СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ И НАСТРОЙКИ ПРИБОРА БЕЗОПАСНОСТИ ГРУЗОПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного оборудования и может быть использована на заводах-изготовителях приборов безопасности, на заводах-изготовителях грузоподъемных машин при комплектации их приборами безопасности, и специалистами сервисных и ремонтных организаций.
Известно устройство для контроля и диагностики прибора безопасности грузоподъемной машины, содержащее устройство ввода-вывода информации и блок формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности, включающий в себя блок управления и регистрации контролируемой информации и подключенные к нему модули постоянного и оперативного запоминающих устройств, два мультиплексора и инвертор. Устройство ввода-вывода информации содержит два коммутатора, цифро-аналоговый преобразователь, буфер, аналого-цифровой преобразователь, три блока хранения аналоговых сигналов и блок входных разъемов, при помощи которых осуществляется подключение стенда к прибору безопасности (RU 2087409 С1, 20.08.1997). В этом устройстве осуществляется формирование замещающих тестовых сигналов аналоговых датчиков прибора безопасности в соответствии с заранее установленной программой, передача этих сигналов на прибор безопасности, а также регистрация аналоговых и выходных дискретных сигналов прибора безопасности и определение его технического состояния путем анализа этих сигналов. Однако при этом не обеспечивается возможность контроля прибора безопасности с цифровыми датчиками рабочих параметров грузоподъемной машины, имеющими мультиплексный канал передачи данных.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности элементов является стенд для контроля, диагностики и настройки прибора безопасности грузоподъемной машины и его составных частей, содержащий: блок формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности, имеющего в своем составе информационно-управляющий блок, датчики параметров грузоподъемной машины, включающие аналоговые, цифровые и дискретные датчики, линию последовательного интерфейса, связывающую цифровые датчики с информационно-управляющим блоком прибора безопасности, и исполнительные реле; устройство ввода-вывода информации, включающее приемопередатчик или контроллер последовательного интерфейса и предохранительное устройство; и систему электропитания, включающую в себя блок питания прибора безопасности, блок питания устройства ввода-вывода информации и блок питания персонального компьютера (RU 86581 U1, 10.09.2009).
Данный стенд позволяет тестировать датчики, однако распространенные в приборах безопасности дискретные и аналоговые датчики необходимо в этом случае подключать через контроллер, находящийся в приборе безопасности, что в некоторых случаях невозможно из-за их неисправности или отсутствия доступа к данным цепям, что сужает функциональные возможности стенда.
Стенд не дает возможности имитировать работу распространенных в приборах безопасности дискретных и аналоговых датчиков при проверке информационно-управляющего блока, что сужает функциональные возможности стенда.
Отсутствует возможность определения состояния управляющих сигналов, что не позволяет выявить часть неисправностей информационно-управляющего блока, а также не позволяет определить правильность срабатывания прибора безопасности при отработке программы, что сужает функциональные возможности стенда.
Отсутствует возможность подачи на прибор безопасности релейных сигналов с различным уровнем напряжения для имитации работы прибора на грузоподъемной машине, что не позволяет выявить часть неисправностей информационно-управляющего блока, а также не позволяет определить правильность работы прибора безопасности при отработке его программы, что сужает функциональные возможности стенда.
Использование в качестве блока формирования персонального компьютера с наличием СОМ-порта может привести к дополнительным затратам по его приобретению, вследствие его отсутствия у большинства современных компьютеров, особенно у рекомендованных для использования для этих целей ноутбуков.
В стенде отсутствует защита от перенапряжения линий связи при подключении к неисправному прибору безопасности или его составной части, что может привести к выходу из строя стенда.
Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции стенда для контроля, диагностики и настройки прибора безопасности грузоподъемной машины и его составных частей, которая обеспечивала бы возможность:
тестировать дискретные и аналоговые датчики с непосредственным подключением к стенду;
имитировать работу дискретных и аналоговых датчиков при проверке информационно-управляющего блока;
определять состояние управляющих сигналов;
подавать на прибор безопасности релейные сигналы с различным уровнем напряжения для имитации работы прибора на кране;
использовать в качестве блока формирования персонального компьютера без СОМ-порта;
защищать стенд от перенапряжений при подключении к неисправному прибору безопасности или его составной части.
