基于信息融合的路灯车运行状态监测
南沙出租路灯车, 南沙路灯车租赁, 路灯车出租多少钱 路灯车运行过程中的状态监测、故障诊断和自动保护技术正逐步被采用。同时,其可靠性和安全性更显重要。反映路灯车运行状态的参数主要有:起重量、起重力矩、起升速度、回转角度及速度和小车变幅位置及速度等。路灯车运行状态监测技术不仅是实施自动保护和故障诊断工作的先决条件,也是提高路灯车作业率、减轻劳动强度、防止事故、保障人身和设备安全的关键技术,它已成为制约路灯车向大型化、高速化、自动化方向发展的因素之一。原因是大量属于司机对上述运行状态参数不清楚,使路灯车长期在不安全状态下运行,导致结构件加速疲劳、开焊、塑性变形。目前,在国产路灯车上仅配置了力矩限制器、位置限制器、速度限制器等装置,其原理是当被监测参数超过某限值时断电报警,实际上是一种安全保护装置,其缺点是:
(1)不能实时监测路灯车的运行参数,不能将路灯车的运行状态及时显示给司机,以便及时调整。
(2)运行参数的监测基本上是单独进行,不能在计算机的统一管理下对诸多参数实施同步监测,协调处理,综合判断。
(3)这些保护装置长期使用后,其自身的可靠性大大降低,一旦失灵,司机又无法知道。多传感器信息融合和综合是80年代国外在军事和机器人领域率先提出来的一种高新技术,基本原理是充分利用多个传感器资源,对观测到有关同一目标的信息进行合理支配和使用,把多个传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合,以获得对被观测目标的综合的最佳估计。
与单一传感器系统相比,多传感器信息融合系统具有以下优点:(1)信息量大大量信息的融合和综合能减小系统的不确定性,从而提高精度。(2)很好的容错性在传感器有误差或失效的情况下,也能有较高的可靠性。(3)能获得单个传感器无法感知的特征信息,称之为互补信息。由于单一传感器往往无法满足智能监控过程中的复杂性、高精度化和高可靠性等要求,所以多传感器信息融合技术用于智能监控系统是必然趋势。针对目前国内路灯车运行参数监测仪器的不足,考虑到路灯车运行状态识别以及故障诊断的需要,在利用了路灯车的结构特点及增加部分辅助装置的前提下,我们研制成功基于信息融合和单片机技术的路灯车运行状态监测系统。
系统组成路灯车工作时的运行部分主要有起升机构、塔臂回转机构和小车变幅机构等三部分。 路灯车起重量、位置及速度参数的动态监测由安装在滑轮上的拉力传感器和光电传感器将电信号送到单片机INT0引脚来实现。 1.电动机2.联轴器3.制动器4.减速器5.卷筒6.吊钩7.滑轮组8.离合器9.拉力传感器10.光电传感器11.导向轮, 路灯车的回转角度和速度瞬时值,由电涡流传感器6与单片机P3,0引脚接通,经单片机计算后给出。 1.电动机2.制动器3.少齿差行星传动减速器4.小齿轮5.回转支承装置6.电涡流传感器,小车变幅的瞬时位置和速度,可由电涡流传感器3与单片机INT1(见图4)引脚接通,经计算给出。1.起升卷筒2.路灯车吊臂3.电涡流传感器4.小车牵引卷筒5.变幅小车6.起升滑轮2系统工作原理,将拉力传感器串接在定滑轮吊绳固定端的适当位置,由动态应变仪将吊重转换为电压信号,然后由A/D转换器进行转换,从而测量起吊的重量。当重量超过额定值时,保护装置动作并发出报警信号。 变幅小车位置L及瞬时速度v1检测在变幅小车上安装电涡流传感器,使其与吊臂上的腹杆垂直。 小车运行时,当电涡流传感器经过腹杆时会产生一个负脉冲,通过对脉冲进行计数及任意两个脉冲之间的时间差进行定时,可计算出小车的瞬时位置及速度(吊臂上任意两腹杆间的距离是相等的)。将电涡流传感器输出信号与89C52的INT1相连,对该引脚上脉冲进行计数,可获得小车通过腹杆的个数,由T2引脚对任意两个脉冲的时间间隔进行定时,可检测出小车经过两个腹杆所用的时间,由P1,4、P1,5引脚检测小车向前及向后运动。当小车速度超过最大允许值时,保护装置动作,并发出报警信号。小车的位置:L1=L0±ns小车的速度: 本次脉冲小车位置 L0———上次脉冲小车位置 n———脉冲个数 s———两腹杆间的距离 Δt———任意两个脉冲的间隔时间
重位置H及速度v2检测: 将图导向轮轴上安装一圆盘,在圆盘上加工出若干个小孔,光电传感器与圆盘垂直,路灯车起吊时,每当小孔转到与传感器相对的位置,都会产生一个脉冲。由脉冲的个数及任意两个脉冲之间的时间间隔,可算出起吊位置及速度。当起吊速度超限时,保护装置动作并发出报警信号。检测时,由P1,1、P1,2检测重物运动方向,由INT0检测脉冲个数由T0对任意两个脉冲的时间间隔进行定时。起吊位置:H1=H0±nsv2=(H1-H0)/Δt H1———本次脉冲重物位置H0———上次脉冲重物位置2.4动态力矩M检测当小车的位置及吊重检测出来后,运行时的力矩为M=LG将运行时的动态力矩实时地显示给司机,并与该位置时的额定力矩相比较,可控制小车的运动,提高路灯车的安全性。当力矩超限时保护装置动作,并发出报警信号。
路灯车回转角度、回转速度的检测: 路灯车回转时,在装有电涡流传感器的回转机构小齿轮上,每转过一个齿,都会产生一个脉冲,通过对脉冲计数及任意两个脉冲的时间间隔进行定时,可计算出塔臂回转角度和速度。当回转速度超限时,保护装置动作,并发出报警信号。由P1,3、P1,7检测路灯车的回转方向,由P3,0对脉冲进行计数可得到回转的角度,由T2对脉冲之间的时间间隔进行定时,可计算出回转的速度。 通过对某自升式路灯车结构强度、性能及可靠性的全面检测,可知路灯车结构的稳定性和强度是保证路灯车安全运行的主要因素,反映这一因素的主要参数有起重量、幅度、速度、方位角、回转速度、风速以及复合动作,并且在GB9462—88中对它们都规定了阈值。该监测系统是一种电子式显示监控系统。它通过路灯车实际工作时所产生的信号和预先储存的安全工作数值进行比较,以达到报警保护目的。当路灯车的起重量、小车幅度、运行速度接近安全工作值时,系统即发出报警信号;同时,它不断地在司机室显示出起重量、起重力矩、起升高度、回转角度、速度和工作幅度等各项参数。
特点: (1)能在一个显示屏上随时监测到反映路灯车运行状态的多种运行参数。(2)当被监测参数超过设定值时,可报警或断电停机,可自动记录起重机出现意外故障时的运行参数状态。(3)在该监测系统上可以开发路灯车故障诊断软件包。(4)利用信息融合技术,将各种监测参数融合后,可以实现空间定位、运行状态识别及安全保护、典型故障诊断等先进技术。
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