一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置，包括電手柄、PLC控制器、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組；所述電手柄、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組均與PLC控制器相連，所述比例電磁閥閥組與立柱上的油缸相連，所述PLC控制器與立柱上的傾角傳感器相連。本實(shí)用新型通過(guò)PLC控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控電手柄的工況，使得電手柄的短路和斷路保護(hù)得到加強(qiáng)，并能在顯示屏上給操作手提供故障原因。同時(shí)，在不增加任何費(fèi)用的情況下使操作手在操作電手柄時(shí)更加規(guī)范和安全。
【專利說(shuō)明】—種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型樁工設(shè)備的控制中，立柱的控制無(wú)疑是機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制的重點(diǎn)之一。而電手柄就是控制立柱運(yùn)動(dòng)的電子設(shè)備。
[0003]由于樁工設(shè)備的工作環(huán)境非常惡劣，雨水，灰塵，液壓油的污染，電氣線路的老化和機(jī)器的劇烈震動(dòng)，都會(huì)影響到電子設(shè)備的正常工作甚至使其發(fā)生故障。當(dāng)電手柄發(fā)生故障時(shí)，桅桿或立柱就不會(huì)按照操作手的意愿來(lái)工作，不管電手柄發(fā)生的是斷路還是短路的情況，都會(huì)使立柱動(dòng)作發(fā)生異常，從而使機(jī)器發(fā)生傾覆的危險(xiǎn)。
[0004]目前，所有樁工機(jī)械防止此類情況的措施都是采用被動(dòng)的立柱限位方式:
[0005]一是利用立柱傾角傳感器測(cè)量到的實(shí)時(shí)角度來(lái)進(jìn)行限位控制。傾角傳感器將實(shí)時(shí)角度傳送到控制器。當(dāng)電手柄出現(xiàn)問(wèn)題，桅桿或立柱的運(yùn)動(dòng)會(huì)一直往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定大的角度，控制器會(huì)根據(jù)此時(shí)的角度認(rèn)為立柱已經(jīng)到了極限角度而觸發(fā)限位功能。從而限制電手柄的動(dòng)作。
[0006]二是通過(guò)行程開(kāi)關(guān)的限位。原理跟以上的方法類似，當(dāng)桅桿或立柱偏移角度過(guò)大時(shí)，觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)送到PLC實(shí)現(xiàn)限位功能，從而限制電手柄的動(dòng)作。
[0007]以上兩種方法都是被動(dòng)的利用角度過(guò)大而限制電手柄的動(dòng)作。利用這樣的方式，即使限位了操作手也不知道是什么問(wèn)題引起，只能停機(jī)等待維修。更加嚴(yán)重的是，傾角傳感器和限位開(kāi)關(guān)都是暴露在外的電子設(shè)備，受環(huán)境和機(jī)器惡劣工作條件的影響很大，經(jīng)常出問(wèn)題，甚至很多機(jī)器是在沒(méi)有更換和檢查故障限位開(kāi)關(guān)的情況下工作的。所以，擁有在電手柄出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候去分析和判斷，得出結(jié)論提示操作手，并限制立柱的運(yùn)動(dòng)，在恢復(fù)正常時(shí)接觸限制等這些功能是非常必要的。同時(shí)配合以上所說(shuō)的兩種限位方法，可以完全保障桅桿或立柱的安全工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型提供的一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置，其目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)電手柄故障，從而避免發(fā)生意外事故。
[0009]一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置，包括電手柄、PLC控制器、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組；
[0010]電手柄的輸出端連接PLC控制器的輸入端，PLC控制器的輸出端連接比例電磁閥閥組的控制端，報(bào)警單元和顯示單元分別通信連接PLC控制器；所述PLC控制器與立柱上的傾角傳感器相連；
[0011]所述比例電磁閥閥組與立柱上的油缸相連，控制油缸伸縮，改變立柱傾斜角度。
