СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГИСТРАЦИИ РАБОТЫ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА Российский патент 2006 года по МПК B66C13/18 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах защиты, контроля и регистрации параметров работы грузоподъемных кранов.

Известен способ контроля и регистрации работы грузоподъемного крана путем измерения веса поднимаемого груза и угла наклона стрелы, преобразования полученных результатов измерений в скорость вращения электродвигателя или в частоту следования импульсов, последующего подсчета количества оборотов электродвигателя или количества импульсов, на основании которых судят о величине работы, выполненной грузоподъемным краном [1, 2].

Недостатком этого способа является недостаточное число контролируемых параметров. В частности, этот способ не предусматривает регистрацию перегрузок крана по грузовому моменту, перемещений стрелы в запрещенную зону работы и т.д. Кроме того, в нем не контролируется длина стрелы и, соответственно, этот способ не может использоваться на грузоподъемных кранах с телескопируемой стрелой.

Известен также способ контроля и регистрации параметров крана путем измерения его рабочих параметров, преобразования измеренных величин в цифровые сигналы и последующей записи на грузоподъемном кране этих сигналов и времени их появления в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости [3, 4, 5].

Данный способ может быть реализован на всех типах грузоподъемных кранов и обеспечивает регистрацию параметров, характеризующих как загрузку крана, так и геометрию (перемещения) его стрелы.

Однако запись (регистрация) рабочих параметров крана происходит непосредственно на грузоподъемном кране, что не гарантирует их сохранности. В частности, записанные данные могут быть неумышленно или преднамеренно уничтожены (стерты), например обслуживающим персоналом. Кроме того, при тяжелых авариях грузоподъемного крана, блок памяти на грузоподъемном кране может быть поврежден, что приведет к невозможности считывания его данных и, соответственно, невозможности проведения объективного расследования причин аварии.

Более совершенным и наиболее близким к предложенному является способ контроля и регистрации параметров грузоподъемного крана путем измерения его рабочих параметров, преобразования измеренных величин в цифровые сигналы, последующей записи на грузоподъемном кране этих сигналов и времени их появления в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости, а также их дистанционного опроса с терминала, расположенного вне грузоподъемного крана, с использованием радиоканала [6, 7].

В данном способе, наряду с записью оцифрованных рабочих параметров грузоподъемного крана в расположенную на кране долговременную память, осуществляется передача этих данных по радиоканалу на стационарный терминал.

Однако передача данных на стационарный терминал осуществляется только для облегчения дистанционного управления краном.

Поэтому для способа-прототипа также характерны недостатки предыдущего технического решения - недостаточная надежность (достоверность) контроля и документирования рабочих параметров крана и соблюдения крановщиком правил эксплуатации грузоподъемного крана. Так же, как и в предыдущем способе, записанные данные могут быть неумышленно или преднамеренно уничтожены (стерты) или повреждены при тяжелых авариях крана. Это снижает эффективность регистрации параметров, как мероприятия, направленного на профилактику нарушений правил эксплуатации крана.

Кроме того, в известном способе при нарушениях правил эксплуатации крана не обеспечивается дистанционная передача крановщику предупреждающих сигналов, сигналов ограничения допустимых режимов работы или полное отключение (блокирование) работы крана, что не позволяет снизить аварийность его работы.

Задачей, на решение которой направлено предложенное техническое решение, является сокращение аварий, вызванных неправильной эксплуатацией крана путем повышения надежности (достоверности) контроля и документирования (регистрации) рабочих параметров крана и соблюдения правил эксплуатации, а также дистанционной передачи предупреждающих сигналов, сигналов ограничения допустимых режимов работы или полного отключения (блокирования) работы крана.

В способе контроля и регистрации параметров грузоподъемного крана путем измерения его рабочих параметров, преобразования измеренных величин в цифровые сигналы, последующей записи на грузоподъемном кране этих сигналов и времени их появления в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости, а также их дистанционной передачи на терминал, расположенный вне грузоподъемного крана, с использованием радиоканала, решение поставленной задачи достигается тем, что принятые терминалом сигналы дополнительно записывают для хранения в дополнительную энергонезависимую память с возможностью считывания в случае необходимости. Кроме того, для решения поставленной задачи, каждому (из по меньшей мере двух) грузоподъемному крану или его системе (прибору) безопасности присваивают идентификатор, который с использованием указанного радиоканала передают на терминал и далее используют его для выявления грузоподъемного крана, с которого передаются данные на терминал.

