого подключен к упомянутому выходу таймера, информационный вход - к упомянутому информационному выходу цифрового вычислительного блока, а выход к исполнительному блоку, второй выход таймера подключен ко второму входу цифрового запоминающего блока, а выход цифрового управляемого фильтра соединен с третьим входом цифрового запоминающего блока, кроме того, цифровой запоминающий блок и цифровой вычислительный блок выполнены с выходами считывания-записи информации. Этот ограничитель принят за прототип заявляемому.
Недостатком известного устройства являются невозможность использования ограничителя грузоподъемности без доработки для различных типов кранов, неполный объем контролируемых параметров, что может привести к нежелательным режимам работы привода механизма подъема и, как следствие, к его ненадежной работе.
Задача полезной модели состоит в обеспечении надежной защиты электрического крана от опасных производственных воздействий.
Задача решена следующим образом. По аналогии с известным устройством, принятым за прототип, заявляемый ограничитель грузоподъемности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок с информационным двунаправленным входом-выходом, вход-выход которого соединен с входом-выходом цифрового запоминающего блока, датчики, подключенные своими выходами к соответствующим информационным входам цифрового вычислительного блока, таймер, подключенный своим выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока, блок визуальной и звуковой индикации и исполнительный блок, подключенные своими входами к соответствующим выходам цифрового вычислительного блока. В отличие от прототипа, он дополнительно содержит блок ввода информации своим выходом подключенный к соответствующему входу цифрового вычислительного блока, электронный ключ, своим выходом соединенный с соответствующим входом
цифрового вычислительного блока, при этом один из датчиков является датчиком частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза, другой - датчиком тока питающей сети, третий- - датчиком фазного напряжения питающей сети, кроме этого память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях частоты тока и величины фазного напряжения питающей сети, зависимости частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза и значении максимально-допустимой массы поднимаемого груза, а также с возможностью изменения этих значений при подключении электронного ключа, выполненного съемным. Датчик скорости состоит из магнита, закрепленного на валу электродвигателя механизма подъема груза, и датчика Холла закрепленного на корпусе электродвигателя, датчик тока - из двух трансформаторов, выполненных с возможностью подключения к питающей сети электродвигателя механизма подъема груза, а датчик фазного напряжения выполнен из резистивных делителей.
Отличия от прототипа подтверждают новизну заявляемого устройства. Наличие датчиков тока и фазного напряжения питающей сети позволяет контролировать больший объем параметров, характеризующих работу крана, что позволяет надежно защитить кран от опасных производственных воздействий путем отключения крановых механизмов. Наличие электронного ключа и блока ввода информации позволяет использовать ограничитель грузоподъемности без доработки для различных типов кранов, поскольку грузовая характеристика формируется не на стадии изготовления прибора, а после его монтажа на кране в программе «обучения» с учетом индивидуальных особенностей конкретного крана. Программа «обучения» позволяет вводить и запоминать в цифровом запоминающем блоке предельно допустимые значения тока и фазного напряжения, значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза, а также зависимость частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема от массы поднимаемого груза.
Программа «обучения» доступна только при подключенном электронном ключе - для защиты от несанкционированного доступа.
На фигуре 1 показана блок-схема ограничителя грузоподъемности.
На фигуре 2 представлена аппроксимированная зависимость частоты вращения вала n электродвигателя механизма подъема от массы поднимаемого груза m.
Ограничитель грузоподъемности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок 1, информационные входы которого связаны с соответствующими выходами датчиков частоты вращения вала электродвигателя 2, тока питающей сети 3 и фазного напряжения питающей сети 4, информационный двунаправленный вход-выход соединен с входом-выходом цифрового запоминающего блока 5. Один информационный выход блока 1 соединен с исполнительным блоком 6, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации 7, а таймер 8 своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока 1. Ключ электронный 9 своим выходом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке 5, подключается к входу цифрового вычислительного блока 1. Блок ввода информации 10 своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока 1.
Перед началом работы установленного на кран ограничителя грузоподъемности необходимо ввести в память цифрового запоминающего блока 5 предельно допустимые значения частоты тока и величины фазного напряжения питающей сети, зависимость частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза, а также значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза. Для этого необходимо подключить к цифровому вычислительному блоку 1 ключ электронный 9, после этого цифровой вычислительный блок 1 перейдет в программу «обучения», которая предназначена для снятия и записи в цифровой запоминающий блок 5 зависимости частоты вращения вала электродвигателя от массы поднимаемого груза, предельно допустимых значений тока и фазного
напряжения, а также значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза. С помощью блока ввода информации 10 ввести предельно допустимые значения частоты тока, величины фазного напряжения питающей сети и значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза, эти данные обрабатываются в блоке 1 и сохраняются в цифровом запоминающем блоке 5. Для снятия зависимости частоты вращения вала от массы поднимаемого груза необходимо поднять поочередно несколько грузов массами m0,...,m i-1,mi и запомнить соответствующие значения частот вращения вала n0,...,n i-1,ni. По этим данным в цифровом вычислительном блоке 1 сформируется, с учетом параметров питающей сети, аппроксимированная зависимость частоты вращения вала от массы поднимаемого груза (фигура 2) с последующим ее сохранением в цифровом запоминающем блоке 5.
Датчик тока 3 и фазного напряжения 4 выдают сигналы, зависящие от параметров питающей сети, на цифровой вычислительный блок 1. Датчик частоты вращения вала 2 выдает на цифровой вычислительный блок 1 сигнал, зависящий от массы поднимаемого груза. Цифровой вычислительный блок 1 перерабатывает эту информацию вместе с информацией извлекаемой из цифрового запоминающего блока 5. Таймер 8, выполненный, например, в виде генератора импульсной последовательности, координирует работу цифрового вычислительного блока 1. Информация перерабатывается в параметры, отражающие работу крана, которые подводятся к блоку визуальной и звуковой индикации 7, и в случае превышения допустимых значений массы поднимаемого груза и контролируемых параметров питающей сети вырабатывается команда на отключение механизма подъема груза, которая поступает на исполнительный блок 6.
1. Ограничитель грузоподъемности электрического крана, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок с информационным двунаправленным входом-выходом, соединенным с входом-выходом цифрового запоминающего блока, датчики, подключенные своими выходами к соответствующим информационным входам цифрового вычислительного блока, таймер, подключенный своим выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока, блок визуальной и звуковой индикации и исполнительный блок, подключенные своими входами к соответствующим выходам цифрового вычислительного блока, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок ввода информации, своим выходом подключенный к соответствующему входу цифрового вычислительного блока, электронный ключ, своим выходом соединенный с соответствующим входом цифрового вычислительного блока, при этом один из датчиков является датчиком частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза, другой - датчиком тока питающей сети, третий - датчиком фазного напряжения питающей сети, кроме этого память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях частоты тока и величины фазного напряжения питающей сети, зависимости частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза и значении максимально-допустимой массы поднимаемого груза, а также с возможностью изменения этих значений при подключении электронного ключа.
2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик скорости состоит из магнита, закрепленного на валу электродвигателя механизма подъема груза, и датчика Холла, закрепленного на корпусе электродвигателя, датчик тока - из двух трансформаторов, выполненных с возможностью подключения к питающей сети электродвигателя механизма подъема груза, а датчик фазного напряжения выполнен из резистивных делителей.
3. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что электронный ключ выполнен съемным.
