本實(shí)用新型屬于舞臺(tái)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，尤其涉及一種安全智能型舞臺(tái)電動(dòng)吊桿升降機(jī)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)吊桿是現(xiàn)代劇場(chǎng)中重要的舞臺(tái)設(shè)備之一，其主要作用是懸掛幕類、布景、燈具等。它可以根據(jù)劇情的要求，來(lái)起落幕布和懸景掛燈，從而達(dá)到逼真的藝術(shù)效果。但是由于設(shè)計(jì)安裝的不當(dāng)及其本身工作環(huán)境惡劣，吊桿運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)如松繩、跳繩、超載等故障，這不但影響了演出的藝術(shù)效果，還可能造成嚴(yán)重的安全事故或較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)吊桿非正常工作狀態(tài)的感知、顯示和報(bào)警能力的研究，以及根據(jù)報(bào)警信號(hào)，盡快排除故障，不影響演出正常進(jìn)行，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開了一種安全智能型舞臺(tái)電動(dòng)吊桿升降機(jī)。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種安全智能型舞臺(tái)電動(dòng)吊桿升降機(jī)，包括PC上位機(jī)、與所述PC上位機(jī)采用RS485串口通信的可編程控制器PLC、變頻器、行程開關(guān)信號(hào)輸入單元、松繩/超載檢測(cè)信號(hào)輸入單元以及電機(jī)，所述行程開關(guān)信號(hào)輸入單元、松繩/超載檢測(cè)信號(hào)輸入單元均與所述可編程控制器PLC電信號(hào)連接，所述電機(jī)經(jīng)電機(jī)保護(hù)電路單元、位置/速度反饋電路單元、溫度檢測(cè)信號(hào)電路單元與所述可編程控制器PLC電信號(hào)連接，所述電機(jī)經(jīng)所述變頻器接入工業(yè)電源，所述變頻器經(jīng)變頻器故障信號(hào)檢測(cè)電路單元與所述可編程控制器PLC電信號(hào)連接。

優(yōu)選地，所述電機(jī)保護(hù)電路單元包括電流互感器、零序電流互感器以及零序電壓互感器，所述電流互感器經(jīng)過(guò)載保護(hù)接口電路將過(guò)載信號(hào)傳輸至可編程控制器PLC上，所述電流互感器同時(shí)還經(jīng)短路保護(hù)接口電路將短路信號(hào)傳輸至可編程控制器PLC上，所述零序電流互感器、零序電壓互感器均與漏電保護(hù)接口電路電信號(hào)相連，由所述漏電保護(hù)接口電路將漏電信號(hào)傳輸至可編程控制器PLC。

優(yōu)選地，所述PC上位機(jī)還連接設(shè)有打印機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型能夠準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)出電動(dòng)吊桿運(yùn)行中出現(xiàn)的松繩、跳繩、超載、制動(dòng)失靈等故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)切斷回路，達(dá)到了安全保護(hù)的目的，整個(gè)劇場(chǎng)電動(dòng)吊桿的安全性和穩(wěn)定性都很高；

2.本實(shí)用新型采用了PC上位機(jī)對(duì)下位PLC進(jìn)行信息處理和集中控制，具有良好的人機(jī)交互界面，系統(tǒng)的可操作性很強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)成本低，實(shí)用性很強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，可廣泛應(yīng)用于舞臺(tái)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框圖；

圖2是本實(shí)用新型的電機(jī)保護(hù)電路單元原理框圖。

圖中：1.PC上位機(jī)；2.可編程控制器PLC；3.變頻器；4.行程開關(guān)信號(hào)輸入單元；5.松繩/超載檢測(cè)信號(hào)輸入單元；6.電機(jī)；7.電機(jī)保護(hù)電路單元；8.位置/速度反饋電路單元；9.溫度檢測(cè)信號(hào)電路單元；10.變頻器故障信號(hào)檢測(cè)電路單元；11.電流互感器；12.零序電流互感器；13.零序電壓互感器；14.載保護(hù)接口電路；15.短路保護(hù)接口電路；16.漏電保護(hù)接口電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明：

