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一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置，包括底座，所述底座上设置有墙架，所述墙架上设置有卷筒，所述卷筒前侧设置有排绳装置，其特征在于，所述卷筒的法兰上设置有距所述法兰中心一段距离且均匀分布的磁铁，所述墙架上设置有与所述磁铁配合的霍尔传感器，所述霍尔传感器连接有PLC，所述PLC连接有触摸屏，所述PLC用于计算收放绳总长度。本发明能够减少钢丝绳收放绳长度的测量误差，在钢丝绳测量长度时不会造成额外的磨损，并且测量起来方便，安装空间小。
【专利说明】一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及多功能绞车【技术领域】，特别是船用多功能绞车，具体是一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置。

【背景技术】
[0002]目前，多功能绞车设备本身都无绳长计数装置。船舶甲板(或船体)上安装的绳长测量装置，几乎都是单独在船上安装滑轮，并在滑轮上安装旋转编码器或霍尔传感器，靠钢丝绳摩擦滑轮，通过滑轮转动带动编码器转动提供脉冲信号；或者是霍尔传感器通过采集滑轮转动的脉冲信号。采集的脉冲信号通过PLC或者绳长测量仪表来计算得出钢丝绳的长度。
[0003]船舶上，类似带有排绳装置的绞纲机，几乎都是采用在甲板(或船体)上安装滑轮，在滑轮上安装旋转编码器或霍尔传感器的这种绳长测量装置来达到测量(计量)绳长的目的。
[0004]船舶甲板(或船体)上安装滑轮的绳长测量装置存在以下问题:
[0005]1、安装尺寸受限制。特别是绞车或绞纲机的拉力越大，滑轮的尺寸就越大，安装的空间要求就越大，安装难度越大。
[0006]2、在海上特别恶劣的工况中工作，滑轮的轴部容易生锈或润滑不良，造成在收绳(或放绳)过程中滑轮打滑，从而导致在钢丝绳的实际长度与测量的绳长数据不符。
[0007]3、如果将滑轮安装在绞车的排绳装置上，那么排绳装置会很大对排绳装置支撑架的强度要求提高，且排绳装置移动时对工作空间变得很大。如果将滑轮安装在绞车的前端，那么在排绳装置移动排绳的过程中，钢丝绳与滑轮的角度时刻变化，钢丝绳与滑轮产生摩擦很大，钢丝绳和滑轮磨损加快。


【发明内容】

[0008]本发明针对现有技术不足，提供一种体积小，并且测量准确的多功能绞车卷筒绳长测量装置及其测量方法。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决:
[0010]一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置，包括底座，所述底座上设置有墙架，所述墙架上设置有卷筒，所述卷筒前侧设置有排绳装置，其特征在于，所述卷筒的法兰上设置有距所述法兰中心一段距离且均匀分布的磁铁，所述墙架上设置有与所述磁铁配合的霍尔传感器，所述霍尔传感器连接有PLC，所述PLC连接有触摸屏，所述PLC用于计算收放绳总长度，计算方法为:设钢丝绳完全缠绕在滚筒上时层数为k ；
[0011]设滚筒上每层缠绕的钢丝绳为a圈；
[0012]设钢丝绳相邻两层外径相差为d ;
[0013]设DlO?Dk+9数据寄存器依次为第k层至第一层的每层的绳长；
[0014]设DO数据寄存器为钢丝绳收放绳总长度；
[0015]设N为钢丝绳在卷筒上的层数，数据范围为:N = I?k，N分别对应钢丝绳的第k
层至第一层；
[0016]设NI为钢丝绳在卷筒上的层数，数据范围为:N1 = k?1，NI分别对应钢丝绳的第k层至第一层；
[0017]设Dl为第k层PLC采集的脉冲信号；
[0018]设D2为第k-Ι层至第一层的脉冲信号；
[0019]设第k层的外径半径为r ；
[0020]设第k-Ι层至第一层中钢丝绳到达层PLC采集脉冲数为D21 ；
[0021]则每一层钢丝绳周长计算公式为D = 2X π X (r-dX (N-1))；
[0022]第k-Ι层至第一层中钢丝绳到达层PLC采集脉冲数为D21 =D2-(a (k-l)-aX (N-1))
[0023]第k 层的钢丝绳总长 DlO = 2X 31 X (r_dX (N-1)) XDl
[0024]钢丝绳收放绳总长度DO = 2X 31 X (r_dX (N-1)) XD21X (k_Nl)+D10。
[0025]上述技术方案中，优选的，所述磁铁与所述霍尔传感器最近距离为4?6cm。。
[0026]本发明与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0027]本发明有益效果:能够减少钢丝绳收放绳长度的测量误差，在钢丝绳测量长度时不会造成额外的磨损，并且测量起来方便，安装空间小。

