用立体实时数据处理技术设计制造可控智能起重机控制系统
起重机械安全监控管理系统
起重机械安全监控管理系统起重设备是安全生产重点控制区域，但是目前几乎所有的起重设备在实际生产过程中所采用的安全生产管理办法都是现场指挥、安全督导，完全依赖个人经验对现场施工状况的判断，没有任何数据支持和帮助。
现场的指挥者和操作者在复杂的现场环境中都需要实时的操作数据帮助做出判断，形成正确的操作和指令，避免事故发生。
1、设备管理需求：起重设备在扎线成品带卷/钢板吊装作业，铁水包/钢包/渣罐起重过程中起着至关重要的作用，设备管理须保证其高可靠性避免紧急故障产生影响安全与生产。
而起重设备构成复杂、机体庞大、行程漫长且涉及高空作业，给日常巡检工作带来很大的难度，同时因为缺少技术手段漏检无法避免，这样必然会造成安全隐患和故障隐患的累积。
所以设备管理部门也急需一种能够在最大程度上代替人工巡检，并提供实时、全面、精准的设备实时运行数据的方法和产品。
2.解决方案根据国家标准GB／T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》的要求，对于桥式起重机，其监控参数包括：起重量、起升高度\下降深度、运行行程、操作指令、工作时间、累计工作时间、每次工作循环同一或不同一轨道运行机构安全距离；其监控状态包括：起升机构制动器状态、联锁保护（门限位和机构之间的运行联锁）、横梁及轨道变形预警、主要动力及传动机构监测等等。
2.1系统功能图2.2起升高度限位器/下降深度限位器现场起升高度/下降深度通过专用的高度传感器（光电编码器）实时检测，通过高度显示控制仪或PLC系统将吊钩起升高度/下降深度显示出来，通常以米（m）为单位，并保留两位小数点。
起升高度/下降深度信号采集数量根据起重机吊点即起升机构数而定，包括主起升高度和副起升高度。
通常在原有行程限位器的输出轴一端加装编码器测速机构，编码器信号再连接至高度显示控制仪表进行起升高度/下降深度实时显示和传送。
2.3变幅角度测量、起吊高度监控和制动效果监控通过专用的光电编码器对卷扬机行程进行实时监测，达到卷扬机制动失灵预警和钢丝绳缠绕预警。
起重机智能控制系统开发研究
#. 智能控制策略设计
▪ 环境感知与避障技术：
1. 环境感知能力：通过激光雷达、摄像头等传感器获取周围环境信息，实现对工作区域的精 准感知。 2. 避障算法开发：设计合适的避障算法，根据感知到的障碍物位置和动态特性，调整起重机 动作避免碰撞。 3. 实时路径规划：根据环境变化，实时生成最优作业路径，保证起重机高效、安全地完成任 务。
#. 起重机控制需求分析
起重机动态定位控制：
1. 精确定位：通过高精度传感器和算法实现动态位置追踪，确 保起重机在作业过程中的精准定位。
起重机智能控制系统开发研究
智能控制策略设计
#. 智能控制策略设计
▪ 智能控制策略设计：
1. 控制算法选择：根据起重机的工作特点和实际需求，选择适 合的智能控制算法。例如，模糊逻辑、神经网络、遗传算法、 粒子群优化等。 2. 控制参数优化：对选定的控制算法进行参数优化，以提高控 制系统的稳定性和准确性。可以采用在线优化或离线优化方法 ，如模型预测控制、自适应控制等。 3. 控制策略集成：将多种智能控制策略进行有效集成，实现多 目标控制。通过协调不同控制策略之间的关系，提高整体控制 系统性能。
▪ 专家系统应用：
1. 专业知识集成：专家系统将领域专家的知识和经验编码成规则库，为智能控制提供决策支 持。 2. 异常检测与诊断：专家系统能够及时发现并分析系统异常，帮助操作员快速解决问题。 3. 安全防护增强：专家系统参与起重机的安全评估和预防措施，降低事故风险。
#. 智能控制技术介绍
▪ 模式识别技术：
起重机智能控制系统软件架构设计
1. 分层模块化设计: 软件架构采用分层和模块化的设计方式， 将系统分为硬件接口层、控制算法层、用户界面层等层次。每 个层次内部实现功能的模块化，便于代码复用和系统扩展。 2. 实时性与稳定性保证: 在软件设计中充分考虑系统的实时性 和稳定性需求，通过优化任务调度算法、内存管理和中断处理 机制等方式提高系统性能，确保控制器在复杂工况下稳定运行 。 3. 可视化操作界面：提供直观易用的可视化操作界面，以便操 作员实时监控设备状态和工作参数，及时调整作业策略。
浅析双起重机精确同步运行控制技术
浅析双起重机精确同步运行控制技术摘要：针对外形结构不规则、体积大、产品价值高同时有装配精度要求的关重零部件，单台起重机无法满足吊装要求，一般需要两台起重机协同进行吊装作业。
目前国内大部分双起重机在联动作业时，通常为两起重机独立进行工作，起重机之间没有实现信息数据交换，导致联动运行机构的同步精度无法保证。
同时在联动作业时，若某台起重机发生故障而无法被另外一台起重机感知，并触发相应的保护功能，将有可能造成起重机械事故。
本文通过对同步运行控制技术研究，设计了一套基于PLC、无线通讯模块、位置传感器及变频器等元器件的起重机同步控制系统，该系统可实现双起重机各运行机构相对位置的闭环控制，开发了同步精确度的控制算法，确保了同步作业时信息的实时共享，达到了双车联动同步运行精确控制。
