样本 起重机力矩限制器

微电脑力矩限制器
（KCL—Ⅲ）
目录
一、装置概述 (2)
二、装置特点及技术参数
1、装置特点 (2)
2、主要技术参数 (3)
三、装置系统构成 (3)
四、装置原理 (4)
五、装置使用说明
1、主机监视界面简述 (6)
2、主机操作调试 (6)
3、控制盒说明 (8)
六、现场安装调试
1、取力装置简述 (8)
2、力传感器的安装 (10)
3、角度仪的安装 (10)
4、传感器和控制线与主机的连接 (11)
七、装置的维护与故障处理
1、使用注意事项 (12)
2、常见故障分析、处理 (12)
3、用户须知 (12)
八、订货须知、技术支持及维修服务
1、定货须知 (13)
2、维修服务 (13)
一、装置概述
起重机力矩限制器是应用于臂架型起重机械的安全保护装置。

国家技术监督局正式颁布的《GB7950-87臂架型起重机力矩限制器通用技术条件》、《起重机械超载保护装置安全技术规范GB12602-90》中，对起重机力矩限制器的装设与技术性能提出了明确的要求。

我公司在几年来生产、设计电力系统保护、自动化装置及仪器仪表经验的基础上，根据上述标准和装设要求，并吸收了市场上现有力矩限制器众多的优点，研制开发出KCL系列力矩限制器。

与市面上其它产品相比，该系列装置具有性能好、可靠性高、装置轻巧方便等特点。

特别是在安装调试上，全部采用按键操作液晶显示提示，不用调整任何电位器，使调试变得简单直观，界面友好。

产品已在多家电力建设公司应用，反映情况良好。

KCL系列力矩限制器主要有：
KCL－Ⅰ型──液晶、数码显示系列载荷限制器
KCL－Ⅱ型──双液晶、数码显示系列力矩限制器
KCL－Ⅲ型──多功能液晶点阵显示系列力矩限制器
以上系列均为微电脑控制,采用模块化结构，在准确性、安全可靠性、可操作性、调试方法和标准化等方面均有重大改进。

特别是KCL-Ⅲ型力矩限制器采用大屏幕全中文参数显示，在参数设置及显示上非常简明。

二、装置特点及技术规范
（一）、装置特点
采样通道可在4—32路以上灵活选择，可灵活接各类传感器，控制反应速度可在毫秒级调节，可实施更全面的监控；
由于采用了数字和大规模集成电路，减少了故障，增加了抗干扰能力，从而提高了可靠性；
系统故障自动检测，结果显示；
低功耗，数字电路全部采用CMOS芯片；
输入防抖动延时功能；外部锁定显示功能；
掉电保持功能,存贮的数据可保持10年；
对传感器的“温度漂移”和“零点漂移”可自动调节补偿；
硬件设有WATCHDOG电路，软件上也有很强的抗干扰功能，因此本仪器可安全地工作在各种恶劣环境下；
所有设置参数一屏显示，菜单表格清楚明了，非常利于调试及校正；
当起重机超过额定起重量或超幅度上、下限时，能自动报警并切断起重机向
危险方向运动的回路，但允许其向安全方向动作；
安装调试全部按键操作，给用户更改起重机工况后调整带来极大方便。

通用性好，在不改变主机的情况下，只要将软件加以修改，就能够满足各种类型起重机机械的要求，便于批量生产；
机内存储了多组额定载荷曲线，满足了各种工况无级报警要求；
（二）、装置技术规范
1：工作环境温度：－20℃～60℃
2：工作环境湿度： 95%(25℃)
3：工作电压：交流220V ±15%
直流24V ±20%
4：工作方式：连续
5：振动：加速度≤5g(g为重力加速度)
6：系统综合误差：小于±5%
7：整机功耗：小于10W
8：报警音量：大于60db
三、装置系统构成
KCL系列微电脑起重机力矩限制器采用模块化结构，整个装置由重量传感器、角度传感器(高度传感器用户要求)、信号调理模块、模拟/数字转换模块、全EL中文图型显示模块、专用按键、电源模块等部分组成。