【专利附图】

【附图说明】
[0028]图1为本发明实施例的俯视结构示意图。
[0029]图2为本发明实施例的电气连接示意图。
图3为本发明的PLC计算流程图一。
图4为本发明的PLC计算流程图二。

【具体实施方式】
[0030]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:参见图1至图2，一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置，包括底座1，所述底座I上设置有墙架2，所述墙架2上设置有卷筒3，所述卷筒3前侧设置有排绳装置4，所述卷筒3的法兰31上设置有距所述法兰31中心一段距离且均匀分布的磁铁5，所述墙架2上设置有与所述磁铁5配合的霍尔传感器6，所述霍尔传感器6连接有PLC8，所述PLC8连接有触摸屏7，所述PLC8用于计算收放绳总长度。
[0031]本实施例中，磁铁安装在以法兰为圆心同一半径上，以均匀分布选择安装一个或多个，磁铁安装的越多钢丝绳测量的精确度越高，但由于法兰在焊接时变形，安装多个磁铁无法保证每个磁铁经过霍尔传感器都发出脉冲，因此无法多个的去安装磁铁，只能安装一个磁铁。
[0032]PLC选择经济可靠的三菱FX2N系列PLC，触摸屏选用三菱经济小巧型GT1030-LBD-C 触摸屏。
[0033]PLC的双相高速计数器指令判别收绳或放绳方向，同时解决绞车卷筒突然改变运行方向，计数装置能够改变加减绳长数据的计数要求。
[0034]PLC通过采集脉冲信号及对采集的脉冲信号进行程序数据处理计算，并将计算结果显示在触摸屏上。使用触摸屏显示绳长数据、钢丝绳在哪一层的状态；卷筒上钢丝绳排放的圈数是一定的，卷筒转动一周即钢丝缠绕(收绳)一圈或放绳一圈，PLC采集到脉冲信号一次；本实施例中，钢丝绳直径16mm，长度为350m的钢丝绳，缠满卷筒共九层(即k = 9)，卷筒上每层缠绕30圈，而且第九层钢丝绳未缠满。收放绳时钢丝绳的层数判断:
[0035]第九层通过在触摸屏上预设置钢丝绳在卷筒上的圈数，当PLC采集到的脉冲信号大于第九层预设数值时，PLC判断钢丝绳卷至第八层(如第9层设置钢丝绳缠绕10圈，则PLC采集的脉冲信号大于10时)。PLC采集到第九层放完的脉冲信号寄存于Dl等待处理。
[0036]第八层至第一层，每层钢丝绳缠绕的圈数是恒定的30圈(即a = 30)。将PLC采集的脉冲信号寄存于D2，当D2的计数大于30时，则PLC判断钢丝绳卷至第七层，当D2的计数小于O时，则PLC判断钢丝绳卷至第九层，即O < D2彡30时钢丝绳在卷筒的第八层缠绕；当D2的计数大于60时，则PLC判断钢丝绳卷至第六层，30 < D2彡60时钢丝绳在卷筒的第七层缠绕；同理60 < D2 < 90时钢丝绳在卷筒的第六层缠绕，90 < D2 ^ 120时钢丝绳在卷筒的第五层缠绕，120 < D2 ^ 150时钢丝绳在卷筒的第四层缠绕，150 < D2 ^ 180时钢丝绳在卷筒的第三层缠绕，180 < D2S 210时钢丝绳在卷筒的第二层缠绕，210 < D2 ^ 240时钢丝绳在卷筒的第一层缠绕。
[0037]钢丝绳长计算:
[0038]由于钢丝绳在卷筒上每一层缠绕的周长不同，导致钢丝绳收放绳在每一层的计算方式不同，同时钢丝绳相邻两层的外径相差为14mm(即d = 14)；
[0039]设DlO?D18数据寄存器依次为第九层至第一层的每层的绳长；
[0040]设D20数据寄存器为钢丝总绳长；
[0041]设N为钢丝绳在卷筒上的层数，数据范围为:N = I?9(分别对应钢丝绳的第九层至第一层)；
[0042]设NI为钢丝绳在卷筒上的层数，数据范围为:N1 = 9?1(分别对应钢丝绳的第九层至第一层)；
[0043]设Dl为第九层PLC采集的脉冲信号；
