锂电池供电和无线通讯的吊具系统

摘要

本发明公开了一种锂电池供电和无线通讯的吊具系统，可减少原有起重机中的卷筒机构，无需电缆，使整机结构更为简单，成本也更低，还可以避免原有CAN系统中通讯干扰的问题。其技术方案为：吊具系统包括锂电池供电装置和无线通讯装置，其中：锂电池供电装置包括锂离子电池组、逆变器、滤波器和变压器，锂离子电池组经过逆变器的逆变处理后直接给吊具电机供电，锂离子电池组经过逆变器的逆变处理、滤波器的滤波处理以及变压器的降压处理后供给吊具做为控制电源；无线通讯装置包括网关模块、控制器局域网络总线、无线模块，控制器局域网络总线通过网关模块连接无线模块，通过以太网连接到吊具控制器。

权利要求

1.一种锂电池供电和无线通讯的吊具系统，包括锂电池供电装置和无线通讯装置，其中：锂电池供电装置，包括锂离子电池组、逆变器、滤波器和变压器，其中锂离子电池组经过逆变器的逆变处理后直接给吊具电机供电，锂离子电池组经过逆变器的逆变处理、滤波器的滤波处理以及变压器的降压处理后供给吊具做为控制电源；

无线通讯装置，包括网关模块、控制器局域网络总线、无线模块，其中控制器局域网络总线通过网关模块连接无线模块，无线模块通过以太网连接到吊具控制器；

其中控制器局域网络总线包括第一路总线和第二路总线，其中第一路总线上连接控制器局域网络输入输出模块、吊具控制器，第二路总线上连接锂电池管理系统、逆变电源控制系统、CAN转网关、吊具控制器。

2.根据权利要求1所述的锂电池供电和无线通讯的吊具系统，其特征在于，锂离子电池组安装在上架、中架和吊具上。

3.根据权利要求1所述的锂电池供电和无线通讯的吊具系统，其特征在于，锂离子电池组是512V的直流电源，经逆变器处理后为380V的交流电源，经过滤波器的滤波处理以及变压器的降压处理后为24V的直流电源。

4.根据权利要求1所述的锂电池供电和无线通讯的吊具系统，其特征在于，无线模块是基于IEEE 802.11协议。

5.根据权利要求1所述的锂电池供电和无线通讯的吊具系统，其特征在于，吊具控制器采集供电系统的状态和控制吊具系统，将所有信息打包后发送给网关模块，接着通过无线模块连接主电气房的可编程逻辑控制器。

说明书

锂电池供电和无线通讯的吊具系统

技术领域

[0001] 本发明涉及港口机械起重机，尤其涉及一种供电和通讯方面经过改进的吊具系统。

背景技术

[0002] 目前吊具的供电和通讯系统通过起重机主机司机室到吊具上架的一个多芯电缆来实现，主要问题有：

[0003] 1.电缆线路有80米左右的距离，线路远；

[0004] 2.多芯电缆需要跟随卷筒系统缩放，使用一段时间后出现断芯、破皮等坏损，需要更换；

[0005] 3.需要配套相对应的卷筒系统；

[0006] 4.通讯干扰也时常影响吊具的作业。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种锂电池供电和无线通讯的吊具系统，可减少原有起重机中的卷筒机构，无需电缆，使整机结构更为简单，成本也更低，还可以避免原有CAN系统中通讯干扰的问题。

[0008] 本发明的技术方案为：本发明揭示了一种锂电池供电和无线通讯的吊具系统，包括锂电池供电装置和无线通讯装置，其中：

[0009] 锂电池供电装置，包括锂离子电池组、逆变器、滤波器和变压器，其中锂离子电池组经过逆变器的逆变处理后直接给吊具电机供电，锂离子电池组经过逆变器的逆变处理、滤波器的滤波处理以及变压器的降压处理后供给吊具做为控制电源；