Для решения поставленной задачи в качестве радиоканала может использоваться сотовая связь, например по стандарту GSM/GPRS (Global System for Mobile Communications/General Packet Radio Service), выполненная, в частности, с возможностью получения информации о местоположении грузоподъемного крана, которая дополнительно передается на терминал и записывается в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости. Информация о местоположении крана может быть также получена с помощью приемника спутниковой системы позиционирования, например GPS.

В предложенном способе поставленная задача решается также тем, что сигналы с грузоподъемного крана периодически передают на специальный сайт с использованием глобальной сети Интернет и организуют возможность удаленного доступа к ним. На грузоподъемном кране дополнительно могут также формироваться сигналы, идентифицирующие личность крановщика, которые дополнительно передаются на терминал и записываются в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости. Причем идентификация личности крановщика может осуществляться путем считывания отпечатков его пальцев.

Необходимый технический результат в предложенном способе достигается также за счет того, что путем обработки сигналов, полученных терминалом, выявляют наличие нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана и с использованием радиоканала передают на грузоподъемный кран предупреждающие сигналы крановщику, управляющие сигналы, уменьшающие предельно допустимые значения рабочих параметров крана или отключающие исполнительные механизмы крана. Кроме того, в терминале определяют время проведения необходимого технического освидетельствования или планово-предупредительного ремонта крана и в это время с использованием радиоканала передают на грузоподъемный кран предупреждающие сигналы крановщику. Все указанные сигналы, кроме передачи на грузоподъемный кран, с использованием сотовой сети могут дополнительно передаваться на мобильное персональное устройство, в частности владельцу крана или лицу, ответственному за проведение работ грузоподъемными кранами.

Отличительные признаки предложенного способа, а именно - запись принятых терминалом сигналов в дополнительную энергонезависимую память вне грузоподъемного крана, а также присвоение каждому грузоподъемному крану или его системе (прибору) безопасности идентификатора и передача этого идентификатора на терминал для выявления грузоподъемного крана, с которого передаются данные на терминал, обеспечивает надежность (достоверность) контроля и документирования (регистрации) рабочих параметров крана, поскольку записанные данные не могут быть случайно или преднамеренно уничтожены (стерты) или искажены обслуживающим персоналом или крановщиком, и не могут быть повреждены при тяжелых авариях крана.

Общеизвестно, что обеспечение достоверности контроля и документирования рабочих параметров крана, т.е. устранение бесконтрольности работы крановщика, приводит к уменьшению нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана и соответственно к снижению аварийности работы крана ввиду более ответственного отношения крановщика к выполняемой работе и проведения контролирующими лицами соответствующих профилактических мер. Поэтому указанные признаки находятся в прямой причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом.

Аналогичным образом, отличительные признаки заявленного технического решения - использование сотовой связи в качестве радиоканала, а также получение информации о местоположении грузоподъемного крана от сотовой системы связи или приемника GPS с последующей записью этой информации в запоминающее устройство, также приводят к повышению надежности, полноты и достоверности контроля и регистрации рабочих параметров крана и к уменьшению бесконтрольных перемещений крана. Т.е. эти признаки также непосредственно влияют на достижение необходимого технического результата.

Наиболее эффективный контроль за работой крана реализуется при использовании отличительного признака заявленного способа - передачи сигналов с грузоподъемного крана на специальный сайт, с использованием глобальной сети Интернет, и организации возможности удаленного доступа к ним. В этом случае контролирующие лица, например инспекторский состав Госгортехнадзора России, получают возможность оперативного контроля любого грузоподъемного крана в любой географической точке его местонахождения, что позволяет проводить эффективные профилактические меры по предотвращению аварийности, что также обеспечивает достижение поставленной цели. При этом дополнительное снижение аварийности возможно при осуществлении контроля не только за работой крана, но и индивидуально каждого крановщика, что достигается при реализации отличительных признаков - формирования сигналов идентификации личности крановщика, в частности путем считывания отпечатков его пальцев, а также последующей передачи этих сигналов на терминал и их записи в долговременную энергонезависимую память. Эти признаки непосредственно связаны с достижением поставленной цели, поскольку их реализация позволяет существенно снизить аварийность крана за счет выявления работы на кране необученных и не прошедших аттестацию лиц и реализации соответствующих профилактических мер по исключению доступа таких лиц к управлению краном.