[0012]有益效果[0013]本實(shí)用新型提供了 一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置，包括電手柄、PLC控制器、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組；所述電手柄、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組均與PLC控制器相連，所述比例電磁閥閥組與立柱上的油缸相連，所述PLC控制器與立柱上的傾角傳感器相連。本實(shí)用新型通過(guò)PLC控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控電手柄的工況，使得電手柄的短路和斷路保護(hù)得到加強(qiáng)，并能在顯示屏上給操作手提供故障原因。同時(shí)，在不增加任何費(fèi)用的情況下使操作手在操作電手柄時(shí)更加規(guī)范和安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本電手柄的工作原理示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的控制過(guò)程流程圖；
[0017]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1_電手柄，2-比例電磁閥閥組，3-PLC控制器，4-顯示器單元，5-報(bào)警單元。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置，包括電手柄、PLC控制器、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組；
[0020]電手柄的輸出端連接PLC控制器的輸入端，PLC控制器的輸出端連接比例電磁閥閥組的控制端，報(bào)警單元和顯示單元分別通信連接PLC控制器；所述PLC控制器與立柱上的傾角傳感器相連；
[0021]所述比例電磁閥閥組與立柱上的油缸相連，控制油缸伸縮，改變立柱傾斜角度。
[0022]所述比例電磁閥閥組采用M4閥閥組。
[0023]電手柄3的輸出三個(gè)信號(hào):X軸信號(hào)電壓，Y軸信號(hào)電壓和使能信號(hào)到PLCl,分別接到控制器的XM3.5，XM3.7，XM3.3端口上。PLCl經(jīng)過(guò)控制和計(jì)算后，用XMl.5，XMl.6，XMl.7，XMl.8四個(gè)PWM電流輸出控制比例電磁閥閥組中的四個(gè)電比例閥，這四個(gè)電比例閥分別對(duì)應(yīng)立桅油缸的前后左右動(dòng)作。同時(shí)PLCl將信號(hào)電壓，輸出電流，報(bào)警信號(hào)和故障指示等數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線發(fā)送給顯示器4，在顯示器4上顯示，以便操作人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
[0024]如圖2所示，電手柄的工作原理是:電手柄控制立柱的運(yùn)動(dòng)分為X軸方向和Y軸方向。
[0025]電手柄實(shí)際上由兩個(gè)互相垂直的滑動(dòng)變阻器組成，根據(jù)每個(gè)方向的滑動(dòng)電阻的位置，提供相應(yīng)的信號(hào)電壓給PLC，PLC利用對(duì)應(yīng)的輸入電壓來(lái)決定立柱的運(yùn)動(dòng)方向和速度。在中位時(shí)X軸和Y軸的信號(hào)電壓都是2.5V，PLC接收到X軸端和Y軸端的輸入模擬量信號(hào)都為16384，PLC認(rèn)為電手柄此時(shí)在中位，不輸出任何動(dòng)作。當(dāng)電手柄從中位往左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電手柄X軸輸出電壓從2.5V減小到0V,而PLC從電手柄接收的輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)從16384減少到零；同樣，當(dāng)電手柄從中位往右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓從2.5V增加到5V，PLC從電手柄接收的輸入信號(hào)從16384增加到32767。Y軸方向也同樣如此。PLC根據(jù)模擬量的大小來(lái)輸出PWM電流控制比例電磁閥的開(kāi)口，從而達(dá)到控制立柱運(yùn)動(dòng)的目的。[0026]而當(dāng)電手柄出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，如果發(fā)生的是短路故障，那么X軸和Y軸的信號(hào)電壓肯定會(huì)一直保持為最高5V,而控制器肯定一直會(huì)保持32767的輸入值。此時(shí)只要電手柄一使能，無(wú)論如何操作電手柄，立柱都會(huì)往右或者往前動(dòng)作。同樣如果發(fā)生斷路故障，電手柄輸入電壓肯定是最低0V，這樣無(wú)論怎樣操作電手柄，立柱都會(huì)往左或者往后。這種情況對(duì)于有立柱的機(jī)器來(lái)說(shuō)是非常危險(xiǎn)的。
