СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ГРУЗОПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к системам регистрации параметров работы грузоподъемных машин.
Известны устройства для регистрации параметров грузоподъемных машин, выполненные в виде отдельных автономных регистраторов [РП-СК-3. Регистратор параметров с датчиком обнаружения ЛЭП в рабочей зоне стреловых самоходных кранов. Проспект ООО "Приборы безопасности", г.Жуковский Московской обл.], [Регистраторы параметров РП-БК-1 и РП-ГМ-1 для башенных, стреловых кранов и других типов грузоподъемных машин. Проспект ООО "Яуза-10", г.Мытищи Московской обл.]. Недостатком этих регистраторов является необходимость применения специальных устройств для переноса записанной информации из регистратора в компьютер для дальнейшей ее расшифровки, либо доставка переносного компьютера к регистратору на грузоподъемную машину. Кроме того, существенным недостатком автономных устройств является отсутствие регистрации в них информации о параметрах работы других приборов или элементов системы безопасности, например, о режиме работы ограничителя грузоподъемности.
Известны также системы регистрации параметров грузоподъемных машин, включающие периферийные устройства регистрации параметров грузоподъемной машины, цифровой вычислитель, блок памяти данных и блок индикации [патент РФ №2116240 C1, B66C 23/90, 27.07.1998], [патент РФ №7097 U1, B66C 23/90, 16.07.1998]. Недостатком этих систем является необходимость применения, дополнительно, специальных устройств для переноса записанной информации из блока памяти данных в компьютер для дальнейшей ее расшифровки. Как правило, такие системы регистрации параметров грузоподъемных машин имеют ограниченный объем памяти и
зачастую в них отсутствуют энергонезависимые часы и календарь, что не позволяет привязать регистрируемые события к реальному времени.
Наиболее близкой к предложенной является система регистрации параметров грузоподъемной машины, содержащая периферийные устройства регистрации параметров грузоподъемной машины, подключенные к информационным входам блока обработки данных, включающего в себя цифровой вычислитель, блок памяти данных (регистратор параметров крана), и блок архивации регистрируемых параметров, при этом информационные входы цифрового вычислителя образуют информационные входы блока обработки данных, к выходу цифрового вычислителя подключен вход блока индикации, а блок архивации регистрируемых параметров включает в себя контроллер, запоминающее устройство и порт проводного или беспроводного интерфейса, связанные с контроллером двухсторонними каналами обмена данными, и подключенный к входу контроллера таймер с автономным источником питания [патент РФ №54365 U1, B66C 23/90, 27.06.2006]. Это устройство позволяет отказаться от дополнительного считывающего устройства для переноса информации в компьютер, а также устранить лимит в объеме памяти для записи регистрируемых параметров за счет устранения необходимости в остановке крана для передачи информации из блока памяти данных в считывающее устройство или компьютер. Однако скачивание информации порциями из блока памяти данных в блок архивации регистрируемых параметров ставит в зависимость работу блока архивации регистрируемых параметров от исправности блока памяти данных и устройства ввода-вывода информации.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка системы регистрации параметров грузоподъемной машины, которая обеспечивала бы повышенную надежность регистрации рабочих параметров путем оптимизации связей между блоками системы и возможность визуального контроля регистрируемых параметров. Еще одной задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности
передачи информации о регистрируемых параметрах во внешние устройства различными способами.
Таким образом, достигаемый технический результат выражается в повышении надежности работы данной системы и расширении ее функциональных возможностей.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что в системе регистрации параметров грузоподъемной машины, содержащей периферийные устройства регистрации параметров грузоподъемной машины, подключенные к информационным входам блока обработки данных, включающего в себя цифровой вычислитель, блок памяти данных и блок архивации регистрируемых параметров, при этом информационные входы цифрового вычислителя образуют информационные входы блока обработки данных, а блок архивации регистрируемых параметров включает в себя контроллер, запоминающее устройство и порт проводного или беспроводного интерфейса, связанные с контроллером двухсторонними каналами обмена данными, и подключенный к входу контроллера таймер с автономным источником питания, согласно полезной модели, блок обработки данных и блок архивации регистрируемых параметров снабжены собственными блоками индикации, а цифровой вычислитель связан двухсторонними каналами обмена данными с блоком памяти данных и блоком архивации регистрируемых параметров.
Блок архивации регистрируемых параметров может быть выполнен в виде модуля, встроенного в блок обработки данных.
Предпочтительно, блок архивации регистрируемых параметров имеет дополнительный порт беспроводного или проводного интерфейса.