Отличительные признаки предложенного способа - выявление нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана путем обработки сигналов, полученных терминалом, передача на грузоподъемный кран соответствующих предупреждающих сигналов крановщику, передача на грузоподъемный кран управляющих сигналов, уменьшающих предельно допустимые значения рабочих параметров крана или отключающих исполнительные механизмы крана, в том числе как от терминала, так и по глобальной сети Интернет, позволяют предотвратить нарушения правил эксплуатации крана и существенно снизить аварийность. Т.е. эти признаки также находятся в прямой причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом.

Признаки предложенного способа - определение в терминале времени проведения необходимого технического освидетельствования или планово-предупредительного ремонта крана и передача в указанное время соответствующих предупреждающих сигналов крановщику позволяет снизить аварийность крана путем поддержания необходимого технического состояния крана.

Кроме того, снижение аварийности крана достигается за счет обеспечения возможности лицу, ответственному за проведение работ грузоподъемными кранами, или владельцу крана, получать оперативную информацию о работе крана и соответственно принимать оперативные меры по предупреждению нарушений правил его эксплуатации. Это обеспечивается при реализации признака предложенного способа, заключающегося в передаче с использованием сотовой сети предупреждающих сигналов о нарушениях правил эксплуатации не только на грузоподъемный кран, но и на мобильное персональное устройство.

В итоге, все отличительные признаки заявленного способа находятся в прямой причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом - с сокращением аварий, вызванных неправильной эксплуатацией крана.

Заявителю неизвестно применение указанных отличительных признаков заявленного технического решения в системах контроля, защиты и управления грузоподъемных кранов.

В других областях техники отдельные отличительные признаки заявленного технического решения встречаются в устройствах и системах иного назначения - в системах контроля движения автотранспорта, в системах мобильной телефонии и т.д. Но из существующего уровня техники неизвестно влияние этих признаков на указанный заявителем технический результат.

На чертеже в качестве примера реализации предложенного способа представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит бортовое оборудование 1 грузоподъемного крана - его систему безопасности и терминал 2, расположенный вне грузоподъемного крана.

Бортовое оборудование 1 включает в себя датчики рабочих параметров 3 крана, подключенные через информационно-измерительную схему 4 к микроконтроллеру 5. К микроконтроллеру 5 подключены также блок долговременной энергонезависимой памяти 6, радиомодуль 7, исполнительный блок 8, блок индикации 9 и пульт управления 10. В зависимости от вариантов исполнения (вариантов реализации предложенного способа) бортовое оборудование 1 грузоподъемного крана может дополнительно содержать приемник 11 системы глобального спутникового позиционирования GPS (или ГЛОНАСС) и (или) блок идентификации крановщика 12, выполненный, например, в виде датчика отпечатков пальцев типа АТ77С101В фирмы Atmel.

Терминал 2, расположенный вне грузоподъемного крана может, в частности, содержать микроконтроллер 13, к которому подключены радиомодуль 14 терминала, блок энергонезависимой памяти 15, блок индикации 16, сетевой интерфейс 17 и пульт управления 18.

Основные указанные узлы бортового оборудования 1 и терминала 2 могут быть реализованы на базе GSM/GPRS модулей фирмы Wavecom, например типа WISMO Quik Q 2406 B или, при наличии в устройстве приемника GPS 10 - типа WISMO Quik Q 2501.

Датчики дискретных и аналоговых рабочих параметров 3 крана могут иметь обычное исполнение - в виде тензометрического датчика усилия в грузовом или в стреловом канате, инклинометра-датчика угла наклона стрелы, потенциометрического датчика угла азимута, концевого выключателя верхнего предельного положения грузозахватного органа и т.д.

