本體考慮到冗余度安裝一至二個傳感器,由于是三軸傳感器故傳感器安裝方向沒有影響,可以進行軟件設置;安裝方式為螺栓剛性連接。
[0039]數據采集及監控單元:該單元主要由數據采集模塊、控制模塊及通訊模塊組成。其中,數據采集模塊在工作時通過數據線采集傳感器參數。控制模塊主要功用為對采集的數據與記錄在寄存器內的各傳感器許用數值進行對比及分析,當有傳感器參數處于超限等異常情況下,該模塊通過通訊模塊將異常數據上傳至現場顯示終端;在重要工工作參數出現異常或者接受現場顯示終端所上傳的停機指令時,該系統將主動切斷液壓閥塊的控制電路,從而實現系統帶故障停用。直至完成系統維修并重新啟動。通訊模塊主要功用為通過無線/有線通訊系統與現場顯示終端連接。
[0040]所述顯示終端及比較單元:該單元包含通訊模塊、控制模塊、顯示模塊、GPRS模塊等。該系統通訊模塊通過有線通訊模式與電子防拆標簽讀取模塊連接,接收電子防拆標簽讀取模塊所讀取的防拆標簽識別碼。控制模塊主要對讀取的防拆標簽識別碼進行對比與識另Ij,并可通過自動判定和遠程遙控控制液壓抓斗換向電磁閥控制線的通斷。GPRS模塊用于遠程數據傳輸,可通過遠程數據鏈與遠程基站進行通訊。
[0041]使用上述系統進行液壓抓斗沖擊及姿態監控的方法:包括以下步驟:參看圖2,
[0042]a)傳感器單元分別將抓斗主體姿態/加速度傳感器與抓瓣姿態/加速度傳感器的數據上傳至數據采集及監控系統;
[0043]b)數據采集及監控單元按時序分別記錄各數據采集通道的數值,通過I/O轉換將模擬量信號轉換為數字信號,并與儲存在監控系統中的各物理量許用區間進行對比;當各傳感器物理量在許用范圍內,監控系統不介入抓斗控制,各傳感器采集參數通過通訊模塊傳輸至現場顯示終端系統予以顯示與記錄;
[0044]c)當操作失誤或其他原因導致抓斗過度傾斜或輕微撞擊斗池時,部分非主要工作系統物理量監控數值超過許用區間;數據采集及監控單元根據預編寫的故障判定算法對發生傾斜或碰撞的系統進行記錄(包括傾斜角度、傾斜方向、碰撞方向、碰撞加速度、碰撞部位等信息),并將故障代碼上傳至現場顯示終端系統;現場顯示終端系統通過聲光報警提示操作人員;并通過GPRS模塊將故障代碼、出現時間和其他信息上傳至遠程終端;
[0045]d)當傳感器檢測物理量嚴重超限或重要參數超限時,(如抓斗發生嚴重碰撞或嚴重傾斜),考慮到抓斗可能已經受到破壞,數據采集及監控系統在上傳故障信息的同時將自動切斷閥組的控制端,并進入故障保護模式,在此模式下,抓斗在完成張開動作后控制系統將鎖定抓斗從而防止帶故障運行導致更大的破壞,直至抓斗完成維修并清除故障代碼。
[0046]所述的液壓抓斗沖擊及姿態監控方法,還可以通過差動算法計算各抓瓣與抓斗主受力支架所呈相對角度,配合液壓油缸壓力傳感器從而判斷指定抓瓣的相關信息。
[0047]液壓抓斗防拆識別及遠程停止系統,包括:
[0048]安裝在液壓抓斗上的有源電子防拆標簽,用于讀取有源電子防拆標簽信息的電子防拆標簽讀取模塊,與電子防拆標簽讀取模塊連接的可以控制抓斗停止的現場顯示終端單
J L ο
[0049]所述有源電子防拆標簽,該標簽是一種帶有內置電源的高頻/甚高頻發射器。在正常工作時,該標簽會以一定頻率發送預先編寫的識別碼。改標簽固定端端為一根防拆導線,該導線懸掛于關鍵零部件(如液壓栗、電機、液壓閥塊等)的固定螺栓上。一旦拆卸螺栓導致該導線斷裂,防拆電子標簽將會停止發送信號。
[0050]進一步參看圖3,在防拆零件4的螺栓一端,即在螺栓I的非承載端打孔,防拆導線2穿過該孔,與有源電子防拆標簽3形成閉合。拆卸該零件則必須拆開螺栓,拆開螺栓則必然損壞防拆導線2,則有源電子防拆標簽3就會停止發送信號。
[0051]所述電子防拆標簽讀取模塊,該模塊是一種與有源電子防拆標簽相匹配工作的讀取模塊。該模塊能夠按時序讀取工作范圍內的所有電子標簽的發送信息,從而完成防拆電子標簽的應答工作;并將應答信號傳輸至現場顯示終端系統。通常情況下該模塊安裝于控制室內。
[0052]現場顯示終端單元,該單元包含通訊模塊、控制模塊、顯示模塊、GPRS模塊。該單元中的通訊模塊通過有線通訊模式與電子防拆標簽讀取模塊連接,接收電子防拆標簽讀取模塊所讀取的防拆標簽識別碼。控制模塊主要對讀取的防拆標簽識別碼進行對比與識別,并可通過自動判定和遠程遙控控制液壓抓斗換向電磁閥控制線的通斷。GPRS模塊用于遠程數據傳輸,可通過遠程數據鏈與遠程基站進行通訊。
