一种基于智能监测的塔式起重机协同控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于智能监测的塔式起重机协同控制系统及方法。本发明专利技术通过在转运模拟系统中建立货物和塔机的3D模型，从而实现在软件中先模拟整个转运过程；并记录在转运过程中整个塔机系统的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数，将工作参数发送到塔机控制器后，一方面塔机控制器可以将工作参数作为目标参数对塔机的各个模块进行控制；另一方面也可以在运转完成子步骤后将工作参数与目标参数进行对比，从而在保证运转精度上提供双保险；设置图像采集装置，图像采集装置采集各个部件的运行轨迹，从而将实际运行轨迹与模拟运行轨迹相比较，保证了在实际工作过程中实时监测各个起升机构、变幅机构、回转机构的实际位置，保证工作准确性，提高安全性。提高安全性。提高安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能监测的塔式起重机协同控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及塔机控制领域，尤其涉及一种基于智能监测的塔式起重机协同控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济由高速增长转向高质量发展，建筑业逐渐进入存量时代，智能建造是新一代信息技术与传统建筑业的深度融合，能够加快推进建筑业数字化转型，打造建筑业全产业链贯通的智能建造产业体系。
[0003]申请号CN202111619139.0提供一种塔机四联动超大起重量的起升驱动系统，包括：四个卷扬机，各个所述卷扬机均通过控制器控制；每个所述卷扬机上均设有绝对值编码器，所述绝对值编码器用于记录卷扬机的转动数据；所述卷扬机包括卷筒和钢索，所述钢索上设有刻度标示；所述塔机四联动超大起重量的起升驱动系统还包括摄像头，所述摄像头用于采集所述钢索的影像。
[0004]申请号CN201811205306.5使用的协同定位方式，只需要开始有3个以上机器人已知其坐标，通过定位算法能够迅速计算出全部机器人的位置，并在运动过程中实时计算机器人位置。
[0005]上述的协同控制方式仅能够实时检测不能提前预知工作参数，无法实现在实际工作中的高精度控制。

技术实现思路

[0006]针对上述内容，为解决上述问题提供一种基于智能监测的塔式起重机协同控制系统，包括上位机、转运模拟系统、塔机控制器、起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器和图像采集模块；
[0007]上位机连接塔机控制器和转运模拟系统，转运模拟系统内保存有待安装货物的3D模型以及货物的起始位置和终点位置；转运模拟系统内还保存有协同运转的多个塔机的3D模型；
[0008]转运模拟系统在系统内控制塔机的3D模型协同携带货物从起始位置运动至终点位置；在模拟过程中实时检测各个塔机的3D模型的起升机构、变幅机构、回转机构的位置参数；
[0009]上位机将模拟转运过程中的起升机构、变幅机构、回转机构的位置参数发送给塔机控制器；塔机控制器控制起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器工作，以使得起升机构、变幅机构、回转机构工作，起升机构、变幅机构、回转机构内设置有各自工作参数的检测模块，起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器将起升机构、变幅机构、回转机构各自工作参数发送给塔机控制器；
[0010]在塔机控制器控制塔机工作过程中，塔机控制器不断将起升机构、变幅机构、回转机构各自工作参数与上位机发送的起升机构、变幅机构、回转机构各自工作参数进行比较，
当工作参数偏差超过阈值时，塔机控制器控制塔机停止工作；
[0011]图像采集模块对准塔机的起升机构、变幅机构、回转机构，并记录起升机构、变幅机构、回转机构工作过程中的实时位置，图像采集模块将起升机构、变幅机构、回转机构的运行轨迹发送上位机，上位机内存储有模拟过程中起升机构、变幅机构、回转机构的运行轨迹；
[0012]当图像采集模块采集的轨迹与上位机内存储的模拟轨迹不同时，上位机向塔机控制器发送错误警告信号。
[0013]转运模拟系统在模拟转运过程中实时获取各个塔机的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数；其中起升机构的工作参数为起升高度，变幅机构的工作参数为变幅距离，回转机构的工作参数为回转角度；