Информационно-измерительная схема 4 в общем случае включает в себя усилители выходных сигналов датчиков, например тензометрические усилители, и аналого-цифровые преобразователи, включенные на выходах этих усилителей. Аналого-цифровые преобразователи могут быть также встроены непосредственно в микроконтроллер 5, например фирмы TI. Блок энергонезависимой памяти 6 может быть выполнен на основе микросхем серии AT45DB фирмы Atmel, блок индикации 9 - в виде жидкокристаллического дисплея, набора светодиодных индикаторов и звукового сигнализатора, пульт управления 10 - в виде набора кнопок, клавиш или переключателей.

Исполнительный блок 8 может быть выполнен в виде набора силовых электронных ключей, коммутирующих цепи электромагнитов исполнительных электрогидравлических распределителей приводов механизмов крана.

Радиомодуль 7 может быть выполнен в виде приемопередатчика любой из систем подвижной связи, в частности сотовой - GSM (Global System for Mobile Communications) и CDMA (Code Division Multiple Access).

Микроконтроллер 13, радиомодуль 14, блок энергонезависимой памяти 15, блок индикации 16 и пульт управления 18 терминала 2 могут быть выполнены аналогично узлам 5, 6, 7, 9 и 10 бортового оборудования 1 крана.

В бортовом оборудовании 1 грузоподъемного крана и в терминале 2 могут быть установлены дополнительные узлы и модули, например модуль (часы) реального времени, которые обычно подключаются к микроконтроллеру 5 или 13 (на чертеже условно не показаны).

В качестве терминала 2, особенно терминала владельца крана или лица, ответственного за проведение работ грузоподъемными кранами, может быть использован стандартный сотовый телефон либо персональный компьютер со стандартным GSM/GPRS модемом, например фирмы Wavecom.

Для обеспечения удаленного доступа к специальному сайту с использованием глобальной сети Интернет, терминал может содержать сетевой интерфейс 17, обеспечивающий, в частности, обмен информацией через телефонную сеть общего пользования, радиоканал или оптоволоконный кабель. Если терминал осуществляет обмен данными только через сетевой интерфейс 17, то радиомодуль 14 в нем может отсутствовать.

Двухсторонняя передача коротких сообщений (длиной до 160 символов) между грузоподъемным краном и терминалом или базовой станцией сотовой сети может осуществляться в виде SMS сообщений (Short Message Service). Для ускорения передачи данных и обеспечения доступа в Интернет, сотовая сеть, в частности GSM, выполняется с дополнительным сервисом GPRS (General Packet Radio Service), основанным на пакетной коммутации и позволяющим более эффективно использовать радиоспектр.

Количество одновременно работающих грузоподъемных кранов и соответственно количество комплектов бортового оборудования 1 может быть любым. Бортовое оборудование 1 группы кранов, работающих в пределах одной соты (или в пределах рабочей зоны радиомодулей 7 и 14), может обмениваться с одним терминалом 2 непосредственно или через базовую станцию сотовой связи. Один терминал 2 может также осуществлять обмен с несколькими комплектами бортового оборудования 1 кранов, работающими в разных сотах. Это реализуется через сетевой интерфейс 17 или через базовые станции сотовой связи.

Терминал 2 может осуществлять обмен данными не только с бортовым оборудованием 1 грузоподъемного крана, но и с другим терминалом 2 с помощью радиомодуля 14 либо с помощью сетевого интерфейса 17.

В процессе работы грузоподъемного крана контроль и регистрация его рабочих параметров осуществляются следующим образом.

Рабочие параметры грузоподъемного крана, т.е. параметры, характеризующие его нагрузку, геометрию и режим работы (усилие в стреловом или грузовом канате, угол наклона и длина стрелы, угол азимута, наличие, длина и угол наклона гуська и т.д.) измеряются датчиками рабочих параметров (первичными преобразователями) 3. Их выходные сигналы с помощью информационно-измерительной схемы 4 или встроенного аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера 5 преобразуются в цифровую форму.

