汽车起重机远程监控若干问题的探讨.doc

汽车起重机远程监控若干问题的探讨发布时间:2009-01-19 来源:1、“敏感部位”的确定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。2、信号的传输与处理2.1 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。2.2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。蓝牙技术已广泛应用于电脑、手机、汽车和军用车辆等。大部分手机和其它移动装置所使用的是PowerClass2蓝牙模块，标准传输距离为10米，而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。蓝牙装置之间有配对码，所以使用蓝牙传输数据，不会发生信号干涉。且蓝牙装置的体积很小，非常节省空间。信号通过蓝牙装置在汽车起重机上传输过程如图3所示：传感器根据应变片感应机构的应变，使用后续电路将应变量转化为电压量，再通过模/数转换电路把模拟信号转变为数字信号，并送入单片机处理，单片机再把信号用蓝牙装置发射给车载计算机。3、远程监控和故障诊断系统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。3.1信号的远程传输在工程中，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。目前国内工程机械应用GPS的全球定位系统进行生产管理和远程监测的还很少，在国外卡特彼勒公司、徕卡和特林布尔导航设备有限公司均可独立提供基于GPS的汽车起重机定位系统，大大的提高了汽车起重机的作业生产率。因此运用GPS以及GPRS技术，实现远程监测和维护是今后汽车起重机的发展趋势。应用GPS和GPRS的信号传送