现对装置各构成部件简述如下：
1、传感器用工业A级精度传感器
KCL系列微电脑力矩限制器采用BH型板环拉式传感器(重量)、LF型压式传器(重量)。

是专门为工业用途而设计的，采用全密封结构，内充氮气。

应变片选用环氧酚醛箔式电阻应变计，使用温度范围为－20 ～＋60 ℃，具有精度高，长期稳定性好的特点。

角度仪选用WD－35电位器，外壳采用铸铝结构，内充硅油，具有体积小、重量轻、抗震性能好等特点。

角度仪电阻误差 5%，全程线性误差为0.03 %，使用温度范围－30℃～＋70℃.
2、主机板
采用“All in one”主板，所谓“All in one”指将系统全部硬件电路(CPU、A/D转换、EPROM、EEPROM、串行口及其它外设控制部件)都集成到一块板上，具有极高的可靠性和抗干扰能力，并能保证在工业环境温度－20℃～＋60℃，湿度90%范围内均能正常工作。

3、显示采用点阵汉字(图型)显示
KCL系列微电脑起重机力矩限制器采用640X480 EL屏显示。

分辨率高，能一
次显示所有用户关心的数据及动态仿真显示起重机工作全过程，具有良好的人机对话界面，通过汉字提示，操作人员不必阅读使用说明即可对起重机进行调整(所用调整只需操作专用按键、无需动电路部分)。

显示器选用EL显示屏，该显示器采用美国军用标准，工作温度及工作电压宽，特别适用于北方低温潮湿的工作环境。

可一次将上述所有参数显示在一块屏幕上，也可根据需要只显示特定的参数，还可数字显示与图形显示相互切换。

所有参数显示在一块屏幕上，直观清晰，大大节省了操作室的空间。

避免了让载荷限制器、高度仪、抓梁信号装置同时摆放在操作室的零乱和让操作人员无所适从的尴尬。

4、专用操作键盘
此按键专为KCL-IV微电脑起重机力矩限制器而设计，各按键标志清晰、明确，操作对应于用户界面上说明即可。

5、电源
KCL-Ⅲ微电脑起重机力矩限制器适用于以下两种电源
交流 220V ±15% 直流 24V ±20%
6、自监测及报警、控制模块
HL-Ⅲ微电脑起重机力矩限制器配备有自监测及报警、控制模块，可对当前高度实际起重量及主机各模块工作状况进行监测，并提供主机故障、传感器故障、起重机超载、高度超限四种报警，同时提供起重机超载自动断电及十几种状态中文提示。

四、装置原理
我们知道起重机在工作时，当主臂为定值时，设副臂与水平线夹脚为a，当夹角a也是定值时，起重机的额定起重量相对应于副臂长度L的变化而变化，此时就对应有一条载荷曲线。

当夹角a也变化时，相对应就有一组载荷曲线；而当主臂变化时就会对应为载荷曲线面。

因此在对相关的信号采集处理后，中央处理器就对应查找载荷曲线，确定此状态下额定起重量，与此时实际起重量进行对比并作出控制，当然也可对角度检测判断是否超限（如超９０或０等）并作出控制。

采集信号电源信号
（图一）KCL-Ⅲ型微电脑力矩限制器硬件框图
力限器在工作过程中，首先把起重机的各种工作参数（角度、重量、高度）通过相应的传感器检测出来，经过模拟放大调整后将信号送至主机板，然后通过A/D转换成数字量后送入核心主机，微处理器再根据人为设定和一些状态信号，对数据进行加工运算处理后，一方面把处理结果送去显示，另一方面把处理结果与起重机本身的载荷特征曲线进行比较，（这部分曲线被固化在EPROM中）并作出起重机是否处于安全工作区的判断，然后由微处理器发出相应的控制命令，以达到保护起重机安全运行的目的。

如上不断循环，周而复始。

角度传感器为精密线性电阻，其输出信号通过放大和调零电路变成标准的模/数转换电压0--＋5V，对它的调整主要是调零和调放大。

重量信号是用称重传感器进行检测的，我们使用的称重传感器是电阻应变式传感器，其内部应变片的变化值通过放大和A/D转换送给CPU。

而传感器有压式传感器和拉式传感器，需根据不同的起重机型号和设计取力方式而取不同的传感
称重传感器的信号很弱，一般只有0—10MV输出，需经过500倍左右放大，才能进行模/数转换。

五、装置使用说明
本节的说明是针对用户吊车实际情况的HL-Ⅲ型力矩限制器所编写的，其它型号的力矩限制器请参阅随机资料。

KCL-Ⅲ型力矩限制器主要由两部分组成，即主机部分和传感器部分，它们之间通过屏蔽电缆连接。

KCL—Ⅲ型力矩限制器中的核心为S104/586DX型主板，其集All-in-one CPU card、VGA/TFTLCD interface and ROM/Flash/SRAM disk 为一体。

