淺析汽車起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控問(wèn)題的探討

        本文主要探討了信號(hào)在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的采集方式、傳輸方式、遠(yuǎn)程傳遞，以及在工程上遇到的若干問(wèn)題。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了汽車起重機(jī)工作時(shí)的安全系數(shù)，為安全施工提供有利條件。

信號(hào)在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的采集方式

        影響汽車起重機(jī)安全性的因素有很多，比如振動(dòng)、駕駛員的誤操作、某些原件因腐蝕而造成剛度不夠等等。故綜合考慮汽車起重機(jī)的安全性能，合理采集汽車起重機(jī)各個(gè)“敏感部位”的信號(hào)，是首先要考慮的實(shí)際問(wèn)題。以下以監(jiān)測(cè)汽車起重機(jī)的傾覆力矩和起重臂剛度為例，來(lái)確定各個(gè)“敏感部位”，設(shè)置信號(hào)的采集方式。

        傾覆力矩和起重臂的剛度都是汽車起重機(jī)重要的安全參數(shù)，對(duì)它們的監(jiān)測(cè)是保證汽車起重機(jī)平穩(wěn)工作的關(guān)鍵。在汽車起重機(jī)的“敏感部位”（如圖1所示）安裝傳感器，把檢測(cè)到的信號(hào)傳給車載計(jì)算機(jī)。

        長(zhǎng)度、角度傳感器和壓力傳感器是測(cè)量起重力矩的（長(zhǎng)度和角度傳感器安裝在起重臂的中部，壓力傳感器安裝在變幅油缸的平衡閥處），它們可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起重臂長(zhǎng)度、角度以及液壓缸的壓力，從而測(cè)得起重機(jī)的載重量，起到限載的作用。載荷傳感器可測(cè)量起重機(jī)的平穩(wěn)狀態(tài)（安裝在四條液壓支腿上），汽車起重機(jī)即將失衡時(shí)，其相鄰兩條支腿上的載荷會(huì)變小，當(dāng)小到一定程度的時(shí)候，計(jì)算機(jī)就“認(rèn)為”起重機(jī)將要失衡，并報(bào)警通知工作人員，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)平穩(wěn)性的目的。加速度傳感器主要測(cè)量起重臂的振動(dòng)狀況（安裝在起重臂的端部），它和長(zhǎng)度、角度傳感器相配合，能反應(yīng)起重臂的撓度和剛度。即使起重機(jī)并未超載，但由于其他因素的影響，起重臂振動(dòng)較強(qiáng)，使得被吊物體的慣性很大，起重機(jī)也容易失穩(wěn)，甚至起重臂的剛性會(huì)變差，所以對(duì)起重臂振動(dòng)的測(cè)量也不可忽視。

信號(hào)在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的傳輸方式和處理

1. CAN總線對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理

        CAN總線是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，能實(shí)時(shí)采集傳感器輸出的數(shù)據(jù)。CAN總線通過(guò)iCAN模塊檢測(cè)各傳感器的信號(hào)，并經(jīng)CAN總線把數(shù)據(jù)輸入到車載計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析處理，將系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示在人機(jī)界面上，及時(shí)警示并實(shí)時(shí)記錄汽車起重機(jī)作業(yè)中的危險(xiǎn)工況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車起重機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。在危險(xiǎn)工況下，CAN總線通過(guò)對(duì)輸出模塊的實(shí)時(shí)控制，并在自動(dòng)診斷系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的協(xié)助下，進(jìn)行自動(dòng)診斷和故障排除，從而達(dá)到防止事故發(fā)生的目的。并為事故的分析處理提供可靠的依據(jù)。

2.  信號(hào)的無(wú)線傳輸

        若起重機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，不易布置線路，另外復(fù)雜的信號(hào)連線還會(huì)給汽車起重機(jī)的維護(hù)造成困難，所以信號(hào)的無(wú)線連接也是今后汽車起重機(jī)的發(fā)展方向之一。