Дополнительные решаемые задачи и преимущества заявленной полезной модели будут понятны из последующего описания.
Поставленные технические задачи решаются тем, что в стенде для контроля, диагностики и настройки прибора безопасности грузоподъемной машины, содержащий: блок формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности, имеющего в своем составе информационно-управляющий блок, датчики параметров грузоподъемной машины, включающие аналоговые, цифровые и дискретные датчики, линию последовательного интерфейса, связывающую цифровые датчики с информационно-управляющим блоком прибора безопасности, и исполнительные реле; устройство ввода-вывода информации, включающее приемопередатчик или контроллер последовательного интерфейса и предохранительное устройство; и систему электропитания, включающую в себя блок питания прибора безопасности, блок питания устройства ввода-вывода информации и блок питания персонального компьютера, согласно полезной модели, в устройство ввода-вывода информации введены микроконтроллер, автономные или встроенные в микроконтроллер аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, три согласующих устройства, одно из которых выполнено автономным или встроенным в микроконтроллер, предохранительное реле, управляющий вход которого подключен к микроконтроллеру, и формирователь уровня выходных напряжений, при этом первые входы-выходы приемопередатчика последовательно интерфейса подключены к выходам-входам микроконтроллера, а вторые входы-выходы выполнены с возможностью подключения их через предохранительное реле к линии последовательного интерфейса, связывающей цифровые датчики с информационно-управляющим блоком прибора безопасности, микроконтроллер выполнен с возможностью подключения к нему входа информационно-управляющего блока через цифро-аналоговый преобразователь, выхода информационно-управляющего блока, выходов аналого-цифровых датчиков непосредственно или через аналого-цифровой преобразователь, выходов дискретных датчиков - через первое согласующее устройство, линии последовательного интерфейса - через второе согласующее устройство и блока формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности через третье согласующее устройство, автономное или встроенное в микроконтроллер, первый выход блока питания устройства ввода-вывода информации подключен к шине питания устройства ввода-вывода информации и к первому питающему входу формирователя уровня выходных напряжений, второй выход - ко второму питающему входу формирователя уровня выходных напряжений, управляющий вход которого подключен к выходу микроконтроллера, а выход формирователя уровня выходных напряжений выполнен с возможностью подключения его к дополнительному входу информационно-управляющего блока.
Предпочтительно, блок формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности выполнен в виде персонального компьютера, приспособленного для отработки алгоритмов и программ работы прибора безопасности.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Снабжение устройства ввода-вывода информации микроконтроллером и автономными или встроенными в микроконтроллер аналого-цифровым и цифро-аналоговым преобразователями и первым согласующим устройством позволяет тестировать дискретные и аналоговые датчики с непосредственным подключением к стенду без подключения дополнительных контроллеров и имитировать работу дискретных и аналоговых датчиков при проверке информационно-управляющего блока. Выполнение микроконтроллера с возможностью подключения выходов информационно-управляющего блока позволяет подать на стенд управляющие сигналы и определить с помощью микроконтроллера их состояние. Выполнение микроконтроллера с возможностью подключения линии последовательного интерфейса через второе согласующее устройство и снабжение стенда предохранительным реле позволяет измерять уровни напряжения линии связи и подключать ее к приемопередатчику последовательного интерфейса только при исправности линии связи и таким образом защищать стенд от перенапряжений при подключении к неисправному прибору безопасности или его составной части. Подключенное к микроконтроллеру или встроенное в него третье согласующее устройство обеспечивает согласование сигналов микроконтроллера с «USB»-портом компьютера и позволяет использовать современные персональные компьютеры без СОМ-порта. Включение в устройство ввода-вывода информации формирователя уровня выходных напряжений под управлением микроконтроллера позволяет подавать на прибор безопасности релейные сигналы с различным уровнем напряжения для имитации работы прибора на кране.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели - повышение эксплуатационной надежности стенда и расширение его функциональных возможностей.
На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого стенда в режиме регистрации показаний датчиков параметров грузоподъемной машины в виде грузоподъемного крана с подключением дискретных и аналоговых датчиков через стенд; на фиг.2 - с подключением дискретных и аналоговых к информационно-управляющему блоку; на фиг.3 - в режиме тестирования датчиков; на фиг.4 - в режиме тестирования информационно-управляющего блока.
