论文范文《轮胎式提梁机智能信息化集中管控技术设计及研究》|改论降

作者:

关键词: 提梁机 智能信息化 故障监测 胎压 智能巡检 安全预警

发布时间:2022-02-15 11:37

【摘 要】:对轮胎式提梁机结构分析,指出管控难点,采用智能信息化集中管控,设置物联网控制,设置智慧集中管控平台,对设备进行操作控制、权限设置、故障检测和预警、数字仿真等,解决远距离管控和监管及施工安全问题。


 轮胎式提梁机概况

轮胎式提梁机是随着中国高速铁路修建大量应用在箱梁场的重要设备,随着我国高铁建设里程的不断增加,我国在用轮胎式提梁机数量不断增加,据统计,每个铁路工程局均有20-30台该类设备,轮胎式提梁机具有起重提升能力强、自动化程度高等特点,目前国内轮胎式提梁机最大起重吨位已达到1100t,能适应跨度40m箱梁的生产,自2006年我国第一台提梁机生产并投入使用,提梁机已经过多次技术革新和进步,在现场的使用也不断成熟。

轮胎式提梁机主要由钢结构部分、液压系统、强电系统、弱电系统等组成,每个系统相互联系,互相影响,专业性强,因此,要实现对提梁机的有效管控,是每个施工单位面临的重要课题。

二、提梁机运行中管控难点

高速铁路施工项目的分散,各梁场一般配置1台提梁机,梁场人员对复杂设备管控能力不足,公司设置设备中心统一对大型设备进行集中管控,由于地域分散,导致设备实时状况不能及时了解掌握,存在后台管控薄弱滞后等问题。

1)提梁机结构复杂

提梁机结构复杂,体型庞大,额定起重量大,由不同操作人员进行操作,集中管控难度大,故障的出现必将影响生产进度,一旦出现重大安全隐患势必会造成重大安全事故。

2)提梁机运行复杂

提梁机工作处于运动状态,要想实现远程对设备的数据采集、视频监控、记录、分析等功能,必须保证设备上有足够稳定的网络信号。

3)提梁机关键控制点复杂

提梁机核心机构由动力机构、走行机构、转向机构、卷扬机构组成,集“机、电、液”为一体,基础数据涉及发动机的转速、油温、水温、油耗;各液压泵的系统压力、走行速度、转向角度;吊具的起升高度、起升速度、起重载荷等大量的基础数据。这些数据采集采集困难,不能仅仅依靠人工进行,必须采用现代化信息手段才能进行。

4)提梁机管理要求复杂

在设备管理中,需要适时对提梁机使用过程中人、机、料进行管控,为设备现场管理提供便利和帮助,实现设备基础数据的收集存储、巡检计划的执行反馈、操作人员持证上岗、人员配件的集中统一调度、安全预判预警、远程视频监控、一键锁机等功能。

智能信息管控设计

1)建设信息化平台网络

设置网络基础硬件、现场轮胎式提梁机安装的终端硬件以及后台服务器、交换机等,并进行有机结合布置,达到快捷、方便、稳定使用信息化系统的效果。

2)门禁及操作权限设置

提梁机上设置网络终端及门禁设备,开发后台专用BS管理软件和巡检程序软件,建立后台信息录入终端。研发后台终端应用程序软件,对提梁机操作人员基本信息进行录入和考勤,对设备操作权限进行分派和限定,对设备的使用率、上下机台的时间等进行统计。利用人脸识别、指纹录入打卡技术,并入设备巡检系统和终端云服务平台,限定操作人员权限,收集设备使用人员的操作信息,达到对操作人员的限制

3)设备故障预测与健康管理

利用PHM技术,对提梁机进行故障预测与健康管理在设备的关键部件,如电机,轴承等,通过传感器监测获取数据,根据历史数据,智能地诊断设备可能存在的运行健康问题、配合松动、轴承疲劳损伤等潜在故障,并设置绿、黄、红警示,及时发现隐患提前做好检修安排。包含设备预测总况界面,单个设备数据监测界面,监测历史数据查看以及监测参数临界值设置等功能。

如采用多端口胎压数据监测技术,实时掌握胎压数据,及时进行调整,可使提梁机多组(可达64个)轮胎气压始终保持在标准范围内,保证轮胎的良好工作性能,降低轮胎的磨损损耗,杜绝因胎压问题造成爆胎事件。