        目前藍(lán)牙技術(shù)已發(fā)展的較成熟，信號(hào)穩(wěn)定可靠，且價(jià)格便宜。藍(lán)牙適配器與藍(lán)牙適配器之間可以達(dá)到100米的通訊距離。這樣的通訊距離在汽車起重機(jī)上基本可以滿足要求。而且藍(lán)牙系統(tǒng)支持一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，所以在傳感器上安裝藍(lán)牙發(fā)射裝置，傳感器采集的數(shù)據(jù)可以用它無(wú)線傳輸給車載計(jì)算機(jī)上的藍(lán)牙接受裝置，不僅能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)和傳輸?shù)臒o(wú)線化，而且也提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_性能。

遠(yuǎn)程監(jiān)控的故障診斷

        遠(yuǎn)程故障診斷是計(jì)算機(jī)科學(xué)、通訊技術(shù)與故障診斷技術(shù)相結(jié)合的一種新的設(shè)備故障診斷模式。它是基于GSM/GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)和GPS全球定位系統(tǒng)來(lái)完成整個(gè)過(guò)程的：從現(xiàn)場(chǎng)提取診斷信息，對(duì)診斷信息進(jìn)行加工，并采集GPS信息，通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對(duì)監(jiān)測(cè)到的信息進(jìn)行分析診斷，把診斷結(jié)果再經(jīng)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸回工作現(xiàn)場(chǎng)，用以指導(dǎo)維修。

1.  信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸

        在工程中，無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)是基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通訊系統(tǒng)。但GPRS與GSM相比，具有傳輸速度快，永遠(yuǎn)在線，傳送數(shù)據(jù)量大且按流量收費(fèi)等諸多優(yōu)點(diǎn)。所以使用GPRS通訊方式明顯優(yōu)于GSM通訊方式。

        GPS模塊是用于確定設(shè)備的地理位置信息的，這些信息暫時(shí)存放在PLC存儲(chǔ)器內(nèi)，經(jīng)GPRS傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。管理者一旦發(fā)現(xiàn)故障，則迅速定位設(shè)備位置和故障發(fā)生的部位，及時(shí)排除故障。

2. 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的故障診斷中心

        在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，故障診斷中心是診斷故障的“專家”，它可以針對(duì)當(dāng)前的問(wèn)題提出解決方案。當(dāng)某個(gè)汽車起重機(jī)將故障信息傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)后，故障診斷中心需要完成下面四項(xiàng)工作：一、對(duì)故障信息進(jìn)行分析處理，判斷故障原因，提出解決方案；二、將故障原因及處理意見(jiàn)傳回車載計(jì)算機(jī)，指導(dǎo)操作者作業(yè)；三、根據(jù)發(fā)生故障的汽車起重機(jī)在工程機(jī)械機(jī)群中的權(quán)值、故障部位在單機(jī)上的權(quán)值以及故障嚴(yán)重程度的權(quán)值來(lái)判斷該故障對(duì)整個(gè)工程機(jī)械機(jī)群工作的影響，來(lái)管理和調(diào)度；四、當(dāng)故障診斷中心無(wú)法判斷故障原因及做出處理意見(jiàn)時(shí)，要及時(shí)將此信息傳給專業(yè)故障診斷人員，由他們憑借專業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作進(jìn)一步處理。

汽車起重機(jī)工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程控制

    在作業(yè)中，監(jiān)控中心還需對(duì)汽車起重機(jī)實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、油壓的控制；合理配置發(fā)動(dòng)機(jī)功率、減小排放、降低油耗等的節(jié)能控制；與其他工程機(jī)械的動(dòng)作配合控制；防止傾翻和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作狀態(tài)的安全控制等等。遠(yuǎn)程控制狹義上是指遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)汽車起重機(jī)的計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，由車載計(jì)算機(jī)完成對(duì)起重機(jī)各部分的控制——計(jì)算機(jī)及時(shí)顯示并將問(wèn)題實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心，中心對(duì)采集到的信息進(jìn)行故障分析，提出預(yù)防故障和合理保養(yǎng)的方案，再遠(yuǎn)程傳送回來(lái)，車載計(jì)算機(jī)控制著車?yán)锏闹悄芑K，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。在廣義上，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，還要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部門的合理調(diào)度和管理。使各個(gè)系統(tǒng)和部門達(dá)到最佳的配合效果。圖6為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的各方配合情況。圖中用GPS定位，GSM/GPRS無(wú)線傳輸信號(hào)。

        使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠使汽車起重機(jī)在實(shí)際工作中更加安全可靠，方便駕駛員的操作，輔助現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，有利于汽車起重機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。