Стенд для контроля, диагностики и настройки прибора 1 безопасности грузоподъемного крана содержит блок 2 формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности, выполненный в виде персонального компьютера, устройство 3 ввода-вывода информации и систему электропитания стенда и прибора безопасности, включающую в себя блок 4 питания прибора безопасности, блок 5 питания устройства ввода-вывода информации и блок 6 питания персонального компьютера.
Прибор 1 безопасности крана содержит информационно-управляющий блок 7 и комплекс 8 датчиков параметров крана, включающий аналоговые 9, дискретные 10 и цифровые 11 датчики. На чертеже для упрощения схемы показано только по одному аналоговому, цифровому и дискретному датчику. Конкретный набор датчиков, используемых в системе безопасности грузоподъемного крана, зависит от типа грузоподъемного крана. Информационно-управляющий блок 7 может иметь и другое наименование, например, в приборах безопасности ОНК-160 Б и ОНК-160 С, выпускаемых ООО «Арзамасский электромеханический завод», данный блок назван как «Блок отображения информации» (БОИ), а в приборе безопасности ОНК-160 М блок 7 назван как «Блок управления» (БУ). К информационно-управляющему блоку подключены исполнительные реле (на чертеже не показаны).
Блоком 4 питания прибора 1 безопасности грузоподъемного крана, входящего в его состав комплекса 8 датчиков параметров крана и, при необходимости, устройства 3 ввода-вывода информации может быть внешний (как это показано на чертежах) или расположенный внутри прибора безопасности преобразователь электропитания сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы информационно-управляющего блока 7 и комплекс 8 датчиков параметров крана, или какой-либо другой источник постоянного тока с выходным напряжением 10-30 В, например, аккумулятор крана. В качестве блока 5 питания устройства 3 ввода-вывода информации и, при необходимости, прибора 1 безопасности использовано устройство, преобразующее электропитание сети переменного тока напряжением 220 В в постоянный ток напряжением 24 В. Блоком 6 питания персонального компьютера, например, ноутбука, является входящий в его состав сетевой адаптер или аккумулятор.
Устройство 3 ввода-вывода информации содержит микроконтроллер 12, приемопередатчик 13 последовательного интерфейса, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 15, три согласующих устройства (СУ) 16-18, преобразователь 19 напряжения постоянного тока в напряжение постоянного тока (DC/DC преобразователь), предохранительное реле 20, предохранительное устройство 21 и формирователь 22 уровня выходных напряжений. Преобразователь 19 конструктивно выполнен в составе устройства 3 ввода-вывода информации, как это показано на чертежах, но может также входить в состав блока 5 питания. Блок 5 может иметь в своем составе фильтрующее устройство и устройство защиты от перегрузки (на чертеже не показаны).
Первые входы-выходы приемопередатчика 13 последовательно интерфейса подключены к выходам-входам микроконтроллера 12, а вторые входы-выходы выполнены с возможностью подключения их через предохранительное реле 20 к линии последовательного интерфейса 23, связывающей цифровые датчики 11 параметров крана с информационно-управляющим блоком 7 прибора 1 безопасности. Управляющий вход предохранительного реле 20 подключен к соответствующему выходу микроконтроллера.
Микроконтроллер 12 выполнен с возможностью подключения к нему входа информационно-управляющего блока 7 через цифро-аналоговый преобразователь 15, выхода информационно-управляющего блока 7, выходов аналоговых датчиков 9 параметров крана непосредственно или через аналого-цифровой преобразователь 14, выходов дискретных датчиков 10 - через первое согласующее устройство 16, обеспечивающее согласование по уровню напряжения, линии 23 последовательного интерфейса - через второе согласующее устройство 17 и блока 2 формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности (разъема 24 USB-порта персонального компьютера) через третье согласующее устройство 18, автономное или встроенное в микроконтроллер 12.
Выход блока 4 питания с напряжением +24 В подключен к шине питания информационно-управляющего блока 7. Питание комплекса 8 датчиков параметров крана осуществляется от модуля питания (на чертеже не показан), входящего в состав информационно-управляющего блока 7.
