專利名稱：基于plc的吊機旋轉限位設定系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及船舶吊機的旋轉限位系統，具體講是涉及基于PLC的吊機旋轉限位設定系統。
現有技術因為船上空間局限，各種使用裝備以及船體結構布置非常緊湊。出于安全因素的考慮，各船級社對船舶吊機受制于安裝部位以及附近固定或非固定障礙的情況下，必須增加強制性的自動限位功能，功能分為完全限制和區域限制兩種。完全限制就是吊機在任何工作條件下，都不允許進入該旋轉區域的限制；區域限制為僅當吊機臂架仰角高于某一角度時，才能旋轉進入區域的限制，且進入該區域后，臂架仰角不能低于條件高度。現有的限位實現方式為根據船體布置圖，預先對應在有障礙的限位區焊接限位擋板，并選用液壓或 電氣限位開關感應區域邊界，實現限位停止功能。現有的限位方式存在著的不足
O非標準化因為各船設備和船體結構布置不盡相同，所以必須有針對性的對限位擋板進行角度，高度，選位焊接，增加設計工作量。2)多區域限位設計困難在進行多個區域限制時，必須判定吊機是在限位區域內還是區域外；必須判定吊機進入限位區域的方向(從左還是從右進入)；必須判定所進入區域號，因為不同的限位區域對應不同的仰角高度。3)現場修改缺乏靈活性首先，在設計時，設計員必須準確的設計出限位擋板尺寸和限位開關位置。其次，在船廠安裝時必須嚴格按照圖紙所標方向/角度安裝，否則將與實際要求不符。而由于吊機基座大部分為圓柱形，船廠安裝時忽略了限位問題，導致基座雖然焊接上了，但限位擋板卻偏離了設計方向。最后，由于船體修改或是船東/船級社的原因，需要增加或修改限制區域的范圍或數量。
發明內容
鑒于現有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其控制簡單、靈活、可靠和準確。為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是一種基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其主要包括增量脈沖編碼器、接近開關、PLC系統和人機界面，增量脈沖編碼器安裝在吊機的旋轉馬達的齒輪圈底部，通過一個柔性片連接，接近開關安裝在主臂架軸上，其特征在于其工作過程為
第一步通過人機界面的觸摸板設定限位區域角度；
第二步打開接近開關，根據兩個區域吊裝半徑計算出對應的角度位置，初步調整好觸發角度；
第三步計算脈沖檢測A，B脈沖的每一個上升沿和下降沿，并通過出A，B脈沖的先后順序，判斷吊機的旋轉方向；當吊機從左向右轉時，對檢測到的脈沖做加法計算，反之，做減法運算；
第四步設定一個原點，此時對應的脈沖數為O，當吊機從設定原點轉動一圈后，回到原點位置；其脈沖數將復位為O ;脈沖最大計數為大小齒圈齒數比乘以一百，當脈沖數達到最大計數時，自動復位；
第五步區域設定通過觸摸屏，將需要設定區域兩端對應的脈沖數傳送給PLC，并保存在PLC里；最多可設置三個限位區域；可隨意設置，但各設定區域之間不得有交集；
第六步狀態判斷首先通過脈沖數的變化可以判斷出吊機旋轉方向。通過比較脈沖數可以知道吊機是否在限位區域內或外；
第七步邏輯輸出當從左向右靠近限位區域時，吊機不能繼續右轉，PLC輸出信號，打
開液壓系統的電磁閥泄流，動作截止，通過條件為臂架抬高到條件高度，此時電磁閥關閉，動作正常；當從右向左靠近，同理。所述增量脈沖編碼器的供電電源為4. 5-30V DC，脈沖為25ppr，A, B兩列矩形脈沖，相位差為90度。所述接近開關為常開觸點輸出，探測距離10mm。本發明具有的有益效果是其增設了 PLC系統，只需要在限制區域的左右兩端，輕觸人機截面的設定模塊，便可完成；整個設定時間不超過5分鐘，且可以多次隨意修改，無須焊接，制作新的其它部件；避免了因為各船設備和船體結構布置不盡相同，所以必須有針對性的對限位擋板進行角度、高度、選位焊接，增加設計工作量和在進行多個區域限制時，必須判定吊機是在限位區域內還是區域外；必須判定吊機進入限位區域的方向(從左還是從右進入)；必須判定所進入區域號，因為不同的限位區域對應不同的仰角高度的問題。
圖I是T3000系列伙食吊的整體布局 圖2是甲板平面 圖3是實施例I的主菜單；
圖4是實施例I參數設定選取菜單；
圖5是實施例I旋轉區域設定菜單。
具體實施例方式一種基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其主要包括增量脈沖編碼器、接近開關、PLC系統和人機界面，增量脈沖編碼器安裝在吊機的旋轉馬達的齒輪圈底部，通過一個柔性片連接，接近開關安裝在主臂架軸上，其特征在于其工作過程為
第一步通過人機界面的觸摸板設定限位區域角度；
第二步打開接近開關，根據兩個區域吊裝半徑計算出對應的角度位置，初步調整好觸發角度；
第三步計算脈沖檢測A，B脈沖的每一個上升沿和下降沿，并通過出A，B脈沖的先后順序，判斷吊機的旋轉方向；當吊機從左向右轉時，對檢測到的脈沖做加法計算，反之，做減法運算；
