多台塔式起重机远程动态监控系统的设计.pdf
《多台塔式起重机远程动态监控系统的设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多台塔式起重机远程动态监控系统的设计.pdf(4页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、5起重运输机械6 2011(5)多台塔式起重机远程动态监控系统的设计*韩玉习1 高崇仁1 殷玉枫1 田建涛1 吉晓梅21太原科技大学 太原 030024 2山西大学 030006 摘 要:从塔式起重机拓扑结构设计、嵌入式系统硬件设计、数据采集与存储软件设计等方面进行论述,提出了基于 W eb的多台塔式起重机远程动态监控方案,阐述和分析了各部分的功能、数据传输过程及系统特点。该方案实现了多台塔式起重机网络化动态监控,无线通信技术、信源压缩编码、信道编码技术的应用,提高了该系统的可靠性和数据传输的实时性,有效地实现了多台塔式起重机的集中管理。关键词:塔式起重机;安全;远程动态监控;网络化中图分类号
2、:TH215 文献标识码:A 文章编号:1001-0785(2011)05-0016-04Abstract:The paper discusses topology design,e mbedded syste m hardware sche me,data acquisition and storagesoft ware design of tower crane,proposes remote dynamic monitoring program ofmultiple tower cranes based onW eb,andexpounds and analyses the functi
3、on of allparts,data transm ission and syste m features1 The sche me realizes the applicationof net working dyna m icmonitoring,wireless communication technology,signal source coding and signal channel coding,i m-proves the reliability of the syste m and real ti me data transm ission,and effectively
4、realizes the centralized manage ment ofmultiple to wer cranes1K eywords:tower crane;safety,re mote dyna m icmonitoring;networking0 引言目前大多数塔式起重机(以下简称塔机)的安全管理模式主要是依赖人为的监管,不能对其进行统一调度,塔机资源不能得到合理利用,对存在的安全隐患不能及时预警。另外,塔机存在着无运行数据的记录与存储功能,不能对设备的使用情况进行实时有效监控和对存在的安全隐患不能及时预警等技术难点。本文针对以上问题提出了基于 W eb的多台塔机远程动态监控系统
5、设计方案。该方案是传感器技术、嵌入式技术、计算机技术、无线通信技术和 Internet技术在塔机远程监控和管理中的重要应用 1,2。该方案的设计目标是将区域内在役塔机的全参数实时集中到 1台计算机上进行统一调度和管理,最终将全国所有在役塔机的信息和工作状态都集中到远程塔机网络化管理中心,实现塔机安全管理、工作状态实时查看、历史回放、危险提前通知和塔机的状态评估。该设计方案增强了系统的通用性、可扩展性、数据存储安全性和数据无线传输的实时可靠性。1 多台塔机远程动态监控系统拓扑结构设计 按照功能结构将塔机远程动态监控系统划分为数据采集系统层、本地服务器监控系统层和网络化管理中心层。针对常规分布式监
6、控系统结构的缺点,结合本系统的特点,提出 1种基于域划分、无线通讯和 Web技术的分层分布式塔机远程动态监控系统结构 3。其组织模型着重于网络化管理中心、本地服务器监控系统和数据采集系统的任务分工和协作形式,确定系统各部分的位置和它们之间的关系。为了实现区域或全国在役塔机的集中管理,提出了以塔机使用厂家或制造厂家为逻辑单位的远程动态监控系统 4,5。其分布式监控系统拓扑结构如图 1所示。2 数据传输设计针对有线通信的种种限制和障碍,本系统采)16)*山西省科技改关项目(20100321058-01)5起重运输机械6 2011(5)图 1 监控系统拓扑结构用无线通信设计。无线通信技术能够很好地避
7、开特殊地理环境(高层建筑、高山、森林等)和特殊气候环境(大风、暴雪、冰冻等)的障碍,并且无线通信系统的搭建免去了电缆的铺设,节省了大量的人力物力,降低了系统实现成本。无线通信系统有较高的可靠性,易于扩展,终端设备使用更加灵活。该系统对数据传输的实时性和可靠性要求非常高,为了避免安全事故发生,需要起重机状态数据能实时地传输到监控终端,故设计中应用了信源无损压缩编码算法和信道编码技术。算术编码是 1种无失真的编码方法,能有效地压缩信源冗余度。本系统中应用自适应算术编码算法进行信源压缩,保证了数据量的压缩率,有效地提高了数据传输速率,进而提高了数据传输的实时性,自适应算术编码实现的流程图如图 2所示
8、。图 2 自适应算术编码流程图RS编解码 1种典型的纠错码,具有同时纠正随机错误和突发错误的能力,特别是在纠正突发错误方面,故 RS码被广泛使用。本系统出现突发错误的可能性比较大,考虑通过降低码率来换取系统的可靠性以提高通信质量,实验已经验证该方法的可靠性。3 多台塔机远程动态监控系统的实现311 系统硬件实现本系统主要由塔机运行参数采集系统、无线网络系统、本地服务器监控系统、塔机网络化管理中心和网站系统等组成。系统硬件结构框图见图 3。图 3 系统硬件结构框图1)运行数据采集系统运行数据采集系统主要包括传感器(物理传感器、虚拟传感器、复合传感器)和塔机运行数据记录装置(即数据记录仪),用于塔
9、机状态实时智能获取和预处理,并且将采集数据记录存储,同时保真地无线发送给下位机;将塔机的各个运行参数(工作幅度、起升重量、起重力矩、回转角度、起升高度等)通过相应的传感器采集其模拟信号,再经过集成在数据记录仪中的模数转换模块转换成数字信号并送至微处理器中,微处理器根据设定的工作参数对数据进行加工处理后,一方面显示处理结果,并将其与塔机的安全状态参数比较,判断塔机是否超限工作,然后由微处理器发出相应的指令,以保证塔机的安全运行;另一方面将采集到的数据通过无线发射系统送往本地服务器系统。2)本地服务器监控系统本地服务器监控系统主要由 1台配置较高的计算机组成,实现对该区域内的多台塔机状态的动态监测
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 塔式起重机 远程 动态 监控 系统 设计
限制150内