[0014]转运模拟系统将整个模拟转运过程分为50个以上的子步骤，每个子步骤分别记录一次起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数；在模拟转运完成后将起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数发送至上位机；
[0015]上位机将起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数发送至塔机控制器；
[0016]在真实塔机起升机构、变幅机构、回转机构中设置的传感器为：
[0017]起升机构内设置有起升高度传感器，具体为位置传感器，能够实时检测起升机构的起升高度；
[0018]变幅机构内设置有变幅距离传感器，具体为位置传感器，能够实时检测变幅机构的变幅距离；
[0019]回转机构内设置有回转角度传感器，具体为角度编码器，能够实时检测回转机构的回转角度；
[0020]塔机控制器获取50个以上的子步骤的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数后，控制起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器工作；使得起升机构、变幅机构、回转机构先运转至第一个子步骤的工作参数；之后运转至第二个子步骤的工作参数，以此类推，直到运行完整个转运过程。
[0021]转运模拟系统中的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数还包括各个子步骤的工作时间，即完成对应子步骤的时长；在模拟转运完成后将各个子步骤的工作时间发送至上位机；
[0022]上位机将各个子步骤的工作时间发送至塔机控制器；塔机控制器获取50个以上的子步骤的工作时间后，控制起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器工作；使得起升机构、变幅机构、回转机构严格按照工作时间完成每一个子步骤；
[0023]每完成一个子步骤，塔机控制器将起升机构、变幅机构、回转机构的实际工作参数与上位机发送的模拟工作参数进行比较，当工作参数偏差超过阈值时，塔机控制器控制塔机停止工作。
[0024]转运模拟系统在模拟转运过程中实时获取各个塔机的起升机构、变幅机构、回转机构的实际位置坐标；
[0025]转运模拟系统将整个模拟转运过程分为50个以上的子步骤，每个子步骤分别记录一次起升机构、变幅机构、回转机构的实际位置坐标；在模拟转运完成后将起升机构、变幅机构、回转机构的实际位置坐标发送至上位机；
[0026]其中实际位置坐标具体为起升机构、变幅机构、回转机构上标记点的空间坐标值；
[0027]在实际转运过程中，图像采集模块实时采集塔机工作过程中的起升机构、变幅机构、回转机构上标记点的空间坐标值，并将其发送至上位机；
[0028]在上位机中将每一个子步骤完成后的起升机构、变幅机构、回转机构上标记点的空间坐标值与模拟坐标值进行比较，当偏差超过阈值时，上位机向塔机控制器发送错误警告信号。
[0029]图像采集模块起升机构、变幅机构、回转机构上标记点的空间坐标值的获取方式为：
[0030]起升机构、变幅机构、回转机构上的标记点安装有定标标记，定标标记的尺寸是固定且已知的；图像采集模块自身位置固定，镜头位置固定，从而使得对于出现在图像采集模块采集图像中的任意像素处出现额定标标记，根据定标标记的尺寸能够计算出定标标记距离图像采集模块的距离，进一步结合定标标记所在的中心像素的位置能够计算出定标标记的三维空间坐标。
[0031]定标标记的形状为圆形。协同工作的塔机的数量为3台或3台以上。
[0032]本专利技术通过在转运模拟系统中建立货物和塔机的3D模型，从而实现在软件中先模拟整个转运过程；并记录在转运过程中整个塔机系统的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数，将工作参数发送到塔机控制器后，一方面塔机控制器可以将工作参数作为目标参数对塔机的各个模块进行控制；另一方面也可以在运转完成子步骤后将工作参数与目标参数进行对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能监测的塔式起重机协同控制系统，包括上位机、转运模拟系统、塔机控制器、起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器和图像采集模块；其特征在于：上位机连接塔机控制器