Микроконтроллер 5, работая по программе, записанной в его памяти программ или в блоке энергонезависимой памяти 6, осуществляет опрос датчиков 3 и обработку измеренных и преобразованных в цифровую форму сигналов этих датчиков. Эта обработка может заключаться, в частности, в вычислении текущего значения грузового момента крана, определении текущего положения стрелового оборудования и в сравнении полученных величин соответственно с грузовой характеристикой крана, хранящейся в памяти микроконтроллера 5 или в блоке энергонезависимой памяти 6, и с зоной допустимых положений стрелы, заданной крановщиком при помощи пульта управления 10 при введении параметров координатной защиты.

Далее микроконтроллер 5, в зависимости от результатов этого сравнения, формирует сигналы управления исполнительным блоком 8, осуществляя защиту грузоподъемного крана от перегрузок и повреждений от столкновений стрелы с препятствиями (реализует координатную защиту). Конкретные алгоритмы работы микроконтроллера 5 реализуются программой, записанной в его памяти программ или в блоке энергонезависимой памяти 6, и определяются конструкцией конкретного грузоподъемного крана и действующими Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ 10-282-00 или кранов-трубоукладчиков ПБ 10-157-97.

Одновременно микроконтроллер 5 осуществляет запись рабочих параметров в энергонезависимую память 6 для хранения, т.е. реализует функции регистратора параметров. С помощью микроконтроллера 5 на блоке индикации 9 осуществляется отображение необходимых рабочих параметров, в том числе аварийных, предупреждающих и выбираемых крановщиком с пульта управления 10.

Одновременно с записью рабочих параметров крана в блок памяти (в долговременное запоминающее устройство) 6 микроконтроллер 5 осуществляет запись времени их появления (с использованием внешних часов реального времени или часов, встроенных в микроконтроллер 5). При этом форма, объем и порядок записей в долговременное запоминающее устройство (в блок памяти) 5 устанавливаются в соответствии с нормативными требованиями Госгортехнадзора России к регистраторам параметров грузоподъемных кранов - РД10-399-1.

Считывание записанных на грузоподъемном кране данных из долговременной энергонезависимой памяти (из блока памяти) 6 в случае необходимости возможно при помощи микроконтроллера 5. Для осуществления такой возможности микроконтроллер выполняется с каким-либо интерфейсом, например RS-232 C или USB, а бортовая аппаратура 1 грузоподъемного крана содержит дополнительный разъем для подключения к ней считывателя (например, стандартного компьютера). Возможно также считывание данных блока энергонезависимой памяти 6 через радиомодуль 7, например, после набора специального кода-пароля на пульте управления 10.

Микроконтроллер 5, одновременно с записью рабочих параметров крана в расположенный на грузоподъемном кране блок энергонезависимой памяти 6, передает эти параметры через радиомодуль 7 на терминал 2. Терминал 2 принимает при помощи своего радиомодуля 14 переданные с грузоподъемного крана сигналы непосредственно от его радиомодуля 7 или через базовые станции сотовой сети. Принятые сигналы записываются для хранения в дополнительную энергонезависимую память (в блок памяти) 15 вне грузоподъемного крана. Считывание данных из блока памяти 15 осуществляется либо аналогично считыванию из блока памяти 6, либо через сетевой интерфейс 17. При этом обеспечивается доступ к этим данным по глобальной сети Интернет.

В случае применения сотовой системы связи, передача данных малого объема возможна через SMS сообщения, а повышенного объема данных - с использованием GPRS сервиса.

В итоге, осуществляется дублирование записи рабочих параметров крана как на самом грузоподъемном кране, так и в терминале 2, что обеспечивает их гарантированную сохранность.

