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起重机械安全监控管理系统的采样周期检测方法

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2018-02-27 16:42:00

一、安监系统的试验方法

标准中定义了安监系统的结构模式,见图1。从1可以看出,安监系统由多个单元组成,其中信息处理单元是核心部分,因此应当是检验的重点。

目前标准中规定的检验项目中,给出了具体的数据指标和试验方法的试验项目有三项:起重量、幅度和起重力矩。这三项均为模拟量,其精度均取决于传感器,即信息采集单元,而与信息处理单元关系不大。其他的检验项目,多是功能性要求,检验方法也比较简单,以现场操作验证和目测为主。

对于信息处理单元,标准中已经规定了技术指标:在运行周期内系统的采样周期不应大100ms,并没有给出具体的试验方法。对于安全监控系统,这个指标非常关键,接决定了系统能否准确及吋的监控异常号,而且也是开发的技术难点之一。实践中各地安监部门都认识到该指标的重要性,但苦于没有很好的验证方法,只能让系统的开发、实施企业自行说明,因此给一些不法企业幵了方便之门。

 

二、采样周期的重要性

为确保安全运行,起重机安装了较多的保护装置,如高度限位、门限位、超载、过载等,都会直接或间接的控制制动器,一旦保护装置被触动,制动器必须立即动作。这些信号之间的变化间隔有200-300ms。当起重机出现溜钩事故时,需要检查操作指令、各种保护信号、制动控制信号和制动器闭合完成号的时间差,以便分析是哪一个环节出现问题。正常情况下,此类信号之间的时间间隔也是100ms数量级的。根据均匀抽样定理,采样周期不大于100ms才能准确地反映200ms以上的信号变化。从技术的角度,采样周期越小,反映的信号的误差就越小,还原的真实度就越高,但实现的技术难度和成本也越高。因此,标准中将采样周期规定为不超过100ms,平衡了技术和经济性的要求,是很恰当的。

在起重机运行过程中,各种元件在长期工作中会逐渐老化乃至失效。比如中间继电器,在起重机的电气控制系统屮大量使用。老化时容易出现释放不及时的现象,导致动作时间变长。如果安监系统不能持续保持较短的采样周期,就无法监测到此类信号间隔的变化,也就起不到故障隐患的预警作用。因此对于安监系统,不仅要有对多个信号的不小100ms数据采样周期,同吋还应能持续保持这样的采样能力。

三、检测方法

对于安监系统,采样周期有二层含义:一是信息采集单元中的每一个传感器能否每个周期采集至少一个数据,二是信息处理单元能否及时处理这么高速的数据。如果二者分别进行验证,工作量很人。实际上,只需要给信息采集单元输入给定周期的信号,然后检查信息处理单元最终能否重现该信号,就同时验证信息采集单元和信息处理单元是否具备标准要求的采样周期。

按照均匀抽样定理,如果要检测安监系统是否具备不小于100ms的采样周期和数据处理能力,可以模拟外部信号,使相关信号的变化间隔略大于100ms,或单个信号的变化周期大于200ms,输入到安监系统后,检查系统保存的数据是否具有相应的变化间隔或周期,就可以达到上述目的。

一般工业用PLC的运算周期都远小于100ms,因此,可以用PLC来模拟外部信号,而且还可以根据要求随时调整信号的周期或时间间隔,实际操作方便。

参考文献:

[1]王照岳.起重机械安全监控管理系统的采样周期检测方法[J].起重运输机械,2017(11)169-170.