起重机超载限制电路及程序设计.doc

1 绪论 1.1概述 现阶段国家宏观经济政策为工程机械行业提供了良好的外部发展环境。“十五”期间的南水北调、西气东输、西电东送、青藏铁路四大工程每年就可拉动工程机械行业1.5个百分点的增长。起重机属于工程机械，据不完全统计，2003年12月份，起重机整机销量达到3415台，同比增长46%。权威机构统计，2005年起重机的年需求量达到8000~9000台。然而，起重机也是一种蕴藏危险因素较多，事故发生几率较大的工程机械，国内外每年都发生大量因起重机作业造成的设备损坏甚至人身伤亡事故。任何起重机都有其最大安全载荷限度，超过这个限度，轻则对设备部件造成损坏，重则发生整车倾覆的恶性事故[1]。因此，必须控制起重机在安全限度内工作。在这种条件下，具有载荷、超载限制功能的起重机超载限制器应运而生。 起重机超载限制器（Crane Overload Limiter）[2]是一种重要的起重机超载保护装置。它主要装备在汽车吊、轮胎吊和履带吊等大型起重机上。通过系统内的传感器对起重机的关键工作参数进行实时检测，经过分析计算和数据处理得到结果并结合起重机的当前工况进行判断：当实际载荷接近起重机的非安全工作范围时，系统预报警。超过非安全工作范围时，系统报警并自动进行安全保护控制，禁止起重机向危险方向动作。 伴随微电子技术、计算机技术、智能仪表技术及传感器技术的迅速发展，现今起重机用户己不满足于起重机仅仅拥有载荷、超载限制功能，他们希望获得更多关于起重机工作状态的准确信息，包括起升高度、风速、起升角度、工作幅度甚至钢丝绳状况、油温、振动情况等信息，基于上述原因，起重机超载限制器的功能不断得到延伸，信息集成度更高也更加人性化。 国外许多起重机制造商对起重机超载限制器的研究和应用较早，目前已达到较高水平。我国在这方面的工作起步较晚，技术水平不高，应用范围不广。但随着社会经济的发展和安全管理意识的提高，国内起重机的制造商和用户对起重机超载限制器产生了很大需求。国家技术监督局专门制定并发布了《起重机安全规程》（GB 6067-1985），《起重机械超载保护装置安全技术规范》（GB 12602-1990），《臂架型起重机起重力矩限制器通用技术条件》（GB 7950-1999）等国家标准，要求各类起重机械装备载荷、超载限制，并对超载限制器的功能、性能检验等进行了严格规定。国家劳动和社会保障部也规定16t以上的起重机必须装备起重机超载限制器。国内现有的起重机械除近年来进口的较先进的起重机，绝大多数都需要加装起重机超载限制器。一些己有超载限制器的起重机，由于过年限使用以及系统损坏等问题，也需要改装起重机超载限制器。由此可见，国内市场需求巨大。然而国外的起重机超载限制器价格昂贵，而且与国产起重机的配套困难。国内的研究人员在超载限制器的国产化道路上进行着工作，也取得了一定的成果，但在产品的稳定性以及可靠性上还有待提高。可以这样讲，国内起重机行业正在迫切呼唤符合国情、性能先进、功能完善、工作可靠的新型起重机超载限制器产品，以满足内需。 1.2起重机超载限制器国内外研究现状 起重机超载限制器主要是以起重力矩作为监测的核心，早期的产品一般也仅仅具有力矩限制的功能，通常称为起重超载限制器，而当前很多国内国际的产品具有更大容量的信息集成度，或称为起重机安全监测系统[3]，或沿用旧称依然称为起重机超载限制器。 国内对起重机超载限制器的研发工作始于上世纪80年代，从事开发的主要是各大起重机厂的设计院和大专院校等，发展至今已经形成了一定的规模，也取得了一定的成果。目前，国内比较有影响的有以下产品： 三峡大学电子厂生产的超载限制器采用模块化设计，动态显示起重机工作幅度、吊臂角度、额定起重量、实际起重量、负荷百分率并能显示各种工况曲线表，具有人机对话界面，缺点是需要外接220V交流电，体积不够小巧，可靠性较差。 湖北宜昌市鸿阳自动化控制有限公司的HY系列起重机超载限制器。特点是安装调试上，全部采用按键操作及液晶显示提示，不用调整任何电位器，但其面板设计粗糙。 深圳市测力佳控制技术有限公司HDC型超载限制器是自行研制的产品。特点是中文显示，便于操作和现场调试，具有用户参数密码保护及用户密码修改功能，防止误操作，具有三种报警声音，缺点是现场参数设置稍显复杂，显示的参数少，整机尺寸较大。 北京起重机器厂的BQL系列超载限制器，完全仿照日本石川岛建机株式会社的技术，能够显示臂杆长度、角度、工作半径、实重、限重、吊高等信息，并通过声、光报警，超负荷时自动停止危险动作。工作地区温差可达80oC。但技术上缺少创新，而且实践证明，质量不稳定，返修率较高。 根据用户的反映，国内产品的最主要问题是可靠性，在解决可靠性前提下还需提高整机性能及完善系统功能等。 放眼国际，起重机制造行业