[0027]本實(shí)用新型的工作控制過(guò)程如下，包括以下步驟:
[0028]步驟1:初始化PLC控制器，判斷電手柄的使能按鈕是否被觸發(fā)，如果使能按鈕沒(méi)有沒(méi)觸發(fā)，則轉(zhuǎn)入步驟3，否則，使能按鈕被觸發(fā)，則轉(zhuǎn)入步驟2 ；
[0029]步驟2:在使能按鈕被觸發(fā)的0.02秒內(nèi)，判斷電手柄的X軸或Y軸的輸出信號(hào)值S是否超出控制范圍，如果S>60%A或S〈40%A，則判定為超出控制范圍，其中，所述A為電手柄的X軸或Y軸的輸出信號(hào)的最大值；
[0030]若超出控制范圍，則進(jìn)入步驟5，否則，進(jìn)入步驟6 ;
[0031]步驟3:判斷電手柄的X軸或Y軸的輸出信號(hào)值S是否超出控制范圍，如果S>90%A或S〈10%A，則判定為超出控制范圍，其中，所述A為電手柄的X軸或Y軸的輸出信號(hào)的最大值；
[0032]若超出控制范圍，則進(jìn)入步驟4，否則，返回步驟I ;
[0033]步驟4:判斷電手柄的X軸或Y軸的輸出信號(hào)值S超出控制范圍是否持續(xù)一分鐘，若未達(dá)到一分鐘，則返回步驟3，否則，進(jìn)入步驟5 ;
[0034]步驟5:PLC控制器停止輸出信號(hào)至電磁閥閥組，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，觸發(fā)報(bào)警單元，將信號(hào)輸送至顯示器單元，并等待電手柄的輸出信號(hào)值為50%A時(shí)，返回步驟I ;
[0035]步驟6:PLC控制器按照電手柄的輸出信號(hào)等比例輸出比例電磁閥閥組的閥門控制信號(hào)。上述方法可以分解為兩個(gè)控制部分:
[0036]實(shí)時(shí)監(jiān)控部分為:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電手柄輸入信號(hào)，如果輸入信號(hào)大于29490，即電手柄信號(hào)電壓大于4.5V的時(shí)間連續(xù)超過(guò)一分鐘，判斷電手柄出現(xiàn)短路故障，此時(shí)做限位控制，不允許立柱工作，同時(shí)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，顯示屏上顯示“電手柄短路故障”，直到輸入信號(hào)值回到中位值16384，解除限制和報(bào)警。同樣，如果輸入信號(hào)小于3276，即電手柄信號(hào)電壓小于0.5V的時(shí)間連續(xù)超過(guò)一分鐘，判斷電手柄出現(xiàn)斷路故障，同樣做限位控制，不允許立柱工作，同時(shí)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，顯示屏上顯示“電手柄斷路故障”，直到輸入信號(hào)值回到中位值16384，解除限制和報(bào)警。這種設(shè)置不僅可以判斷電手柄的短路和斷路故障，而且可以解決操作手操作電手柄往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致立柱偏移量過(guò)大的問(wèn)題。
[0037]瞬時(shí)監(jiān)控部分為:在電手柄使能按鈕按下的一瞬間里判斷電手柄的電壓信號(hào)值。如果按下按鈕的0.02S內(nèi)，信號(hào)電壓就大于3V或者小于2V,即信號(hào)值大于19660或者小于13106，此時(shí)判斷電手柄有故障，做限位控制，不允許立柱工作，發(fā)送報(bào)警信號(hào)，顯示屏上顯示“電手柄故障”，直到輸入信號(hào)回到中位時(shí)恢復(fù)正常工作。此部分的原理是:在電手柄按下使能按鈕的瞬間發(fā)生不了太大的位移，如果此時(shí)信號(hào)電壓不正常，只能說(shuō)明電手柄中位時(shí)的電壓出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致立柱誤動(dòng)作。這種設(shè)置不僅可以判斷電手柄的中位故障，還能夠解決操作手先動(dòng)電手柄再按使能按鈕操作電手柄這樣的違規(guī)操作。
[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制立柱的電手柄的自動(dòng)檢測(cè)及控制裝置，其特征在于，包括電手柄、PLC控制器、報(bào)警單元、顯示器單元及比例電磁閥閥組； 電手柄的輸出端連接PLC控制器的輸入端，PLC控制器的輸出端連接比例電磁閥閥組的控制端，報(bào)警單元和顯示單元分別通信連接PLC控制器；所述PLC控制器與立柱上的傾角傳感器相連； 所述比例電磁閥閥組與立柱上的油缸相連，控制油缸伸縮，改變立柱傾斜角度。
【文檔編號(hào)】E02D13/06GK203639917SQ201320703537
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】何清華, 朱建新, 張峰, 姚維, 陳林軍 申請(qǐng)人:山河智能裝備股份有限公司