一種安全智能型舞臺(tái)電動(dòng)吊桿升降機(jī)，包括PC上位機(jī)1、與所述PC上位機(jī)1采用RS485串口通信的可編程控制器PLC2、變頻器3、行程開關(guān)信號(hào)輸入單元4、松繩/超載檢測(cè)信號(hào)輸入單元5以及電機(jī)6，所述行程開關(guān)信號(hào)輸入單元4、松繩/超載檢測(cè)信號(hào)輸入單元5均與所述可編程控制器PLC2電信號(hào)連接，所述電機(jī)6經(jīng)電機(jī)保護(hù)電路單元7、位置/速度反饋電路單元8、溫度檢測(cè)信號(hào)電路單元9與所述可編程控制器PLC2電信號(hào)連接，所述電機(jī)6經(jīng)所述變頻器3接入工業(yè)電源，所述變頻器3經(jīng)變頻器故障信號(hào)檢測(cè)電路單元10與所述可編程控制器PLC2電信號(hào)連接。

優(yōu)選地，所述電機(jī)保護(hù)電路單元7包括電流互感器11、零序電流互感器12以及零序電壓互感器13，所述電流互感器11經(jīng)過(guò)載保護(hù)接口電路14將過(guò)載信號(hào)傳輸至可編程控制器PLC2上，所述電流互感器11同時(shí)還經(jīng)短路保護(hù)接口電路15將短路信號(hào)傳輸至可編程控制器PLC2上，所述零序電流互感器12、零序電壓互感器13均與漏電保護(hù)接口電路16電信號(hào)相連，由所述漏電保護(hù)接口電路16將漏電信號(hào)傳輸至可編程控制器PLC2。

優(yōu)選地，所述PC上位機(jī)1還連接設(shè)有打印機(jī)。

行程開關(guān)信號(hào)輸入單元4是為了防止吊桿上行沖頂以及下行觸及臺(tái)面，在吊機(jī)上安裝上下位限位裝置，該行程開關(guān)采用比例絲杠帶動(dòng)螺母撞塊直線運(yùn)動(dòng)，螺母撞塊運(yùn)行到左或右極限位置后撞動(dòng)行程開關(guān)，當(dāng)可編程控制器PLC2檢測(cè)到行程開關(guān)被撞動(dòng)后，發(fā)出停止命令，使吊桿停止運(yùn)行。

當(dāng)桿體在運(yùn)行過(guò)程中吊桿與其他設(shè)備或相互之間發(fā)生疊靠，造成桿體被隔住，此時(shí)電機(jī)仍工作；或?qū)⑤d荷過(guò)分集中在某一吊點(diǎn)附近，沒有注意載荷的均勻分布，出現(xiàn)排繩不好，在吊桿運(yùn)行時(shí)引起鋼絲繩伸縮長(zhǎng)不等；以及吊桿在加速上行過(guò)程中突然制動(dòng)或者當(dāng)?shù)鯒U靜止時(shí)突然以很大加速度向下起動(dòng)，造成鋼絲繩受力瞬時(shí)的突變；以上這些情況都會(huì)引起鋼絲繩松繩。當(dāng)桿體上懸掛的物體超出額定負(fù)載，或者吊桿向上的加速度過(guò)大，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝等過(guò)程中產(chǎn)生各種因素使得鋼絲繩在滑輪或卷筒上繞進(jìn)或繞出時(shí)的偏角超過(guò)允許的限度，發(fā)生跳槽現(xiàn)象；這些都會(huì)導(dǎo)致過(guò)載現(xiàn)象的發(fā)生。松繩/超載檢測(cè)信號(hào)輸入單元5設(shè)計(jì)的意義就是杜絕這些安全隱患。設(shè)計(jì)方式多樣，比如在吊機(jī)鋼絲繩的拐角上，安裝重量傳感器，傳感器把桿體上每根鋼絲繩承受的重量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給可編程控制器PLC2，可編程控制器PLC2發(fā)出松繩報(bào)警，以及超出額定負(fù)載130％時(shí)超載報(bào)警和超出額定負(fù)載150％時(shí)超載報(bào)警，并發(fā)出停止命令。