（一）、主机监视界面简述
显示所有的指示均有相应的文字说明，一目了然。

同时为方便用户观察，在已经将所有参数和指示值显示后，还将最关心的实际重量和实际幅度进行放大单独显示。

在显示幅度实际值数值同时，还用模拟画面进行监视，其中两边的界限分别代表在当前的工况下的最大和最小幅度，而阴影部分显示为实际副度的位置，这样用户可以通过观察模拟位置来知道吊车运行状态。

（二）、控制盒说明
各信号的采集通过相应的航空插头接入控制盒里（重量信号为5芯，角度信号为3芯，高度为4芯），由25芯总电缆接入主机中，报警控制如下：１.报警范围:
①满载：当实际起重量为90％Te-105％Te时满载，并伴有长时间短促间断响。

②超载：当实际起重量为＞105％Te时超载，伴有连续蜂响并发出控制信号。

③上限：当起重机工作于上限区域时，伴有连续蜂响并发出控制信号。

④下限：当起重机工作于下限区域时，伴有连续蜂响并发出控制信号。

２.控制:
①为保证起重机安全,在超载后,本机系统将发出控制信号, 允许起重机向安全方向运行,禁止其继续向危险方向运行,是本机最具特色的应用之一。

②超载105％时, 发出控制信号,允许向上变幅,放下重物,禁止向下变幅,或继续提升。

③超过最大幅度(幅度上限)允许向上变幅。

③小于最小幅度(幅度下限)允许向下变幅。

六、现场安装调试
（一）、取力装置简介
1、取力方式：
大体上说，不论是在变幅机构上取力还是在起重机构上取力，方式有两类：
拉式传感器取力和压式传感器取力。

1）压式传感器取力
压式传感器取力方式几乎适用在任何起吊机的起重绳上取力。

其取力方式如图：
传感器
2）拉式传感器取力
拉式传感器取力方式适用于起重钢绳有一端绕过心形环套，固定在扒杆顶部。

以上取力方式不仅可以在起重绳上取力，根据实际情况稍加改动还可以在变幅机构上取力。

2、传感器的选择：
在传感器具有较好的防潮性和较高的精度后，我们主要通过计算来选择传感的量程。

采用拉式取力：拉式传感器的量T应由下列公式计算后得到，量程不小于最大起重量Qmax/倍率n T=(Qmax+G)*K/n Qmax----该吊机的最大起重量
G---吊机及钢丝绳等的重量
n---滑轮组的倍率
K---安全系数对于压式传感器，钢丝绳上的张力 F=(Qmax+G)/n
F=T(sina+sinb)
就为：
Tr=KF=KT(sina+sinb)
传感器
对于可调式取力装置，传感器的量程选定后根据实际情况进行位置调整。

（二）、力传感器的安装
1）力传感器安装位置:安装在该起重机搬起架箱体的变幅轮处。

2）力传感器安装顺序如下框图所示:(拉式传感器)
┌───────────────┐
│取出原机销轴①│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│安装连接板②│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│装销轴③│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│安装、固定传感器④、⑤│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│安装护板⑥│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│装销轴⑦│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│安装、固定原机楔形接头⑧│
└───────────────┘
↓
┌───────────────┐
│装销轴⑨│
└───────────────┘
3）力传感器安装技术要求: 安装中,力传感器与吊耳配合要紧密,以吊耳不能转动为最佳,电缆线沿搬起
架固定走向,但须保证全变幅时,电缆线不被拉紧, 且不与钢丝绳摩擦。

4）力传感器安装注意事项:
在安装过程中, 要保证护板与销轴有足够间隙防止护板受力,使传感器失去
作用。

（三）、角度仪的安装
1）角度仪安装的位置:
角度仪安装在该起重机吊臂的根部。

从驾驶室看去，安装在根部的右侧。

2）角度仪的安装顺序:
确定臂架中心线，在臂架根部铁板上钻孔,用螺栓固定角度仪。

3）角度仪安装的技术要求:(包括电缆线走线)
保证角度仪安装两孔连线与起重机臂架中心线平行。

电缆沿吊臂根部走
线进驾驶室，注意避开转动部件，沿途固定。

4）角度仪安装注意事项:
必须保证角度仪水平线与起重机吊臂中心线平行。

（四）、传感器和控制线与主机的连接
１.主机安装位置:
主机安装在司机驾驶楼操作台的适当位置, 以不妨碍司机视线及操作为基本原则, 主机固定后,应调整主机,使司机能方便的看到主机的显示内容。

