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起重機械安全監控管理系統的采樣周期檢測方法

來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2018-02-27 16:42:00

一、安監系統的試驗方法

標準中定義了安監系統的結構模式,見圖1。從1可以看出,安監系統由多個單元組成,其中信息處理單元是核心部分,因此應當是檢驗的重點。

目前標準中規定的檢驗項目中,給出了具體的數據指標和試驗方法的試驗項目有三項:起重量、幅度和起重力矩。這三項均為模擬量,其精度均取決于傳感器,即信息采集單元,而與信息處理單元關系不大。其他的檢驗項目,多是功能性要求,檢驗方法也比較簡單,以現場操作驗證和目測為主。

對于信息處理單元,標準中已經規定了技術指標:在運行周期內系統的采樣周期不應大100ms,并沒有給出具體的試驗方法。對于安全監控系統,這個指標非常關鍵,接決定了系統能否準確及吋的監控異常號,而且也是開發的技術難點之一。實踐中各地安監部門都認識到該指標的重要性,但苦于沒有很好的驗證方法,只能讓系統的開發、實施企業自行說明,因此給一些不法企業幵了方便之門。

 

二、采樣周期的重要性

為確保安全運行,起重機安裝了較多的保護裝置,如高度限位、門限位、超載、過載等,都會直接或間接的控制制動器,一旦保護裝置被觸動,制動器必須立即動作。這些信號之間的變化間隔有200-300ms。當起重機出現溜鉤事故時,需要檢查操作指令、各種保護信號、制動控制信號和制動器閉合完成號的時間差,以便分析是哪一個環節出現問題。正常情況下,此類信號之間的時間間隔也是100ms數量級的。根據均勻抽樣定理,采樣周期不大于100ms才能準確地反映200ms以上的信號變化。從技術的角度,采樣周期越小,反映的信號的誤差就越小,還原的真實度就越高,但實現的技術難度和成本也越高。因此,標準中將采樣周期規定為不超過100ms,平衡了技術和經濟性的要求,是很恰當的。

在起重機運行過程中,各種元件在長期工作中會逐漸老化乃至失效。比如中間繼電器,在起重機的電氣控制系統屮大量使用。老化時容易出現釋放不及時的現象,導致動作時間變長。如果安監系統不能持續保持較短的采樣周期,就無法監測到此類信號間隔的變化,也就起不到故障隱患的預警作用。因此對于安監系統,不僅要有對多個信號的不小100ms數據采樣周期,同吋還應能持續保持這樣的采樣能力。

三、檢測方法

對于安監系統,采樣周期有二層含義:一是信息采集單元中的每一個傳感器能否每個周期采集至少一個數據,二是信息處理單元能否及時處理這么高速的數據。如果二者分別進行驗證,工作量很人。實際上,只需要給信息采集單元輸入給定周期的信號,然后檢查信息處理單元最終能否重現該信號,就同時驗證信息采集單元和信息處理單元是否具備標準要求的采樣周期。

按照均勻抽樣定理,如果要檢測安監系統是否具備不小于100ms的采樣周期和數據處理能力,可以模擬外部信號,使相關信號的變化間隔略大于100ms,或單個信號的變化周期大于200ms,輸入到安監系統后,檢查系統保存的數據是否具有相應的變化間隔或周期,就可以達到上述目的。

一般工業用PLC的運算周期都遠小于100ms,因此,可以用PLC來模擬外部信號,而且還可以根據要求隨時調整信號的周期或時間間隔,實際操作方便。

參考文獻:

[1]王照岳.起重機械安全監控管理系統的采樣周期檢測方法[J].起重運輸機械,2017(11)169-170.

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