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门座式起重机安全健康监测系统研究

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  • 发布时间:2014-08-09
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1实时监测功能:要求系统对门座式起重机的各种运行状态参数及关键点的结构降状态进行实时监测。

2实时显示功能:将系统监测的各种数据参数通过触摸屏显示给操作人员,使其及时了解门座式起重机的安全降状态。

3报警和止停功能:系统识别门座式起重机的安全降状态后,做出相应的处理,当门座式起重机的安全降参数达到额定参数的90%时,系统能够进行声光预报警,当上升到100%时,可以进行声光连续报警,阻止其向危险方向继续运行,当超过额定参数的-定范围后,系统可以对整个起重机进行自动断电停机。从而达到安全保护的功能,使门座式起重机的整体安全性能大幅度提高。

4数据存储功能:系统应具有对门座式起重机安全降状态、故障信息进行实时记录存储的功能,并且在关闭电源或供电中断的情况下,所有信息被保留,不因断电而使信息丢失,为以后的维修等提供方便。

5历史查询功能:系统应具有对门座式起重机的安全降状态、故障信息历史追溯的功能,- 旦发生事故,可以作为事故原因分析的依据。

6远程监测功能:所有安全降监测参数能通过网络传输至远程安全降监测系统,特检人员、起重机管理者、起重机生产厂家等具有-定权限的人员可以通过互联网对远程安全降监测系统进行访问,实现远程监测。

7抗干扰能力:门座式起重机使用环境较为收稿日期:2013-05-21基金项目:江苏省 自然科学基金项目 BK2011391;南通市应用研究计划项目 BK2012010作者简介:陈红艳 1987-,女,硕士研究生,主要从事机械电子工程、设备监测与诊断技术研究。

581 第35卷 第9期 2013-09下 、 訇 化3 硬件设计系统中的硬件主要有触摸屏、电阻应变片、应变传感器节点及网关、摄像头等。

3.1触摸屏选择在门座式起重机安全降监测系统中,触摸屏作为上位机主要完成与PLC及网关的通信,显示所有的模拟量及开关量信号,实现故障报警,完成视频监测等功能,因此,要求触摸屏应具有基本的通信功能,支持多种通信协议,具有足够的处理速度、足够的画面数据存储及足够的显示方式等。基于系统所需功能,选择了步科 kincoMT5620T触摸屏。

3.2电阻应变片选择电阻应变片按安装方式主要分为粘贴式电阻应变片和焊接式电阻应变片两种,粘贴式电阻应变片具有成本较低、使用简单方便等优点,但是其对潮湿环境的不适应限制了其在长期实时监测中的应用。因此,在门座式起重机长期实时监测系统中应选用可靠性较高的焊接式应变片。另外电阻应变片应选择稳定性高、电阻温度系数孝热输出孝零点漂移孝横向效应系数孝机械滞后孝具有蠕变自补偿功能的应变片。

因此在满足上述要求的前提下 ,综合考虑使用环境、应力状态等因素,选用共和KCW-5-120-G10-l1 G1M3S型焊接式电阻应变片,其具体参数如表1所示。

表1 应变片参数划号 栅长 工作温度 电阻 自补偿膨胀系 安装 引线长度mil1 ℃ Q 数pproJC 方式 mKC-Wl1- 5G-l1M203-sG1O 5.20~100 12O 11 焊接式 33.3应变传感器节点及网关选择应变传感器节点及网关选用北京必创科技有限公司的CSG401型CAN总线应变传感器节点及BS909型CAN总线应变传感器网关。

CSG401有线应变传感器节点可组成分布式的数据采集系统,具有通信距离远、数据传输速率高等特点。它由采集处理拈、CAN收发拈组成。每个节点共有4个通道,每个通道内置有独立的高精度120Q桥路电阻和放大调理电路,可由软件自动切换选择1/4桥、半桥、全桥测量方式,采集数据实时传输至HM,传输速率高且传输距离远。每个节点4个通道的设置便于位置相近的电60 第35卷 第9期 2013-09下阻应变片传感器连接到-个节点上,节授点个数,降低整个监测系统费用。

BS909网关将传感器节点采集到的数据上传给上位机,它具有数据透明传输和数据缓存的特性。网关的主控制板由电源部分、GPRS拈、BEENET拈和核心板组成a3.4视频摄像头选择及多通道切换控制拈设计安装摄像头可以取消操作人员的视野盲区,降低操作人员的操作难度。起重机安全降监测系统所用摄像头应具有高清晰度,有调节焦距的功能,能适应户外恶劣环境。摄像头应配备云台装置,使摄像头能够 自由360。旋转。因起重机有夜间工作的情况,所以摄像头上应配备红外补光装置,使在光线较弱的夜间作业时也能获取清晰的图像。因此选用VK-R230TF型工业级远距离红外高速云台可变焦距摄像头,其影像感应器为1/4”SONY Super HAD CCD,清晰度为540线,变焦率为23倍光学变倍/12倍电子放大,红外照射距离达200m,信号制式为NTSC/PAL,采用P68防水设计标准, 360度水平和竖直方向连续转动,能很好的满足现赤控要求。

根据现场所需监测的门座式起重机作业危险区域,共采用55"摄像头完成监测任务,吊臂上安装-个,用于摄取吊装物体周围的全局图像,保证吊装安全;象鼻梁头部平台下方位置安装-个,用于摄取吊装物体的近距离图像,提高吊装的精确性及效率;转盘后方两侧各安装-个,便于回转时观察后方情况,消除死角;司机室外安装-个,用于观察整机工作环境。而触摸屏只有两通道PAL制式视频接口,为了满足多个通道视频图像显示,设计了多通道切换电路其原理框图如图2所示。

图2 视频图像通道切换控制拈原理框图4 软件设计4.1 LSHMS软件设计LSHMS利用EV5000组态编辑软件 以下简称EV5000进行软件设计,LSHMS是直接面向起

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