[0053]參看圖4,在防拆保護模式下,液壓抓斗防拆識別及遠程停止方法如下:
[0054]a)電子防拆標簽讀取模塊按時序讀取在工作范圍內的所有電子防拆標簽識別碼,并通過通訊模塊將識別碼傳輸至現場顯示終端系統;
[0055]b)現場顯示終端系統通過對比讀取識別碼與系統預編寫識別碼從而對系統是否被非法拆裝進行辨識;
[0056]c)當電子防拆標簽被非指定維修人員拆卸時,由于固定端導線斷裂,電子防拆標簽將會自動停止識別碼的發送。從而現場顯示終端將會記錄改識別碼最后一次發送的時間,同時通過顯示模塊進行報警;
[0057]d)在規定時間內如果該電子標簽識別碼不再出現,系統將會進入鎖止狀態;此時,現場顯示終端將會通過GPRS系統將故障信息上傳至遠程基站。同時切斷換向電磁閥的控制電源。直至遠程基站發送指令解除鎖止狀態液壓抓斗方可再次進入工作。
[0058]在遠程停止模式下:液壓抓斗防拆識別及遠程停止方法如下:
[0059]a)遠程基站向指定的抓斗現場顯示終端系統發送停止命令;
[0060]b)現場顯示終端通過GPRS模塊接收改命令,并切斷換向電磁閥的控制電源。從而完成液壓抓斗系統的遠程停止。
[0061 ]該模式主要用于生產商權限停止液壓抓斗的工作遠程停止。
[0062]液壓抓斗自檢測及安全系統,包括:
[0063]設置在抓斗上的傳感器組件,與傳感器組件連接的數據采集及監控系統,與數據采集及監控系統連接的現場顯示終端系統;所述數據采集及監控系統用于控制液壓抓斗的停用,所述現場顯示終端系統用于顯示相關工作參數和控制狀態并將數據外傳至指定系統。
[0064]所述傳感器組件:傳感器組件主要由液壓類傳感器、電氣類傳感器、環境類傳感器組成;液壓類傳感器在工作時將對液壓抓斗液壓系統中關鍵部件(如液壓栗、換向閥塊、液壓缸等)組件的工作油壓進行數據采集;電氣類傳感器將對液壓抓斗的電氣系統關鍵部分(如電機工作參數,閥塊工作參數等)進行數據采集;環境類傳感器將對環境類參數(如外界溫度、外界濕度等)參數進行采集;所有傳感器組件通過數據線與數據采集及監控系統連接。
[0065]參看圖5,其中A為電機參數監測點,設置有電氣傳感器;B為油栗參數監測點,設置有液壓傳感器;C為油缸工作油壓監測點,設置有液壓傳感器;D為電磁換向閥監測點,設置有電氣傳感器;E為主工作油路油壓監控點,設置有液壓傳感器;F為液壓油液位監控點,設置有液壓傳感器;G為油液污染監控點,設置有液壓傳感器;H為油缸行程監測點,設置有液壓傳感器。
[0066]數據采集及監控系統:該系統主要由數據采集模塊、控制模塊及通訊模塊組成;其中,數據采集模塊在工作時通過數據線采集各傳感器參數。控制模塊主要功用為對采集的數據與記錄在寄存器內的各傳感器許用數值進行對比及分析,當有傳感器參數處于超限等異常情況下,該模塊通過通訊模塊將異常數據上傳至現場顯示終端;在重要工作零部件(如液壓缸、液壓栗等)出現工作參數異常或者接受現場顯示終端所上傳的停機指令時,該系統將主動切斷液壓閥塊的控制電路,從而實現系統帶故障停用;直至完成系統維修并清除故障碼;通訊模塊主要功用為通過無線/有線通訊系統與現場顯示終端連接。
[0067]現場顯示終端系統:該系統包含通訊模塊,顯示模塊,GPS/GPRS模塊,數據外傳接口模塊等,實現數據遠距離通信和存儲,顯示相關工作參數和控制狀態;其中,通訊模塊通過無線/有線通訊與數據采集及監控系統連接;顯示模塊主要用于顯示系統狀態、各傳感器參數、系統是否故障等信息,在系統發生故障時,通過顯示系統進行報警。GPRS模塊主要功用為通過遠程數據鏈將系統參數及故障情況上傳至遠程終端。數據外傳接口主要通過有線數據傳輸模式(如:CAN接口、RS485接口等)將數據外傳至指定系統。
[0068]參看圖6,液壓抓斗自檢測及安全系統的自檢測方法,包括以下步驟:
[0069]a)接通液壓抓斗電源;
[0070]b)液壓栗進入工作狀態,此時,液壓閥關閉;使液壓栗栗油僅通過溢流閥回如液壓油箱;通過液壓栗前端安裝的壓力、流量傳感器對液壓栗栗油壓力、栗油流量進行監測;計算液壓栗容積效率及工作油壓;同時,監測電機線電流,線電壓與溫升情況;
[0071]c)液壓栗停止工作,液壓閥關閉;使液壓栗與液壓閥之間管路形成保壓;