２.主机安装技术要求:
主机在安装过程中应与驾驶员视线水平,以免影响驾驶员的操作。

３.主机电源:
4芯航插电源电缆走线应避开转动及行走操作通道,沿途用固定卡固定。

4.系统连接:
重量传感器为5芯航空插头，
角度传感器为3芯航空插头
臂长检测仪为4芯航空插头，该检测仪只用在汽车吊或带伸缩臂的轮胎吊上。

其连接方法与重量传感器相同。

5、控制线的连接
控制输出插头由五对双绞线组成，它们由颜色区分功能
红色双绞线：主机电源交流机接AC220V
直流机接DC24V
黄色双绞线：为一对常闭触点，应串入起重机收幅回路
白色双绞线：为三对常闭触点，分别串入起重机大钩起升回路，小钩起
升回路和增幅回路，此三对触点无顺序之分。

角度仪、力传感器、电源及控制电缆走线进入驾驶室后，用胶带集中绑扎，在靠近主机适当处分成４股，在驾驶室相应位置用电缆固定卡固定,多余电缆在驾驶室隐蔽处用电缆固定卡固定。

将电源插头插入电源插座中,本机系统连接即告结束。

用户注意:
对于已调整好参数的本机系统,望用户不要随意进行参数调整,或允许非使用
人员操作本机,避免造成误差增大,甚至不能正常工作等人为故障。

七、装置的维护与故障处理
（一）、检修维护注意事项
1、控制线连接要注意接头标号，以免损坏仪器输出接口
2、当需要拆除整机时注意保护各连接插头，以免污染影响使用，拆除运输中需
注意对仪器的保护。

3、每天下班时，应关闭电源；避免仪器直接遭受雨淋。

4、非维护人员不得随意调整仪器的任何部分，如出现异常先按说明书中提供的
方法处理。

如果故障仍无法排除,请向有关人员报告。

5、定期检查系统精度检查周期为3～6个月，以保证起重机的安全使用并作好
文字记录、存档。

（二）、常见故障分析、处理
（三）、用户须知：
1、本装置只限于力矩保护，不可作计量衡器使用
2、动载荷晃动而引起显示值跳动属正常现象，当吊重稳定后即可读出称重数值
起吊与落钩时，称重数值稍有差异，是由于滑轮组与起重绳间摩擦力方向改变所致，但综合误差可保持在5%以内。

3、本装置虽属安全保护装置，但不可因装有本装置而忽视起重机安全操作规程。

八、订货须知、技术支持及维修服务
(一)、订货须知：
1、用户订货时须提供下列文件
1）起重机总图；
2）起重机特性曲线图（表）；
3）起重机使用说明书一份；
4）起重机倍率及走向图；
5）变幅绳绕向图；
6）起重同主副臂组合情况及臂长；
7）回转中心至吊臂根部铰点的水平距备；
8）起重臂上、下限角度；
2、用户安装调试须知：
我厂产品出厂时，均由我方派技术人员到用户现场免费负责安装调试，免费培训咨询。

力矩限制器调试前应具备下列条件：
1）起重机能够正常工作；
2）用户现场应备有下列规格的标准砝码（或配重物）以利于力矩限制器检测值的标定：（P-额定起重量）（5%-10%）*P （40%-60%）*P
（80%-100%）*P
3）力矩限制器安装时应有以下工种的密切配合：
起重工电焊工起重机维护电工起重机司机钳工
3、订货周期
1）KCL-I 型——载荷限制器订货周期：20天
2）KCL-II 型——力矩限制器订货周期：30天
3）KCL-III型——力矩限制器订货周期：45天
4）KCL—IV型——力矩限制器订货周期：45天
订货时，需增加产品功能，需特别提出要求。

(二)、维修服务承诺：
1、产品终生负责维修；
2、自安装调试完毕验收合格之日起，十二个月之内免费维修；
3、保修期外，维修只收取成本费；
4、有下列情况之一者，不属于保修之列：
碰撞挤压造成的损坏；
错误接线造成的损坏；
野蛮拆卸造成的损坏；
其它非正常使用造成的损坏。