При одновременной работе нескольких грузоподъемных кранов, каждому крану или его бортовому оборудованию (прибору или системе безопасности) 1 присваивается идентификатор - индивидуальный номер/код, который хранится в памяти микроконтроллера 5 или в блоке памяти 6 и передается через радиомодуль 7 на терминал 2 одновременно с данными о рабочих параметрах крана и времени их появления. Микроконтроллер 13 терминала 2, приняв от радиомодуля 14 данный номер - идентификатор, различает данные, поступающие и записываемые в блок памяти 15 от различных грузоподъемных кранов. В частности, этот идентификатор используется для определения области (банка) памяти в блоке памяти 15, в котором хранятся рабочие параметры данного грузоподъемного крана. Это позволяет терминалу 2 осуществлять прием, обработку и запись рабочих параметров одновременно нескольких грузоподъемных кранов. Кроме того, идентификатор может использоваться для исключения обработки и записи рабочих параметров с того крана, с которым не должен работать данный терминал. В последнем случае в памяти микроконтроллера 13 или в блоке памяти 15 терминала 2 хранится перечень идентификаторов тех кранов, для работы с которыми предназначен данный терминал, а микроконтроллер 13, после приема данных с радиомодуля 14, стандартными методами выделяет из этих данных идентификатор, сравнивает его с имеющимися в памяти и игнорирует те данные, которые передаются с "чужим" идентификатором.

При использовании сотовой связи радиомодуль 7 бортовой аппаратуры 1 грузоподъемного крана периодически сканирует эфир с целью обнаружения сигнала от базовой станции (Base Transceiver Station), т.е. от многоканального приемопередатчика, располагающегося в центре соты. Как только сигнал будет найден, радиомодуль 7 передает ответный сигнал, который принимается всеми базовыми станциями. Сигналы от базовых станций передаются в центр коммутации, который определяет ту базовую станцию, на которую от радиомодуля 7 поступает максимальный сигнал. Далее от этой базовой станции бортовой аппаратуре 1 (радиомодулю 7) автоматически выделяется свободный канал, по которому осуществляется обмен информацией.

Аналогичным образом осуществляется соединение терминала 2 с ближайшей к нему базовой станцией.

Одновременно центр коммутации, путем анализа уровней принимаемых базовыми станциями сигналов радиомодуля 7, определяет примерное расположение радиомодуля 7 и соответственно грузоподъемного крана относительно базовых станций сотовой сети. В этом случае, при использовании, например, технологии анализа сигналов Cursor Matrix Английской фирмы Cambridge Positioning Systems, возможно определение географических координат любого абонента GSM-сети, т.е. грузоподъемного крана, с точностью до 50 метров без применения системы GPS.

Информацию о местоположении грузоподъемного крана, полученную от центра коммутации сотовой системы связи, через базовые станции передают, например SMS сообщениями, на терминал 2 и (или) на грузоподъемный кран и записывают в долговременную энергонезависимую память - в блоки памяти 6 и 15 для хранения с возможностью считывания в случае необходимости.

Для повышения точности определения местоположения крана на него могут дополнительно устанавливать приемник спутниковой системы позиционирования, например приемник GPS 11. Полученную с приемника 11 информацию аналогичным образом записывают в блок памяти 6 и дополнительно передают на терминал 2, где также записывают в долговременную энергонезависимую память 15. С приемника 11 могут быть также получены сигналы реального времени.

Запуск крана в работу может быть осуществлен после идентификации личности крановщика, например по отпечаткам его пальцев. Это можно реализовать, например, путем встраивания датчика отпечатков пальцев в кнопку включения бортовой аппаратуры 1 крана.

Сигналы, идентифицирующие личность крановщика, при необходимости обработанные микроконтроллером 5 с целью сокращения объема информации, также записывают в блок памяти 6 и передают на терминал 2, где записывают в долговременную энергонезависимую память 15.

Сигналы (данные) с каждого грузоподъемного крана через сеть мобильной связи с центра коммуникации или через любой терминал 2 могут быть переданы на специальный сайт, с использованием глобальной сети Интернет, при одновременной организации возможности удаленного доступа к этим данным. Это обеспечивает возможность сбора данных о работе всех подключенных к этой системе грузоподъемных кранов, включая информацию о режимах их работы, местоположении каждого крана и личности работающего на них крановщика. Формируемая в результате этого информационная база дает возможность проведения систематического и оперативного анализа работы всех кранов и выполнения соответствующих профилактических мероприятий по снижению нарушений правил эксплуатации грузоподъемных кранов, что обеспечивает снижение аварийности их работы.

В терминале 2, благодаря наличию микроконтроллера 13 и записанной в блоке памяти 15 информации о работе крана, возможно выявление нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана.