[0044]设D2为第八层至第一层的脉冲信号；
[0045]设第九层的外径半径为r ；
[0046]设第八层至第一层每层PLC采集脉冲数为D21 ；
[0047]钢丝周长绳计算公式为D = 2 π r ;
[0048]则每一层钢丝绳周长计算公式为D = 2X π X (r_14X (N-1))；
[0049]第八层至第一层中钢丝绳到达层PLC采集脉冲数为D21 = D2-(240-30X (N-1))；(注:上述公式为“3.收放绳时钢丝绳的层数判断”推导而出)
[0050]钢丝绳总长的计算公式为:
[0051]DlO = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XDl (钢丝绳在第九层时的收放绳总长)
[0052]Dll = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D10 (钢丝绳在第八层时的收放绳总长)
[0053]D12 = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D11 (钢丝绳在第七层时的收放绳总长)
[0054]D13 = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D12 (钢丝绳在第六层时的收放绳总长)
[0055]D14 = 2X 31 X (r_14X (N-1)) XD21+D13 (钢丝绳在第五层时的收放绳总长)
[0056]……由此推导出上述绳长计算公式:
[0057]DO = 2X 31 X (r-14X (N-1)) XD21X (9_N1)+D10。
【权利要求】
1.一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置，包括底座(I)，所述底座(I)上设置有墙架(2)，所述墙架(2)上设置有卷筒(3)，所述卷筒(3)前侧设置有排绳装置(4)，其特征在于，所述卷筒(3)的法兰(31)上设置有距所述法兰(31)中心一段距离且均匀分布的磁铁(5)，所述墙架(2)上设置有与所述磁铁(5)配合的霍尔传感器(6)，所述霍尔传感器(6)连接有PLC (8)，所述PLC (8)连接有触摸屏(7)，所述PLC (8)用于计算收放绳总长度，计算方法为:设钢丝绳完全缠绕在滚筒上时层数为k ;设滚筒上每层缠绕的钢丝绳为a圈；设钢丝绳相邻两层外径相差为d ;设Dl(TDk+9数据寄存器依次为第k层至第一层的每层的绳长；设DO数据寄存器为钢丝绳收放绳总长度；设N为钢丝绳在卷筒上的层数，数据范围为:N=ll，N分别对应钢丝绳的第k层至第一层；设附为钢丝绳在卷筒上的层数，数据范围为:Ν1=1Γ1，Ν1分别对应钢丝绳的第k层至第一层；设Dl为第k层PLC采集的脉冲信号；设D2为第k-Ι层至第一层的脉冲信号；设第k层的外径半径为r ;设第k-Ι层至第一层中钢丝绳到达层PLC采集脉冲数为D21 ;则每一层钢丝绳周长计算公式为D=2X π X(r-dX (N-1));第k_l层至第一层中钢丝绳到达层PLC采集脉冲数为D21=D2-(a(k-l)-aX (N-1));第1^层的钢丝绳总长 D10=2X 31 X (r-dX (N-1) )XDl ;钢丝绳收放绳总长度 D0=2X π X (r-dX (N-1) )XD21X (k-Nl)+D10。
2.如权利要求1所述的一种液压多功能绞车卷筒绳长测量装置，其特征在于:所述磁铁与所述霍尔传感器最近距离为4飞_。
【文档编号】G01B21/02GK104291227SQ201410441928
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】贺波, 虞锋彬, 张国锐 申请人:捷胜海洋装备股份有限公司