Первый выход блока 5 питания с напряжением на выходе 24 В подключен через предохранительное устройство 21 к шине 25 питания устройства 3 ввода-вывода информации и к шине питания информационно-управляющего блока 7, а второй выход блока 5 питания с напряжением на выходе 220 В подключен к первому питающему входу формирователя 22 уровня выходных напряжений. К шине 25 подключены второй питающий вход формирователя 22 уровня выходных напряжений и вход преобразователя 19 напряжения постоянного тока в напряжение постоянного тока (DC/DC преобразователь). Управляющий вход формирователя 22 уровня выходных напряжений подключен к выходу микроконтроллера 12, а выход выполнен с возможностью подключения его к дополнительному входу информационно-управляющего блока 7.
Первый выход преобразователя 19 с напряжением +3,3 В подключен к питающим входам микроконтроллера 12, аналого-цифрового преобразователя 14 и цифро-аналогового преобразователя 15, а второй выход с напряжением +5 В - к питающим входам приемопередатчика 13 последовательного интерфейса и согласующего устройства 18.
Микроконтроллер 12 может быть реализован на основе микросхемы MSP430F149 фирмы "Texas Instruments" (США).
В качестве приемопередатчика 13 последовательного интерфейса может быть использована микросхема TJA1050T (в случае использования интерфейсной шины CAN).
Аналого-цифровой 14 и цифро-аналоговый 15 преобразователи может быть встроены в микроконтроллер MSP430F149 фирмы "Texas Instruments" (США), однако могут быть и автономными.
Согласующее устройство 16, 17 представляют собой делители напряжения
Согласующее устройство 18 может быть реализовано на основе микросхемы FT245RL фирмы Future Technology Devices International Limited (Великобритания)
Преобразователь 19 напряжения постоянного тока в напряжение постоянного тока (DC/DC преобразователь) может быть реализован, например, на микросхемах PKV3222PI и TPS7333QD. На вход преобразователя подается постоянный ток напряжением 24 В. Преобразователь 19 обеспечивает питанием микроконтроллер 12, аналого-цифровой преобразователь 14 и цифроаналоговый преобразователь 15 с напряжением постоянного тока 3,3 В, а также приемопередатчик последовательного интерфейса 13 и согласующее устройство с напряжением постоянного тока 5 В.
Предохранительное реле 20 имеет количество замыкающих контактов по числу проводов в линии последовательного интерфейса. Оно может быть выполнено на основе реле TRR-2A-24-D с двумя замыкающими контактами (в случае использования интерфейсной шины CAN).
Предохранительное устройство 21 представляет собой диод, катод которого подключен к линии питания 25, а анод соединен с блоком питания 5. В качестве такого диода может служить диод S3G фирмы (PHILIPS).
Формирователь уровня выходных напряжений 22 представляет собой набор электронных ключей и может быть выполнен на основе микросхем К293КР2АТ для напряжения 24 В и микросхем К293КР3ВТ для напряжения 220 В.
В штатный комплект поставки стенда входят следующие изделия и программное обеспечение:
устройство ввода-вывода информации;
кабель для подключения устройства ввода-вывода информации к разъему USB-порта персонального компьютера;
соединительные жгуты для подключения прибора безопасности к устройству ввода-вывода информации;
CD-диск с программным обеспечением.
В качестве блока 2 формирования замещающих тестовых сигналов и/или регистрации выходных сигналов прибора безопасности может быть использован любой современный персональный компьютер, предпочтительно, ноутбук.
Предлагаемый стенд представляет собой аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий:
компьютерную имитацию работы информационно-управляющего блока 7 в процессе получения информации от датчиков, входящих в комплект конкретного прибора безопасности;
графическое отображение на мониторе персонального компьютера процессов измерения параметров работы крана датчиками прибора безопасности;
отображение на мониторе персонального компьютера рабочих и настроечных параметров датчиков и редактирование настроечных параметров;
передачу и запись в персональный компьютер реальных сигналов датчиков, установленных на кране, в процессе его работы, с возможностью их последующего многократного воспроизведения при настройке прибора безопасности;
компьютерную имитацию работы аналоговых, дискретных и цифровых датчиков и управляющих сигналов, поступающих с крана во время его работы на информационно-управляющий блок и моделирование выходных сигналов датчиков для оценки исправности и работоспособности информационно-управляющего блока и для настройки отдельных измерительных каналов;
контроль исправности CAN линии связи;
Стенд может работать в четырех основных режимах:
«Режим регистрации показаний датчиков параметров крана с подключением дискретных и аналоговых датчиков через стенд»;
«Режим регистрации показаний датчиков параметров крана с подключением дискретных и аналоговых к информационно-управляющему блоку»;
«Режим тестирования датчиков параметров крана»;
«Режим тестирования информационно-управляющего блока».