和转运模拟系统，转运模拟系统内保存有待安装货物的3D模型以及货物的起始位置和终点位置；转运模拟系统内还保存有协同运转的多个塔机的3D模型；转运模拟系统在系统内控制塔机的3D模型协同携带货物从起始位置运动至终点位置；在模拟过程中实时检测各个塔机的3D模型的起升机构、变幅机构、回转机构的位置参数；上位机将模拟转运过程中的起升机构、变幅机构、回转机构的位置参数发送给塔机控制器；塔机控制器控制起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器工作，以使得起升机构、变幅机构、回转机构工作，起升机构、变幅机构、回转机构内设置有各自工作参数的检测模块，起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器将起升机构、变幅机构、回转机构各自工作参数发送给塔机控制器；在塔机控制器控制塔机工作过程中，塔机控制器不断将起升机构、变幅机构、回转机构各自工作参数与上位机发送的起升机构、变幅机构、回转机构各自工作参数进行比较，当工作参数偏差超过阈值时，塔机控制器控制塔机停止工作；图像采集模块对准塔机的起升机构、变幅机构、回转机构，并记录起升机构、变幅机构、回转机构工作过程中的实时位置，图像采集模块将起升机构、变幅机构、回转机构的运行轨迹发送上位机，上位机内存储有模拟过程中起升机构、变幅机构、回转机构的运行轨迹；当图像采集模块采集的轨迹与上位机内存储的模拟轨迹不同时，上位机向塔机控制器发送错误警告信号。2.根据权利要求1所述的基于智能监测的塔式起重机协同控制系统，其特征在于：转运模拟系统在模拟转运过程中实时获取各个塔机的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数；其中起升机构的工作参数为起升高度，变幅机构的工作参数为变幅距离，回转机构的工作参数为回转角度；转运模拟系统将整个模拟转运过程分为50个以上的子步骤，每个子步骤分别记录一次起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数；在模拟转运完成后将起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数发送至上位机；上位机将起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数发送至塔机控制器；在真实塔机起升机构、变幅机构、回转机构中设置的传感器为：起升机构内设置有起升高度传感器，具体为位置传感器，能够实时检测起升机构的起升高度；变幅机构内设置有变幅距离传感器，具体为位置传感器，能够实时检测变幅机构的变幅距离；回转机构内设置有回转角度传感器，具体为角度编码器，能够实时检测回转机构的回转角度；塔机控制器获取50个以上的子步骤的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数后，控制起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器工作；使得起升机构、变幅机构、回转机构先运转至第一个子步骤的工作参数；之后运转至第二个子步骤的工作参数，以此类推，直到运行完整个转运过程。
3.根据权利要求2所述的基于智能监测的塔式起重机协同控制系统，其特征在于：转运模拟系统中的起升机构、变幅机构、回转机构的工作参数还包括各个子步骤的工作时间，即完成对应子步骤的时长；在模拟转运完成后将各个子步骤的工作时间发送至上位机；上位机将各个子步骤的工作时间发送至塔机控制器；塔机控制器获取50个以上的子步骤的工作时间后，控制起升机构控制器、变幅机构控制器、回转机构控制器工作；使得起升机构、变幅机构、回转机构严格按照工作时间完成每一个子步骤；每完成一个子步骤，塔机控制器将起升机构、变幅机构、回转机构的实际工作参数与上位机发送的模拟工作参数进行比较，当工作参数偏差超过阈值时，塔机控制器控制塔机停止工作。4.根据权利要求1所述的基于智能监测的塔式起重机协同控制系统，其特征在于：转运模拟系统在模拟转运过程中实时获取各个塔机的起升机构、变幅机构、回转机构的实际位置坐标；转运模拟系统将整个模拟转运过程分为50个以上的子步骤，每个子步骤分别记录一次起升机构、变幅机构、回转机构的实际位置坐标；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德木，陈博，缪立军，
申请(专利权)人：杭州杰牌传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：