桥式抓斗起重机远程监测系统设计与应用
China Coal Technology & Engineering Group NanJing Design & Research Institute CO.LTD 
摘要：文中利用传感器技术、以太网技术和总线技术,设计开发了基于CAN总线网络、工业以太网、互联网的桥式抓斗起重机工作状态远程监测系统,实现了桥式抓斗起重机液压抓斗运行参数远程监控和数据远程通信,以及抓斗开闭及油况监测、起重机运行状态的三维实时仿真和故障代码显示等功能,为更进一步的起重机无人值守作出了有益探索。
关键词：桥式起重机；液压抓斗；远程监测；实时仿真；虚拟现实
中图分类号：TH215              文献标志码：A
Design and application of remote monitoring system for bridge grab crane
Abstract: This paper designs and develops a remote monitoring system for the working status of bridge grab cranes based on CAN bus, Industrial Ethernet and Internet, and realiz
es the remote control of hydraulic grab operation parameters of bridge grab cranes. Monitoring and data remote communication, as well as grab opening and closing and oil condition monitoring, three-dimensional real-time simulation of crane operation status and fault code display, etc., further the unmanned crane made a useful exploration.
0引言
在现代化的大型垃圾焚烧厂中，起重机的可靠性和工作平稳性关系到整个垃圾焚烧厂的良好运转。本文以垃圾抓斗起重机的各种电控系统信号为基础开发起重机电控系统远程监测系统，实现对垃圾抓斗起重机运行状态和垃圾厂垃圾分布状态的三维展示。
1总体设计方案
桥式抓斗起重机工作参数远程监测与管理系统主要由安装在桥式抓斗起重机上的现场参数采集与控制子系统、安装在起重机控制室的数据处理与通信子系统以及电控系统远程监测子系统三大子系统[3]组成，实现桥式抓斗起重机现场工作参数采集、数据传输、数据远距离私有云存储、起重机运行状态三维实时仿真和故障代码显示等功能。
图1桥式抓斗起重机远程监测系统组成原理
2系统工作原理
现场采集的抓斗起重机工作状态及垃圾池物料余量数据上传到云端，本系统访问云端读取所需数据信息，对于运行工况及故障报警在窗口进行仪表数字显示，根据现场抓斗起重机的运动状态进行仿真动态模拟，实现垃圾抓斗起重机软件系统对于整个设备运行过程的监控显示。PLC信号上传到云端，远程三维监测系统从云端下载起重机的运行数据，了解系统运行状态。抓斗根据三维扫描、定位的结果，自动对目标进行抓取。
3网络通讯搭建
桥式抓斗起重机远程监测系统基于起重机生产厂家已有的监测与控制硬件平台搭建，选用
具有以太网接口的西门子S71200型PLC[4]，通过Snap 7读取PLC存储器中采集的起重机运行参数，并经过互联网上传到私有云端存储管理。起重机远程监测系统中SDK通讯模块从云端下载需要的运行参数存入本地MySQL数据库[5]中管理，起重机动态仿真模块读取本地数据库中的数据，在Unity3D中搭建三维场景与软件监测界面，实现桥式抓斗起重机运行参数与工作状态的远程监测。
4监测系统软件设计
4.1监测软件架构
桥式抓斗起重机远程监测系统包含以下4个模块：数据库软件My SQL；监测系统通讯模块；应用场景参数管理模块；监测系统显示模块。通过监测系统通讯程序访问云端数据库，将云端数据写入到本地My SQL数据库中，应用场景参数管理模块管理每个项目下的运行数据和模型参数，对其数据进行添加、删除、修改等操作，最终由监测系统显示模块将实时仿真三维场景和起重机运行监测关键参数等信息在显示界面中呈现。
4.2监测系统功能
mysql下载完如何使用
抓斗起重机监测系统主界面由菜单栏、垃圾抓斗起重机三维可视化仿真实时状态、抓斗起重机关键参数实时监测三个部分组成。除此之外远程监测平台还具有油温预警、故障代码显示功能。
抓斗起重机的关键监测参数包括安装在大车、小车上的各个传感器反馈信号、液压抓斗上的压力传感器反馈信号以及机构运行状况基本参数。传感器参数包括油温、油位、速度、位置以及变频器温度。压力监测参数包括液压抓斗开启压力、液压抓斗闭合压力2个压力参数，机构运行状况基本参数包括电压、电流、功率、转矩和频率。
利用 SolidWorks构建与桥式抓斗起重机一样的三维模型，将运动部件单独建模，包括大车、小车和液压抓斗。将SolidWorks搭建的桥式抓斗起重机三维模型导入到3DMAX中贴图、渲染，建模完成后利用标准的、跨平台的、统一的.FBX格式实现了Unity3D与3DMAX之间渲染后三维模型的导入与编辑。最后规划与桥式起重机一样的运行动作，利用Unity3D中的C#脚本功能编写程序读取本地MySQL中从私有云读取存储的起重机监测数据实现Unity3D和MySQL数据库之间通信，数据驱动Unity3D的桥式起重机模型动作，实现虚拟和现实的同步。
5结论
（1）开发的桥式起重机远程监测系统内容丰富，人机交互性强，具有大车运行信息监测、小车运行信息监测、抓斗开闭及油况监测、起重机运行状态的三维实时仿真和故障代码显示等功能。为企业的差异化发展和产品应用提供高效、便捷的监测工具。
（2）软件后续需要对搭建的三维场景模型进行优化，提高画面流畅度，并结合桥式起重机远程操控台实现起重机的远程控制功能。对于可能出现的起重机故障，在其出现预兆时准确发现并给出诊断结果，从而提前防控阻止破坏扩大，防止停炉、停机事件发生或造成起重机更为严重的损毁。
参考文献
[1]王鸿飞,郝江涛,邢晓娜.生活垃圾焚烧厂垃圾吊车选型与控制室布置的设计研究[J].科技与创新,2021(04):144-145+148.
[2]步超,勾通,陈立新.生活垃圾焚烧系统中的桥式起重机[J].制造业自动化,2016,38(11):154-156.
[3]杨智,刘永宽,龚元明,孙裴.液压抓斗工作参数在线监测与管理系统[J].起重运输机械,2019(16):36-39.
[4]孙子阿伍,郎伟涛.基于组态王和PLC控制的桥式起重机安全监视系统[J].四川水力发电,2020,39(06):52-55+64.
[5]王天龙,马斌,董洪波.煤矿用自动化钻机远程监测系统研制[J].煤田地质与勘探,2022,50(01):80-85.

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