本文主要探讨了信号在远程监控系统中的采集方式、传输方式、远程传递,以及在工程上遇到的若干问题。远程监控系统的应用大大提高了汽车起重机工作时的安全系数,为安全施工提供有利条件。

信号在远程监控系统中的采集方式

影响汽车起重机安全性的因素有很多,比如振动、驾驶员的误操作、某些原件因腐蚀而造成刚度不够等等。故综合考虑汽车起重机的安全性能,合理采集汽车起重机各个“敏感部位”的信号,是首先要考虑的实际问题。以下以监测汽车起重机的倾覆力矩和起重臂刚度为例,来确定各个“敏感部位”,设置信号的采集方式。

倾覆力矩和起重臂的刚度都是汽车起重机重要的安全参数,对它们的监测是保证汽车起重机平稳工作的关键。在汽车起重机的“敏感部位”(如图1所示)安装传感器,把检测到的信号传给车载计算机。

长度、角度传感器和压力传感器是测量起重力矩的(长度和角度传感器安装在起重臂的中部,压力传感器安装在变幅油缸的平衡阀处),它们可实时监测起重臂长度、角度以及液压缸的压力,从而测得起重机的载重量,起到限载的作用。载荷传感器可测量起重机的平稳状态(安装在四条液压支腿上),汽车起重机即将失衡时,其相邻两条支腿上的载荷会变小,当小到一定程度的时候,计算机就“认为”起重机将要失衡,并报警通知工作人员,以实现监测平稳性的目的。加速度传感器主要测量起重臂的振动状况(安装在起重臂的端部),它和长度、角度传感器相配合,能反应起重臂的挠度和刚度。即使起重机并未超载,但由于其他因素的影响,起重臂振动较强,使得被吊物体的惯性很大,起重机也容易失稳,甚至起重臂的刚性会变差,所以对起重臂振动的测量也不可忽视。

信号在远程监控系统中的传输方式和处理

1. CAN总线对数据的采集和处理

CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一,能实时采集传感器输出的数据。CAN总线通过iCAN模块检测各传感器的信号,并经CAN总线把数据输入到车载计算机中进行分析处理,将系统工作状态显示在人机界面上,及时警示并实时记录汽车起重机作业中的危险工况,实现了对汽车起重机的现场监控。在危险工况下,CAN总线通过对输出模块的实时控制,并在自动诊断系统和远程监控中心的协助下,进行自动诊断和故障排除,从而达到防止事故发生的目的。并为事故的分析处理提供可靠的依据。

2. 信号的无线传输

若起重机结构紧凑,不易布置线路,另外复杂的信号连线还会给汽车起重机的维护造成困难,所以信号的无线连接也是今后汽车起重机的发展方向之一。

目前蓝牙技术已发展的较成熟,信号稳定可靠,且价格便宜。蓝牙适配器与蓝牙适配器之间可以达到100米的通讯距离。这样的通讯距离在汽车起重机上基本可以满足要求。而且蓝牙系统支持一点对多点的通信,所以在传感器上安装蓝牙发射装置,传感器采集的数据可以用它无线传输给车载计算机上的蓝牙接受装置,不仅能实现数据检测和传输的无线化,而且也提高了数据传输的抗干扰性能。

远程监控的故障诊断

远程故障诊断是计算机科学、通讯技术与故障诊断技术相结合的一种新的设备故障诊断模式。它是基于GSM/GPRS无线通讯网络和GPS全球定位系统来完成整个过程的:从现场提取诊断信息,对诊断信息进行加工,并采集GPS信息,通过GSM/GPRS网络远距离传输给远程监控中心,监控中心对监测到的信息进行分析诊断,把诊断结果再经GSM/GPRS网络传输回工作现场,用以指导维修。

1. 信号的远程传输( 机械设备 http://www.nanningjie.com/a/gongye/jixie/ )

在工程中,无线通讯网络是基于GSM/GPRS网络的移动通讯系统。但GPRS与GSM相比,具有传输速度快,永远在线,传送数据量大且按流量收费等诸多优点。所以使用GPRS通讯方式明显优于GSM通讯方式。

GPS模块是用于确定设备的地理位置信息的,这些信息暂时存放在PLC存储器内,经GPRS传送至远程监控中心,由监控中心对其运行状态实施在线监测,以便及时发现设备故障。管理者一旦发现故障,则迅速定位设备位置和故障发生的部位,及时排除故障。

2. 远程监控系统的故障诊断中心

在远程监控系统中,故障诊断中心是诊断故障的“专家”,它可以针对当前的问题提出解决方案。当某个汽车起重机将故障信息传至远程监控系统后,故障诊断中心需要完成下面四项工作:一、对故障信息进行分析处理,判断故障原因,提出解决方案;二、将故障原因及处理意见传回车载计算机,指导操作者作业;三、根据发生故障的汽车起重机在工程机械机群中的权值、故障部位在单机上的权值以及故障严重程度的权值来判断该故障对整个工程机械机群工作的影响,来管理和调度;四、当故障诊断中心无法判断故障原因及做出处理意见时,要及时将此信息传给专业故障诊断人员,由他们凭借专业的知识和经验作进一步处理。

汽车起重机工作状态的远程控制

在作业中,监控中心还需对汽车起重机实行远程监测和控制。比如,发动机油温、油压的控制;合理配置发动机功率、减小排放、降低油耗等的节能控制;与其他工程机械的动作配合控制;防止倾翻和监测系统工作状态的安全控制等等。远程控制狭义上是指远程监控中心对汽车起重机的计算机发出指令,由车载计算机完成对起重机各部分的控制——计算机及时显示并将问题实时发送到监控中心,中心对采集到的信息进行故障分析,提出预防故障和合理保养的方案,再远程传送回来,车载计算机控制着车里的智能化模块,从而实现对各个系统的自动化控制。在广义上,远程监控系统不仅仅是为了实现自动控制,还要实现对各个部门的合理调度和管理。使各个系统和部门达到最佳的配合效果。图6为远程监控系统的各方配合情况。图中用GPS定位,GSM/GPRS无线传输信号。

使用远程监控系统能够使汽车起重机在实际工作中更加安全可靠,方便驾驶员的操作,辅助现场监测人员工作,及时发现和排除故障,有利于汽车起重机实现自动化和智能化。