Режим регистрации показаний датчиков параметров крана с подключением дискретных и аналоговых датчиков через стенд
Блок-схема подключения стенда к прибору безопасности грузоподъемной машины в данном режиме показана на фиг.1. В этом режиме прибор безопасности полностью укомплектован датчиками и установлен или на кране или в лабораторных условиях для проверки исправности, функционирования или диагностики. Роль блока 2 формирования замещающих тестовых сигналов и регистрации выходных сигналов прибора безопасности выполняет персональный компьютер, который в данном режиме используется как регистратор, т.е. как запоминающее устройство для записи показаний датчиков прибора в процессе цикла нагружения крана. Устройство 3 ввода-вывода информации подключено к персональному компьютеру и к шине 23 последовательного интерфейса.
Если предполагается питание стенда от блока 4 питания прибора безопасности при отсутствии необходимости подачи на информационно-управляющий блок напряжения 220 В, то блок питания 5 может не подключаться, стенд будет получать питание от блока 4.
Если по каким-либо причинам нет возможности питать устройство 3 ввода-вывода информации и прибор 1 безопасности от его блока 4 питания, то они могут быть запитаны от блока 5 питания через предохранительное устройство 21, которое предохраняет блок питания 5 от возможных перенапряжений.
Включать прибор безопасности с датчиками и стенд в этом режиме целесообразно в том случае, когда необходимо проверить работу контроллеров и алгоритм обработки сигналов аналоговых и дискретных датчиков прибора безопасности.
Режим регистрации показаний датчиков параметров крана с подключением дискретных и аналоговых датчиков к информационно-управляющему блоку
Блок-схема подключения стенда к прибору безопасности грузоподъемной машины в данном режиме показана на фиг.2. В этом режиме прибор безопасности полностью укомплектован датчиками и установлен или на кране или в лабораторных условиях для проверки исправности, функционирования или диагностики. Роль блока 2 формирования замещающих тестовых сигналов и регистрации выходных сигналов прибора безопасности выполняет персональный компьютер, который в данном режиме используется как регистратор, т.е. как запоминающее устройство для записи показаний датчиков прибора в процессе цикла нагружения крана. Устройство 3 ввода-вывода информации подключено к персональному компьютеру и к шине 23 последовательного интерфейса.
Включать прибор безопасности с датчиками и стенд в режиме регистрации показаний датчиков целесообразно в том случае, когда прибор безопасности и все его блоки и датчики полностью исправны и работоспособны. Этот режим выбирается тогда, когда необходимо на кране зарегистрировать (записать в память персонального компьютера) данные со всех датчиков в процессе рабочего цикла нагружения крана: подъем груза, перемещение, опускание груза. Для дополнительного визуального контроля цикла нагружения, данные о показаниях датчиков могут быть оперативно выведены на экран монитора персонального компьютера. Это особенно важно делать на новом кране при его сдаче в эксплуатацию, или на кране, находящемся в эксплуатации после установки на него нового прибора безопасности и его настройки.
Эти данные позволяют хранить и воспроизводить многократно всю историю жизненного цикла крана и его ограничителя. Они могут быть в дальнейшем использованы как эталон для данного крана и даже для данного типа кранов, стать основой своеобразного банка данных о данном конкретном кране и его ограничителе. С их помощью можно впоследствии изучать изменение характеристик крана и прибора в процессе их эксплуатации, проверять изменение показателей точности прибора и его датчиков, выявлять на кране и в приборе узлы, блоки и датчики, требующие повышенного внимания, ремонта или замены.
Используя эти данные, можно, например, при выходе информационно-управляющего блока 7 из строя и замене его новым экземпляром, настроить его, не проводя подъем эталонных грузов, а лишь имитируя сигналы от датчиков данного крана. На основе этих данных можно выполнять контроль работоспособности и диагностику неисправностей информационно-управляющего блока 7 не только данного крана, но и других кранов, использующих аналогичный ограничитель нагрузки крана. Эти данные могут оказать помощь также при контроле, диагностике различных датчиков прибора, так как с ними можно сравнивать текущие показания датчиков крана в процессе его цикла нагружения. Наконец, банк данных о данном конкретном кране и его ограничителе позволяет выполнять в случае необходимости поверку приборов безопасности.
