Разработка системы удаленного сбора данных с грузоподъемных кранов

В настоящее время в промышленности [3,4] и на транспорте широко применяются грузоподъемные краны, и существует продиктованная требованиями безопасности необходимость ограничивать их грузоподъемность и проводить периодический контроль работы и анализ нагрузочных данных. Широко распространённые в промышленности ограничители грузоподъёмности успешно справляются с первой задачей, но они не предоставляют возможности удаленно получать статистику работы крана. Разрабатываемое устройство позволит решить проблемы удаленного автоматического сбора статистических нагрузочных данных с множества грузоподъемных кранов посредством беспроводной связи.

Система удаленного сбора данных с грузоподъемных кранов (ССД) предназначена для установки на мостовые краны, оборудованные ограничителями грузоподъемности ОНК-160М [1] и МПБ-310М [2] и служит для автоматической передачи параметров работы крана (зависимость нагрузки от даты-времени) по радиоканалу на ЭВМ оператора.

ОНК-160М и МПБ-310М — ограничители грузоподъемности, устанавливаемые на большинстве мостовых грузоподъемных кранов в России. Данные ограничители не имеют в своем составе функционала для передачи нагрузочной информации на расстояние, этот функционал планируется добавить с помощью разрабатываемой системы.

ССД состоит из контроллеров ССД, устанавливаемых непосредственно в кабине крана, подключаемых к ограничителям грузоподъемности, и программного обеспечения ЭВМ оператора, с помощью которого осуществляется сбор нагрузочных данных с контроллеров ССД и их обработка.

В соответствие с планом работ была разработана и изготовлена плата прототипа контроллера сбора данных (Рис. 1,2), а также разработано программное обеспечение для контроллера сбора данных и проведено первичное тестирование основного функционала контроллера. Для каждого типа ограничителя грузоподъемности был разработан свой способ получения нагрузочных данных.

Рис. 1. Плата прототипа контроллера сбора данных

ОНК-160М не имеет внешнего интерфейса, по которому осуществляется отправка данных о нагрузке, поэтому было принято решение получать данную информацию с внутреннего индикатора устройства расположенного на его лицевой панели. Для этого был изготовлен адаптер, подключаемый в разрыв между платой и шлейфом лицевой панели устройства. Адаптер осуществляет перехват посылки адресованной драйверу семисегментного четырех-символьного индикатора. Была написана подпрограмма, осуществляющая расшифровку данной посылки.

Рис. 2. Подключение адаптера к ОНК-160М

Рис. 3. Схема прототипа контроллера сбора данных

Для проведения испытаний в реальных условиях эксплуатации контроллер был установлен на двух кранах мостового типа (Рисунок 4). Тестирование проводилось в течение месяца. Кран работал в обычном режиме эксплуатации. Периодически устанавливалось соединение между ПО оператора и контроллером ССД, проводилось считывание данных. В течение всего времени тестирование не выявлено проблем, связанных с совместимостью ограничителя грузоподъемности, установленного на кране и контроллера ССД. Время передачи данных занимало от одной до 10 минут, в зависимости от прошедшего после предыдущего сеанса связи времени, качества связи (в первую очередь определяемого дальностью связи).

Рис. 4. Один из мостовых кранов, на котором производилось тестирование прототипа системы сбора данных

Полученные в результате тестирования нагрузочные данные были тщательно проанализированы, на соответствие действительности. Для этого производилось сравнение этих данных с данными снятыми с внутренней памяти ограничителей грузоподъемности с помощью ручного считывателя.

Разрабатываемая система позволит существенно упростить процесс обслуживания кранов и позволит заблаговременно предотвращать аварийные ситуации, оперативно получая информацию о возникших перегрузках.

Литература:

1. http://2308000.ru/category/onk_160_m/
2. http://www.looch.ru/products/mpb-310m.html
3. Беляков, М. В. Разработка промышленного программируемого логического контроллера / М. В. Беляков, А. В. Ульянов // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов. — 2016. — с. 56–58.
4. Ивашинников, Б.А., Разработка устройства регистрации параметров движения надводных объектов / Б. А. Ивашинников, А. В. Ульянов, С. М. Копытов // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов. — 2016. — с. 228–230.