第四步設定一個原點，此時對應的脈沖數為0，當吊機從設定原點轉動一圈后，回到原點位置；其脈沖數將復位為O ;脈沖最大計數為大小齒圈齒數比乘以一百，當脈沖數達到最大計數時，自動復位；
第五步區域設定通過觸摸屏，將需要設定區域兩端對應的脈沖數傳送給PLC，并保存在PLC里；最多可設置三個限位區域；可隨意設置，但各設定區域之間不得有交集；
第六步狀態判斷首先通過脈沖數的變化可以判斷出吊機旋轉方向。通過比較脈沖數可以知道吊機是否在限位區域內或外；
第七步邏輯輸出當從左向右靠近限位區域時，吊機不能繼續右轉，PLC輸出信號，打開液壓系統的電磁閥泄流，動作截止，通過條件為臂架抬高到條件高度，此時電磁閥關閉，動作正常；當從右向左靠近，同理。實施例I
下面以大連造船重工建造的T3000系列伙食吊為例子，做一說明。首先，確安裝各部件，并連接電纜；系統上電，進入人機界面主菜單；SLEW后面為實際脈沖計數。Sector后面的箭頭出現時，表示對應的動作允許，如箭頭位為黑色方塊，表明動作被截止。1，2，3數字對應設定的三個限位區域，如果該區域被激活，將顯示這三個數字，如果未被激活，將顯示數字O。操作者按PARAMETERS菜單，進入參數設定菜單，并選擇slew后，輸入相應密碼后，將進入需要的設置頁面；將吊機臂架抬起到足夠高度，該高度大于所有需要設定區域高度中的最大高度。在需要設定限位區域外任意選一點，做為零點(原點)，按住倒數第二排slewcounts前面的reset三秒種,slew counts后面的脈沖數自動變為零。然后，將吊機旋轉到對應的邊界位置。舉一個例子，我們要設定區域I的左邊界，那就把吊機轉到這個位置，然后按住slew sector I的left后的set鍵三秒中，這時set前面的脈沖數自動變為對應的實際脈沖數。同理，我們可以設置其區域的左右邊界。當我們要取消一個區域時，我們可按住區域設置后的reset鍵三秒。這樣，我們就會在主菜單上看到對應的區域數字為0，而不是I或2或3 ;當設置完所有參數后，按BACK返回主菜單。
權利要求
1.一種基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其主要包括增量脈沖編碼器、接近開關、PLC系統和人機界面，增量脈沖編碼器安裝在吊機的旋轉馬達的齒輪圈底部，通過ー個柔性片連接，接近開關安裝在主臂架軸上，其特征在于其工作過程為 第一歩通過人機界面的觸摸板設定限位區域角度； 第二步打開接近開關，根據兩個區域吊裝半徑計算出對應的角度位置，初步調整好觸發角度； 第三步計算脈沖檢測A，B脈沖的每ー個上升沿和下降沿，并通過出A，B脈沖的先后順序，判斷吊機的旋轉方向；當吊機從左向右轉時，對檢測到的脈沖做加法計算，反之，做減法運算； 第四步設定ー個原點，此時對應的脈沖數為O，當吊機從設定原點轉動ー圈后，回到原點位置；其脈沖數將復位為O ;脈沖最大計數為大小齒圈齒數比乘以ー百，當脈沖數達到 最大計數時，自動復位； 第五步區域設定通過觸摸屏，將需要設定區域兩端對應的脈沖數傳送給PLC，并保存在PLC里；最多可設置三個限位區域；可隨意設置，但各設定區域之間不得有交集； 第六步狀態判斷首先通過脈沖數的變化可以判斷出吊機旋轉方向。通過比較脈沖數可以知道吊機是否在限位區域內或外； 第七步邏輯輸出當從左向右靠近限位區域吋，吊機不能繼續右轉，PLC輸出信號，打開液壓系統的電磁閥泄流，動作截止，通過條件為臂架抬高到條件高度，此時電磁閥關閉，動作正常；當從右向左靠近，同理。
2.根據權利要求I所述的基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其特征在于所述增量脈沖編碼器的供電電源為4. 5-30V DC,脈沖為25ppr, A, B兩列矩形脈沖,相位差為90度。
3.根據權利要求I所述的基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其特征在于所述接近開關為常開觸點輸出，探測距離10mm。
全文摘要
本發明涉及船舶吊機的旋轉限位系統，具體講是涉及基于PLC的吊機旋轉限位設定系統，其增設了PLC系統，只需要在限制區域的左右兩端，輕觸人機截面的設定模塊，便可完成；整個設定時間不超過5分鐘，且可以多次隨意修改，無須焊接，制作新的其它部件；避免了因為各船設備和船體結構布置不盡相同，所以必須有針對性的對限位擋板進行角度、高度、選位焊接，增加設計工作量和在進行多個區域限制時，必須判定吊機是在限位區域內還是區域外；必須判定吊機進入限位區域的方向(從左還是從右進入)；必須判定所進入區域號，因為不同的限位區域對應不同的仰角高度的問題。
文檔編號B66C23/94GK102849634SQ201210343350
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者徐宏, 陳曉萍, 王慶輝 申請人:德瑞斯博海機械設備(大連)有限公司