Режим тестирования датчиков параметров крана
В режиме тестирования датчиков информационно-управляющий блок 7 прибора безопасности к стенду не подключается (фиг.3), а подключены только его датчики. Но так как датчики приборов безопасности в большинстве своем не имеют собственных источников питания, а питаются от блока 4 питания прибора безопасности, то в этом режиме датчики получают питание от блока 5 питания устройства 3 ввода-вывода информации. Режим тестирования датчиков используется для контроля работоспособности датчиков, для проверки точности их работы, для присвоения адресов цифровым датчикам, для контроля диапазона входных напряжений в аналого-цифровой преобразователь контроллера прибора безопасности, для коррекции при необходимости их настроечных параметров, таких, например, как смещение нуля, поправочные температурные коэффициенты и т.д. Значения этих напряжений и параметров необходимо знать также при диагностике датчиков и выявлении характера их возможных неисправностей. Введение поправочных температурных коэффициентов на заводе при производстве датчиков - это обязательная процедура, которой предшествует выдержка датчика в термокамере при предельных значениях температур, соответствующих диапазону условий применения датчика.
В режиме тестирования датчиков возможно, воздействуя на датчик (задавая, например, нагрузку, поворачивая датчик, или вращая его на специальных эталонных тарированных испытательных стендах), контролировать выходной сигнал с датчика, оценивать при этом точностные характеристики датчика, а при необходимости и наличии эталонных испытательных стендов выполнять поверку датчиков и приборов безопасности. Сигнал с датчика, прошедшего поверку, может быть записан в банк данных данного датчика в персональный компьютер и в дальнейшем эта запись может использоваться как эталонный замещающий тестовый сигнал при работе стенда в режиме тестирования информационно-управляющего блока 7. Используя записи замещающих сигналов датчиков, полученные на кране при выполнении циклов нагружения, можно затем в режиме тестирования информационно-управляющего блока 7 осуществлять настройку прибора безопасности в лабораторных условиях.
Режим тестирования датчиков позволяет выполнять на персональном компьютере отработку алгоритмов и программ работы прибора безопасности, условия срабатывания исполнительных реле прибора безопасности при превышении предельной паспортной грузоподъемности крана, при выходе груза за пределы зоны координатной защиты и т.д.
Режим тестирования информационно-управляющего блока
В режиме тестирования информационно-управляющего блока 7 к устройству 3 ввода-вывода информации стенда подключается только информационно-управляющий блок (фиг.4). Физические датчики в этом режиме участия не принимают. Их роль выполняет блок 2 формирования замещающих тестовых сигналов - персональный компьютер. В банке данных хранятся математические модели всех датчиков не только данного прибора безопасности, но и приборов всех типов данной марки, с помощью которых можно имитировать работу датчиков. При этом можно моделировать работу датчиков не только комплексно, имитируя цикл нагружения конкретного крана, но и по отдельности, группы датчиков или каждого отдельного датчика. Этот сигнал через устройство 3 ввода-вывода поступает на вход информационно-управляющего блока 7, на дисплее которого отображается реакция прибора на входной моделирующий сигнал, а в регистратор записывается информация, соответствующая показаниям данного датчика или группы датчиков.
Этот режим позволяет проверить работоспособность информационно-управляющего блока 7 даже при наличии в комплекте прибора неисправных датчиков. Дело в том, что, если собрать комплект прибора безопасности с его датчиками (на кране или на столе в лабораторных условиях - это не имеет значения), в котором есть неисправные датчики, то проверить работоспособность и исправность информационно-управляющего блока 7 не представляется возможным, так как на дисплее информационно-управляющего блока будет индикация об ошибке, сработает исполнительное реле, его контакты будут разомкнуты, включится световая и звуковая индикация, никаких показаний прибор 1 безопасности давать не будет, так как неисправный датчик означает неисправность прибора и невозможность его дальнейшей работы. При использовании же предлагаемого стенда, даже в случае моделирования показаний только одного датчика, информационно-управляющий блок 7 будет работать в штатном режиме, так как реально с персонального компьютера на информационно-управляющий блок будет поступать информация со всех возможных в данной комплектации математических моделей датчиков, только сигналы с датчиков, которые не используются в данном тесте, будут нулевыми. Т.е. при этом есть возможность проверять реакцию информационно-управляющего блока на изменение показаний отдельных датчиков или их локальных групп.