4)数据采集与监视控制

设计SCADA系统,即数据采集与监视控制系统,SCADA在运动系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。通过用压力、流量、距离、重量等传感器采集数据,将轮胎式提梁机的实时模拟量数据传输至服务器,再通过4G远程传输、IOT解析,将数据进行可视化编程。使设备管理相关人员通过手机终端或PC端可以远程访问服务器,实时查看设备当前数据及历史数据。

利用成熟的安全监控系统技术,在起重机驾驶室内安装摄像头,并入无线网路中,对操作人员全过程进行实时监控,杜绝违章作业。

5)安全预判预警

使用手机微信功能,在信息化设备管理平台中,设置超限报警范围,如对吊具起升高度、起重载荷、转向角度、轮胎胎压等参数,可以设定任意条件,通过微信功能进行触发预警。

6)信息化管理智能巡检

建立智能信息化设备管理平台,在平台上可同时进行多台大型设备管理,对现场维保及操作人员进行巡检任务指派,任务内容根据各项目要求,按需对操作人员下达任务,并可生成考核报表。现场人员使用PDA终端机进行巡检,具备故障上报,故障查遗消缺功能,更有效的防止事故或维护保养不当对设备造成损坏。

采用智能巡检系统,通过制定巡检计划,监督落实执行,形成设备的运行状态、维保过程、故障维修情况等全方位、全过程的管控记录,从而提升设备故障维修效率,避免因设备异常而导致重大事故和工期延误等情况的发生,为设备的安全运行保驾护航。

7)设备智慧指挥中心集中控制

在公司总部设置智慧指挥中心,设置监控智慧大屏进行展示,设置提梁机整体监测界面,通过和设备PLC建立通信,实时获取PLC数据,即设备运行状态以及设备运行参数,通过该界面更直观的反映设备状况,对公司分布在全国多地多梁场所有提梁设备均能建立联系,管控公司大型设备使用安全。

信息化管控效果

1)采用数据库服务器、远程IO模块、投入式传感器等设备,成功搭建了一套独立的网络平台,使公司所有轮胎式提梁机实时运行工况具备网络上传功能,同时可作为多台设备上传数据平台。也可对其他起重设备,如门吊、架桥机能进行集中管控。

2)采用各类传感器及监控设备云平台,实现了提梁机实时关键基础数据的采集、监测、存档,设备现场实时工况的视频,利用故障监测系统进行现场和管控中心报警,利用微信端推送预报、预警信息。

3)智能信息化系统可远程提取到各大型设备数据信息,通过采集数据的分析对比,可判断各类数据异常,达到预防设备故障及判定故障位置的目的,有效防止设备安全事故及经济损失。

4)采用智能云检系统及PDA手持终端机,实现了各级设备管理人员后台实时掌握施工现场设备运行状况的目的,保证了设备良好的运行状态。同时,设备检查、维修记录长期留存,为设备故障预判、故障分析提供了有力依据。提高设备安全可靠性的同时,降低了设备运行成本。

5)采用数据库服务器及显像监控设备,建立大型设备指挥调度中心,实现大型设备实时状况的及时了解掌握,解决后台管控薄弱滞后的问题。

6)利用人脸识别、指纹录入,对操作人员进行权限设置,防止设备不受中控中心控制,利用全方位监控,对设备现场运行,设备人员操作进行全方位管控。


结束语

通过对智能信息化平台进行设计,可实现轮胎式提梁机基础数据的采集,安全预警技术的预判,实时掌控设备运转状态。

通过搭建物联网平台,利用物联网技术,实时掌握机械设备的地理位置、使用状态、技术状态、故障情况等信息,解决了设备后台管控薄弱滞后的问题。最大限度的防范大型施工设备相关安全事故的发生,实现对设备的标准化、集中化、智能化的管控。

通过对提梁机结构特点、运行特点、施工特点的研究,设计一套针对提梁机远程管理的智能信息化集中管控技术,能对公司多台大型提梁机进行集中控制,避免梁场由于设备管理经验不足,管理不完善对设备的错误操作,使提梁机始终处于运行可控状态,降低设备故障率,减少维修成本。

轮胎式提梁机采用智能信息化系统平台进行集中管控,是大型设备进行精细化管控的起步,随着我国信息化技术的不断提高,各类大型设备将采用更加完善的管控手段,提高设备在运行中的安全风险,降低使用和维护成本。