Двухсторонний канал обмена данными, связывающий цифровой вычислитель с блоком архивации регистрируемых параметров, может быть выполнен с возможностью отключения от цифрового вычислителя, при необходимости, блока архивации регистрируемых параметров и подключения к нему устройства для переноса записанной информации из блока памяти данных в компьютер для дальнейшей ее расшифровки.
Снабжение блоков обработки данных и архивации регистрируемых параметров собственными блоками индикации обеспечивает возможность визуального контроля за работой системы регистрации параметров грузоподъемной машины, что соответствует нормативному документу Госгортехнадзора России РД 10-399-0 «Требования к регистраторам параметров грузоподъемных кранов», утвержденным постановлением Госгортехнадзора России №7 от 09.02.2001, и расширяет функциональные возможности данной системы, а двухсторонние каналы обмена данными, связывающие цифровой вычислитель с блоком памяти данных и блоком архивации регистрируемых параметров, обеспечивают независимость работы блока архивации регистрируемых параметров от блока памяти данных, что повышает надежность работы данной системы.
Выполнение блока архивации регистрируемых параметров в виде модуля, встроенного в блок обработки данных, упрощает конструктивную реализацию данной системы и обеспечивает одновременную защиту указанных блоков от воздействия внешней среды.
Снабжение блока архивации регистрируемых параметров дополнительным портом беспроводного или проводного интерфейса обеспечивает возможность передачи информации о регистрируемых параметрах во внешние устройства различными способами и расширяет тем самым номенклатуру внешних устройств, которые могут быть использованы для работы с данной системой.
Выполнение двухстороннего канала обмена данными, связывающего цифровой вычислитель с блоком архивации регистрируемых параметров, с возможностью отключения, при необходимости, от цифрового вычислителя блока архивации регистрируемых параметров и подключения к нему устройства для переноса записанной информации из блока памяти данных в компьютер для дальнейшей ее расшифровки, обеспечивает возможность считывания информации непосредственно с блока памяти данных, например, в случае неисправности блока архивации регистрируемых параметров, что также повышает надежность работы системы.
На прилагаемом рисунке представлена блок-схема предлагаемой системы регистрации параметров грузоподъемной машины.
Система регистрации параметров грузоподъемной машины содержит периферийные устройства 1 регистрации параметров грузоподъемной машины и блок 2 обработки данных, включающий цифровой вычислитель 3, блок 4 памяти данных, блок 5 индикации и блок 6 архивации регистрируемых параметров.
Периферийные устройства 1 регистрации параметров грузоподъемной машины подключены к информационным входам цифрового вычислителя 3, а сам цифровой вычислитель связан двухсторонними линиями обмена данными с блоком 4 памяти данных и блоком 6 архивации регистрируемых параметров. К выходу цифрового вычислителя 3 подключен вход блока 5 индикации.
Блок 6 архивации регистрируемых параметров выполнен в виде модуля, встроенного в блок 2 обработки данных, и включает в себя контроллер 7, таймер 8 (часы реального времени), с автономным источником 9 питания для привязки регистрируемых параметров к реальному времени и запоминающее устройство 10, блок 11 индикации, ИК и USB - порты 12 и 13 для передачи информации в компьютер по проводному или беспроводному интерфейсу. Один из входов контроллера 7 является входом блока 6 архивации регистрируемых параметров, а к другому входу контроллера 7 подключен таймер 8 с автономным источником 9 питания. Запоминающее устройство 10 и порты 12 и 13 связаны с контроллером 7 двухсторонними каналами обмена данными.
Двухсторонний канал обмена данными, связывающий цифровой вычислитель 3 с блоком 6 архивации регистрируемых параметров, может быть выполнен с разъемом 14 для отключения, при необходимости, от цифрового вычислителя блока архивации регистрируемых параметров и подключения к нему устройства для переноса записанной информации из блока 4 памяти данных в компьютер для дальнейшей ее расшифровки. При этом блок 11 индикации может быть отключен от контроллера 7 с помощью
разъема 15. Конструктивно разъемы 14 и 15 могут быть совмещены в один комбинированный разъем.
Периферийные устройства 1 регистрации параметров крана представляют собой датчики различных типов (цифровые, аналоговые и др.), сигналы которых характеризуют положение в пространстве и нагрузки в различных элементах кранового оборудования. К периферийным устройствам 1 относятся также концевые выключатели, кнопки и т.п. источники дискретных сигналов, определяющие конфигурацию и режимы работы кранового оборудования. Состав периферийных устройств определяется типом грузоподъемного крана.
Система работает следующим образом.
Сигналы с периферийных устройств 1 после преобразования в цифровой код (при необходимости) подаются на информационные входы цифрового вычислителя 3 через интерфейс какого-либо вида (проводной или беспроводный), где на их основе производится вычисление других параметров работы грузоподъемной машины и ее механизмов (вылета, степени загрузки, показателей наработки и т.д.).