Алгоритм и записанная в блоке памяти 15 программа работы микроконтроллера 13 по выявлению нарушений правил эксплуатации крана с очевидностью вытекают из перечня запрещенных действий (операций), приведенных в Правилах ПБ 10-282-00, ПБ 10-157-97 и паспорте крана или крана-трубоукладчика и этой причине не требуют подробного описания. В качестве примеров таких нарушений можно привести превышение максимальной грузоподъемности крана (масса поднимаемого груза на данном вылете превышает максимально допустимую, заданную в паспорте крана), работу крана над кабиной, работу без выносных опор, телескопирование стрелы с большим грузом и т.д.

В предложенном техническом решении микроконтроллер 13, после выявления нарушений правил эксплуатации крана, с использованием радиомодуля 14 по радиоканалу передает на грузоподъемный кран предупреждающие сигналы крановщику.

При систематических нарушениях крановщиком правил эксплуатации возможна передача на грузоподъемный кран не только предупреждающих, но и управляющих сигналов, уменьшающих предельно допустимые значения рабочих параметров крана, например снижение максимальной грузоподъемности на 20-30%, или отключающих исполнительные механизмы крана.

В этих случаях сигналы от терминала 2 через радиомодуль 7 бортовой аппаратуры 1 крана поступают на микроконтроллер 5, который изменяет, например, записанные в его памяти или в блоке памяти 6 параметры грузовой характеристики крана в сторону уменьшения допустимой нагрузки, или передает в исполнительный блок 8 сигналы блокировки исполнительных механизмов крана.

Дополнительно микроконтроллер 13 терминала 2, используя модуль (блок) реального времени (на чертеже условно не показан) или собственные внутренние часы, может осуществлять контроль времени и периодичности проведения необходимого технического освидетельствования или планово-предупредительного ремонта крана. Для этого в модуль памяти 15 заранее записывается информация о необходимом времени проведения этих работ. Микроконтроллер 13, в случае совпадения текущего времени с записанным в памяти блока памяти 15, с использованием радиоканала передает на грузоподъемный кран соответствующие предупреждающие сигналы крановщику. С помощью терминала 2 возможно также осуществление дистанционного контроля своевременности выполнения технического освидетельствования или планово-предупредительного ремонта крана, если лицо, проводившее эти работы наберет соответствующий код на пульте управления 9, подтверждающий их выполнение, и если соответствующая информация будет передана на терминал 2.

Все предупреждающие и управляющие сигналы, кроме передачи на грузоподъемный кран, микроконтроллером 13 с использованием сотовой сети могут быть переданы также на мобильное персональное устройство, например на мобильный телефон владельца крана или лица, ответственного за безопасное проведение работ грузоподъемными кранами. Для осуществления такой передачи микроконтроллер 13 при передаче информации в соответствии с программой его работы изменяет адрес устройства, для которого предназначена передача этих данных.

С учетом изложенного, реализация отличительных признаков предложенного технического решения обеспечивает повышение надежности (достоверности) контроля и документирования (регистрации) рабочих параметров крана, дает возможность контролировать соблюдение правил эксплуатации грузоподъемных кранов, осуществлять дистанционный контроль за их работой, в том числе с использованием глобальной сети Интернет, а также, в случае необходимости, осуществлять дистанционную передачу на грузоподъемный кран (с терминала или по сети Интернет) предупреждающих сигналов, сигналов ограничения допустимых режимов работы или полного отключения (блокирования) работы крана независимо от его местонахождения. Это приводит к существенному сокращению аварий, вызванных неправильной эксплуатацией крана.

Источники информации

1. Авт. свидетельство SU 998309, МПК 3 В 66 С 13/16, 23.02.1983.

2. Авт. свидетельство SU 1654242 A1, МПК 5 В 66 С 13/16, 07.06.1991.

3. Ограничитель нагрузки крана ОНК-140-13. Новые нормативные материалы по безопасной эксплуатации подъемных сооружений. Вып.2, 1999. - М.: Изд-во ПИО ОБТ, с.47-86.