舞臺(tái)電動(dòng)吊桿的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的表面溫度一般不允許超過(guò)70°，溫度檢測(cè)信號(hào)電路單元9檢測(cè)其表面溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給可編程控制器PLC2，當(dāng)超過(guò)70°時(shí)，發(fā)生報(bào)警信號(hào)。溫度傳感器采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20芯片，可把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)提供給可編程控制器PLC2。

為防止因電機(jī)斷軸、制動(dòng)失靈和調(diào)速器失控等引起的墜桿事故，位置/速度反饋電路單元8采集光電編碼器的信號(hào)反饋給可編程控制器PLC2，可編程控制器PLC2與額定速度比較，當(dāng)達(dá)到額定速度的115％時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)超過(guò)130％時(shí)，發(fā)出停止指令，這樣實(shí)現(xiàn)了防墜的雙重保護(hù)。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)流、短路、漏電等故障時(shí)，如不及時(shí)處理，可造成電機(jī)燒毀，甚至引起人身事故。利用可編程控制器PLC2和一些附加的接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)流、短路以及漏電的保護(hù)，并可以通過(guò)系統(tǒng)操作人員或系統(tǒng)本身，做好停車前的各種準(zhǔn)備，或者改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式，既保護(hù)了電機(jī)，又避免突然動(dòng)作后而造成的種種不良后果。電機(jī)保護(hù)電路單元7包括電流互感器11、零序電流互感器12、零序電壓互感器13、過(guò)載保護(hù)接口電路14、短路保護(hù)接口電路15以及漏電保護(hù)接口電路16。為了將吊桿超載的故障狀態(tài)轉(zhuǎn)換為可編程控制器PLC2控制所需的信號(hào)，在電機(jī)主回路電流互感器以及零序電流、零序電壓互感器的二次回路中串接一個(gè)接口電路，將信號(hào)接入可編程控制器PLC2輸入端口進(jìn)行監(jiān)控。電流互感器二次回路產(chǎn)生與電機(jī)工作電流大小相應(yīng)的交流電流信號(hào)，當(dāng)主回路的電流值大于等于過(guò)載整定電流值，電流互感器的二次電流將使過(guò)載保護(hù)接口電路輸出一個(gè)過(guò)載信號(hào)給可編程控制器PLC2,可編程控制器PLC2發(fā)出停止命令和報(bào)警信號(hào)。同樣，當(dāng)主回路電流值大于等于短路整定電流值時(shí)，電流互感器的二次電流將使短路保護(hù)接口電路發(fā)出一個(gè)短路信號(hào)，可編程控制器PLC2接受到信號(hào)后，發(fā)出停止命令和報(bào)警信號(hào)。當(dāng)主回路出現(xiàn)漏電時(shí)，零序電流大于等于漏電靈敏度整定電流值，零序電壓互感器二次輸出電壓大于等于一定電壓值，并滿足零序電壓超前零序電流90°時(shí)，零序電流互感器二次輸出電流和零序電壓互感器二次輸出電壓，將使漏電保護(hù)接口電路輸出一個(gè)漏電信號(hào)給可編程控制器PLC2，可編程控制器PLC2發(fā)出停止命令和報(bào)警信號(hào)。電機(jī)保護(hù)電路單元7在實(shí)現(xiàn)了電機(jī)保護(hù)的同時(shí)，還可以根據(jù)電機(jī)負(fù)載的大小檢測(cè)出吊桿是否運(yùn)行在超載、松繩狀態(tài)，配合重量傳感器，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。

變頻器故障信號(hào)檢測(cè)電路單元10在變頻器發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)把故障信號(hào)送入可編程控制器PLC2，然后發(fā)出報(bào)警信號(hào)及停止命令。本實(shí)用新型能夠準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)出電動(dòng)吊桿運(yùn)行中出現(xiàn)的松繩、跳繩、超載、制動(dòng)失靈等故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)切斷回路，達(dá)到了安全保護(hù)的目的，整個(gè)劇場(chǎng)電動(dòng)吊桿的安全性和穩(wěn)定性都很高；本實(shí)用新型采用了PC上位機(jī)對(duì)下位PLC進(jìn)行信息處理和集中控制，具有良好的人機(jī)交互界面，系統(tǒng)的可操作性很強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)成本低，實(shí)用性很強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，可廣泛應(yīng)用于舞臺(tái)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

綜上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。