Этот режим также очень удобен для проверки правильности рабочих алгоритмов и программ прибора, так как позволяет выявить эти ошибки еще на этапе их отладки до запуска в серийное производство. Он также позволяет более качественно выполнить в лабораторных или заводских условиях трудоемкую и непростую процедуру выбора типа кривой для аппроксимации грузовых характеристик крана в приборе безопасности и подбора ее коэффициентов.
В данном режиме также выполняется проверка работы входных и выходных управляющих сигналов прибора безопасности и их алгоритм работы в лабораторных условиях.
Кроме того, в данном режиме очень легко выполняется проверка работы регистратора параметров прибора безопасности. Подавая замещающие тестовые сигналы определенной величины, моделируя цикл нагружения крана и выполнения краном различных рабочих движений, и включив информационно-управляющий блок 7 в рабочий режим, можно в лабораторных условиях записать показания прибора в регистратор параметров, затем считать эти показания, и на персональном компьютере сравнить информацию регистратора с параметрами моделирующих сигналов датчиков. На основании такого сравнения можно делать вывод об исправности, работоспособности и точности регистратора.
При подъеме грузов на некоторых типах кранов (например, на мостовых) в момент отрыва груза и его подъема возникают сильные вибрации и связанные с ними колебательные переходные процессы в выходных сигналах датчиков силы. Эти колебательные процессы снижают точность измерений веса поднимаемого груза и даже при больших амплитудах выбросов сигнала могут привести к неправомерному срабатыванию прибора безопасности. Для исключения этого явления в алгоритмах работы приборов безопасности реализуются различные фильтры, но для их корректной работы необходим правильный подбор коэффициентов. Значения этих коэффициентов индивидуальны для каждого конкретного крана и должны подбираться по результатам измерений на данном кране. Эта работа также может быть выполнена более корректно и качественно в режиме тестирования информационно-управляющего блока при воспроизведении на персональном компьютере ранее записанных реальных процессов нагружения данного крана.
В этом режиме возможна также настройка в лабораторных условиях нового информационно-управляющего блока 7, который должен быть установлен на кран взамен старого, вышедшего из строя. Разумеется, для этого необходимо наличие банка памяти, в котором хранится информация о показаниях датчиков при предыдущих настройках прибора. Эта информация должна быть получена ранее в режиме регистрации, который описан выше.
Режим тестирования информационно-управляющего блока 7 позволяет в лабораторных условиях до установки, например, прибора на башенный кран при переезде на новую площадку, завести значения параметров координатной защиты прибора для новых условий работы. Зная геометрию будущей стройплощадки и координаты рельсового пути, можно рассчитать на персональном компьютере значения датчиков азимута, вылета и высоты крюка, при которых должна срабатывать координатная защита, затем смоделировать эти значения на стенде в режиме тестирования информационно-управляющего блока и занести соответствующие параметры в настройки прибора. В режиме тестирования информационно-управляющего блока, так же, как и в трех предыдущих, постоянно осуществляется проверка исправности CAN линии связи, т.е. исправности выходных микросхем приемопередатчика 13 последовательного интерфейса с использованием предохранительного реле 20. В случае выхода уровней напряжений линии связи из допустимого диапазона, измеряемых микроконтроллером 12, происходит отключение приемопередатчика 13 от прибора безопасности, что позволяет защитить стенд от выхода из строя.
И, наконец, в этом режиме возможна проверка в лабораторных условиях точности срабатывания прибора безопасности при превышении допустимой нагрузки на кран и его механизмы подъема, и проверка срабатывания его координатной защиты.
Описанное устройство является лишь частным примером осуществления предлагаемой полезной модели. Понятно, что в зависимости от условий применения данного стенда может меняться конструкция его отдельных узлов при сохранении сути предложенной полезной модели.
Заявленный стенд может быть изготовлен на приборостроительном предприятии с использованием современных электронных компонентов и технологий.