4. Свидетельство на полезную модель RU 7097 U1, МПК 6 D 66 C 23/90, 16.07.1998.

5. Патент RU 2116240 C1, МПК 6 В 66 С 23/90, 27.07.1998.

6. Патент JP 2000086156 A1, МПК 7 В 66 С 13/40, H 01 Q 3/02, 28.03.2000.

7. Заявка RU 2001111952 A, МПК 7 G 05 B 19/05, 27.06.2003.

Изобретение относится к технике управления и защиты грузоподъемных кранов. В способе предполагаются измерение рабочих параметров крана, преобразование измеренных величин в цифровые сигналы, последующая запись на кране этих сигналов и времени их появления в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости. Кроме того, предусмотрена дистанционная передача информации по радиоканалу на терминал, расположенный вне грузоподъемного крана. При этом принятые терминалом сигналы дополнительно записывают для хранения в дополнительную энергонезависимую память с возможностью считывания в случае необходимости и осуществляют обработку этих сигналов. По результатам обработки выявляют наличие нарушений правил эксплуатации крана. Изобретение позволяет снизить аварийность крана путем поддержания его необходимого технического состояния. 13 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. Способ контроля и регистрации параметров грузоподъемного крана путем измерения его рабочих параметров, преобразования измеренных величин в цифровые сигналы, последующей записи на грузоподъемном кране этих сигналов и времени их появления в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости, а также их дистанционной передачи по радиоканалу на терминал, расположенный вне грузоподъемного крана, отличающийся тем, что принятые терминалом сигналы дополнительно записывают для хранения в дополнительную энергонезависимую память с возможностью считывания в случае необходимости и осуществляют обработку этих сигналов, в результате чего выявляют наличие нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно каждому, из по меньшей мере двух, грузоподъемному крану или его прибору безопасности присваивают идентификатор, который с использованием указанного радиоканала передают на терминал и далее используют его для выявления грузоподъемного крана, с которого передаются данные на терминал.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что переданный на терминал идентификатор дополнительно записывают для хранения в дополнительную энергонезависимую память с возможностью считывания в случае необходимости.4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве радиоканала используют устройства сотовой связи.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что устройства сотовой связи выполняют с возможностью получения информации о месте нахождения грузоподъемного крана, которую дополнительно передают на терминал и записывают в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на грузоподъемный кран дополнительно устанавливают приемник спутниковой системы позиционирования, с помощью которого получают информацию о месте нахождения грузоподъемного крана, которую дополнительно передают на терминал и записывают в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы с грузоподъемного крана периодически передают на специальный сайт с использованием глобальной сети Интернет и организуют возможность удаленного доступа к ним.8. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 7, отличающийся тем, что на грузоподъемном кране дополнительно формируют сигналы, идентифицирующие личность крановщика, которые дополнительно передают на терминал и записывают в долговременную энергонезависимую память для хранения с возможностью считывания в случае необходимости.9. Способ по п.8, отличающийся тем, что формирование сигналов, идентифицирующих личность крановщика, осуществляют путем считывания отпечатков его пальцев.10. Способ по п.1, отличающийся тем, что после выявления наличия нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана формируют предупреждающие сигналы крановщику и с использованием радиоканала передают на грузоподъемный кран.11. Способ по п.1, отличающийся тем, что после выявления наличия нарушений правил эксплуатации грузоподъемного крана с использованием радиоканала передают на грузоподъемный кран управляющие сигналы, уменьшающие предельно допустимые значения рабочих параметров крана или отключающие исполнительные механизмы крана.12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в терминале определяют время проведения необходимого технического освидетельствования или планово-предупредительного ремонта крана и с использованием радиоканала передают на грузоподъемный кран соответствующие предупреждающие сигналы крановщику.13. Способ по любому из пп.10, 11 или 12, отличающийся тем, что сигналы, которые передают на грузоподъемный кран, с использованием сотовой сети дополнительно передают на мобильное персональное устройство.14. Способ по любому из пп.10, 11 или 12, отличающийся тем, что сигналы, которые передают на грузоподъемный кран, дополнительно передают на специальный сайт с использованием глобальной сети Интернет и организуют возможность удаленного доступа к ним.