Параметры грузоподъемной машины, замеренные периферийными устройствами 1 и вычисленные цифровым вычислителем 3, наряду с информацией о параметрах и режимах работы системы безопасности грузоподъемной машины, поступившей в цифровой вычислитель от других элементов системы безопасности грузоподъемной машины, записываются одновременно в блок 4 памяти данных и в блок 6 архивации регистрируемых параметров с периодичностью, определяемой рабочей программой цифрового вычислителя. Причем объем памяти блока 4 может быть небольшим. Его минимальное значение определяется только временем передачи информации с блока 6 архивации в компьютер. Одновременно цифровой вычислитель 3 и контроллер 7 выдают сигналы на блоки 5 и 11 индикации. На блок 5 индикации выводится информация о параметрах работы грузоподъемной машины, измеряемых периферийными устройствами регистрации параметров и вычисляемых цифровым вычислителем, а также информация, хранимая в
блоке 4 памяти данных, например, данные для идентификации прибора безопасности. На блок 11 индикации выводится информация, формируемая в блоке 6 архивации, например, текущая дата и время, состояние портов и т.п.
Регистрируемые параметры, поступающие в блок 6, пересылаются контроллером 7 в запоминающее устройство 10, объем памяти которого практически не ограничен. Контроллер 7, помимо управления пересылкой и записью данных, может выполнять также роль устройства защиты информации от несанкционированного доступа и изменения.
По мере необходимости информация о регистрируемых параметрах передается из блока 6 через соответствующий порт 12 или 13 в компьютер без извлечения блока 6 из системы регистрации параметров грузоподъемной машины.
Заявленная полезная модель может быть изготовлена промышленным способом с использованием современных компонентов и технологий.
В качестве периферийных устройств регистрации параметров крана может быть использована серийно выпускаемая продукция Арзамасского приборостроительного завода, например, аналоговые датчики перемещений ЛГФИ.401221.004, ЛГФИ.401221.006, ЛГФИ.401221.008 и их исполнения, или новые разработки цифровых датчиков, в частности, датчик усилия цифровой ДУЦ ЛГФИ.404176.013, или аналогичная аппаратура других приборостроительных заводов.
Для реализации цифрового вычислителя 3 можно использовать микропроцессор MSP430F149 фирмы "Texas Instruments" (США) или другие микропроцессоры подобного типа.
Блок 4 памяти данных и запоминающее устройство 10 могут быть реализованы на электрически программируемых микросхемах памяти, в виде флэш-памяти, либо в виде накопителей на магнитных или оптических носителях.
Контроллер 6 может быть выполнен на таком же микропроцессоре, как и цифровой вычислитель, или на микропроцессоре другого типа.
В качестве таймера 8 можно использовать, например, высокоточные часы реального времени (RTC), построенные на микросхеме DS3231SN компании Maxim/Dallas Semiconductor (США), содержащей встроенные I2C интерфейс, термокомпенсированный кварцевый генератор (ТСХО) и 32.768 кГц кварцевый резонатор, с точностью хронометрирования RTC не хуже ±2 минут в год в диапазоне температур от - 40 до +85°С. RTC содержит высокоточный цифровой температурный датчик, к которому (как и к самим часам реального времени) можно получить доступ через I2C порт. Температурный датчик обеспечивает точность измерения температуры не хуже ±3°С. Встроенная схема контроля питания обеспечивает автоматическое переключение между основным и резервным (низковольтной батареей) источниками питания. При выключении основного источника питания RTC продолжает обеспечивать хронометрирование и измерение температуры без ухудшения точности. Прецизионный термокомпенсированный источник опорного напряжения и схема сравнения отслеживают напряжение основного питания VCC и при его снижении ниже заданного порога формируют сигнал сброса и осуществляют перевод схемы на работу от резервного источника питания. Встроенный источник сигнала прерывания используется для перезапуска управляющего микропроцессора при перезапуске источника питания. Часы реального времени отсчитывают секунды, минуты, часы, дни недели, дни месяца, месяц и год с коррекцией високосного года вплоть до 2100 г. Микросхема DS3231SN RTC работает от однополярного источника питания от 2,3 до 5,5 В и имеет стандартный 300 mil 16 контактный SO корпус.
В качестве автономного источника 9 питания может быть использована, например, литиевая батарея LS 14500, или NiMn аккумуляторная батарея VH АА 1500.
Возможна также реализация данной системы путем модернизации широко используемых в настоящее время на грузоподъемных машинах приборов безопасности, в частности, прибора ОНК-140, выпускаемого Арзамасским приборостроительным заводом.