[0010] 无线通讯装置，包括网关模块、控制器局域网络总线、无线模块，其中控制器局域网络总线通过网关模块连接无线模块，通过以太网连接到吊具控制器。

[0011] 根据本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的一实施例，锂离子电池组安装在上架、中架和吊具上。

[0012] 根据本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的一实施例，锂离子电池组是512V的直流电源，经逆变器处理后为380V的交流电源，经过滤波器的滤波处理以及变压器的降压处理后为24V的直流电源。

[0013] 根据本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的一实施例，无线模块是基于IEEE802.11协议。

[0014] 根据本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的一实施例，控制器局域网络总线包括第一路总线和第二路总线，其中第一路总线上连接控制器局域网络输入输出模块、吊具控制器，第二路总线上连接锂电池管理系统、逆变电源控制系统、CAN转网关、吊具控制器。

[0015] 根据本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的一实施例，吊具控制器采集供电系统的状态和控制吊具系统，将所有信息打包后发送给网关模块，接着通过无线模块连接主电气房的可编程逻辑控制器。

[0016] 本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的吊具系统的供电采用锂电池供电装置，主要方案为使用512V DC60Ah高容量锂电池，通过逆变电源转换为三相380VAC交流电给吊具油泵电机供电，此外在380V AC上使用380V AC转24V DC电源供给吊具PLC、传感器、执行元件等供电。其优点是采取此类供电方式的吊具可以减少原有起重机中的卷筒机构、无需电缆，使整机结构更为简单，成本也更低。此外，本发明的吊具系统的通讯采用无线通讯装置，原有系统为CAN总线系统，现改为CAN总线系统通过CAN转PROFINET-IO网关，网关连接基于IEEE802.11协议的无线模块，同时整机也选用基于IEEE802.11的无线模块进行配对，后通过以太网连接到整机的控制系统中。其优点是无需电缆，可以避免原有CAN系统中通讯干扰的问题。

附图说明

[0017] 图1示出了本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的较佳实施例的结构图。

[0018] 图2示出了锂电池供电装置的细化结构图。

[0019] 图3、4示出了无线通讯装置的细化结构图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

[0021] 图1示出了本发明的锂电池供电和无线通讯的吊具系统的较佳实施例的结构。请参见图1，本实施例的吊具系统包括锂电池供电装置1和无线通讯装置2。锂电池供电装置1包括锂离子电池组11、逆变器12、滤波器13和变压器14。无线通讯装置2包括网关模块
21、控制器局域网络总线22和无线模块23。

[0022] 图2示出了锂电池供电装置1的细化结构。请同时参见图2，在上架、中架和吊具上安装512V直流（DC）的高容量锂离子电池组11，经过逆变器12的逆变处理后变为380V交流（AC）直接给吊具电机3供电（例如吊具上的380V AC的油泵电机）。锂离子电池组11经过逆变器12的逆变处理、滤波器13的滤波处理以及变压器14的降压处理后变为24V DC，供给吊具做为控制电源（例如使用24V DC的各类PLC、传感器、执行器等控制设备）。

[0023] 图3和图4示出了无线通讯装置2的细化结构。请同时参见图3和图4，控制器局域网络总线21通过网关模块22连接无线模块23，通过以太网连接到吊具控制器。吊具自身采用CAN总线系统，支持一路CANopen（第一路总线）以及一路CAN2.0B（第二路总线），其中CANopen总线上连接10个分布式CANopen IO模块（控制器局域网络输入输出模块）、吊具控制器，负责吊具的输入输出。此外CAN2.0B总线上，有锂电池管理系统、逆变电源控制系统、CAN转PROFINET-IO网关（CAN转网关）、吊具控制器。吊具控制器负责采集整个供电系统的状态和吊具系统的控制，把所有信息打包后发送给CAN转PROFINET-IO网关，网关后接基于IEEE802.11协议的WLAN无线模块，整机司机室WLAN无线模块连接主电气房PLC（可编程逻辑控制器），从而实现起重机主电气房PLC远程监控吊具的功能。

[0024] 上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。