关键词：起重机；同步控制；PLC控制器；无线通讯；变频器1、同步控制总体方案双车同步联动方案采用目前成熟的可编程控制器(PLC）和矢量(或DTC)变频器作为运动、控制核心，结合稳定无接触的激光传感器、绝对值旋转编码器等精准位置检测元件，以及可靠、抗干扰能力强的西门子数据无线传输通讯系统，通过无线遥控器进行操控，实现对两台起重机的高精度同步联动控制。
2、电气系统组成及控制流程该系统采用无线遥控器作为操纵装置同时向两台起重机运行机构发出动作信号，PLC控制器作为主要控制核心将与运行机构动作相关外围信号（方向、速度、通讯、安全信号等）进行比较处理，若信号处理结果正常，则通过PROFINET的通讯方式将信号传递至驱动变频器及其相关控制元件处，再通过变频器驱动两台设备运行电机开始同时运转。
整个运行过程中，PLC对两台起重机的状态信号进行监控调整，保证各运行机构同步的精确性与安全性，并通过IWLAN无线通讯装置将信号做到全局共享，一旦某个条件不满足或异常，则会停止运行机构动作并发出相应报警。
系统搭建示意图如图1所示：图1 系统搭建示意图3、系统软件设计针对同步功能的实现，根据系统控制流程设计了以下9大相关程序功能块：①.运行模式判断程序—对设备运行模式进行选择；②.变频器运行功能程序—编写变频器运行功能及数据写入写出；③.激光测距仪功能程序—编写大小车激光测距仪数值读取处理程序；④.起升编码器值处理程序—实现起升编码器数值读取并作基本处理；⑤.跟随同步信号给定—实现对运行机构相对位置的检测，并设定该位置误差范围以及对超差后的信号处理输出；⑥.变频器功能块调用—将外部控制信号如变频器控制字、使能、方向、限位、抱闸确认、加减速、同步模式确认等给定至变频器功能块接口参数位置处，实现变频器功能的完整运行；⑦.激光测距仪功能块调用—将格式设置、启停信号等给定至激光测距功能块接口参数位置处，实现对激光测距值最终输出及状态反馈；⑧.变频器的使能、方向、速度，保护等信号给定—对参与给定信号输出的条件进行对比处理，保证输出信号的安全性与正确性；⑨.PUT&GET功能块—实现双车运行信息、安全信息及反馈信息进行数据交换。
起重机安全监控系统
起重机安全监控系统起重机在工程施工中扮演着非常重要的角色，然而，起重机在使用过程中存在着一定的安全隐患。
为了确保起重机的安全运行，提高工程施工的效率和质量，起重机安全监控系统应运而生。
起重机安全监控系统是指通过各种传感器和监控设备，对起重机的工作状态、运行轨迹、负载情况等进行实时监测和控制，以确保起重机的安全运行。
本文将从起重机安全监控系统的功能、特点、应用范围等方面进行介绍。
首先，起重机安全监控系统具有实时监测功能。
通过安装在起重机上的各种传感器，可以实时监测起重机的工作状态，如起重机的起升、行走、回转等动作，以及各个部件的工作状态。
同时，监控系统还可以实时监测起重机的负载情况，一旦发现负载超载或不均衡情况，系统会立即发出警报并采取相应的控制措施，确保起重机的安全运行。
其次，起重机安全监控系统具有数据记录和分析功能。
系统可以对起重机的工作数据进行记录和存储，包括起重机的工作时间、负载情况、报警记录等。
通过对这些数据的分析，可以及时发现起重机存在的问题，并进行相应的维护和保养，提高起重机的使用效率和寿命。
此外，起重机安全监控系统还具有远程监控和控制功能。
通过网络连接，监控系统可以实现对起重机的远程监控和控制，无需现场人员直接操作起重机，可以在远程控制室对起重机进行监控和操作，大大提高了起重机的使用便利性和安全性。
起重机安全监控系统广泛应用于各种工程施工现场，特别是在大型工程项目中，如桥梁建设、高层建筑施工等。
通过安装起重机安全监控系统，不仅可以提高起重机的安全性和使用效率，还可以减少人为操作失误带来的安全隐患，保障工程施工的安全和质量。
总之，起重机安全监控系统在工程施工中具有非常重要的意义，它不仅可以确保起重机的安全运行，还可以提高工程施工的效率和质量。
随着科技的不断发展，起重机安全监控系统将会越来越智能化和便捷化，为工程施工带来更多的便利和保障。
希望各个工程施工单位能够重视起重机安全监控系统的应用，确保工程施工的安全和顺利进行。
机械制造行业的智能控制系统
机械制造行业的智能控制系统随着科技的发展和人工智能技术的不断进步，智能控制系统在机械制造行业中起到了举足轻重的作用。
所谓智能控制系统，就是通过计算机和传感器等技术手段，实现对机械设备的自动控制和监测，提高生产效率和质量。
本文将从智能控制系统的定义、作用、特点以及在机械制造行业中的应用等方面进行论述。
一、智能控制系统的定义及作用智能控制系统，简称ICS（Intelligent Control System），是指通过先进的计算机技术和控制理论，将智能化的元器件与机械设备相结合，实现对设备的智能化控制和管理。
相比传统的机械控制系统，智能控制系统具有更高的自动化程度和智能化水平。
智能控制系统在机械制造行业中发挥着重要的作用。
首先，它可以实现机械设备的自动化控制，减轻人工操作的负担，提高生产效率和效益。
其次，智能控制系统可以对机械设备进行实时监测和故障诊断，及时发现并解决问题，提高设备的可靠性和稳定性。
此外，智能控制系统还可以实现对机械设备的远程监控和远程操作，方便管理人员随时随地对设备进行管理和调整。
二、智能控制系统的特点智能控制系统在机械制造行业中具有以下几个特点。
1. 自动化程度高：智能控制系统采用了先进的传感器和执行器，可以实现对机械设备的全自动控制，降低了人工操作的难度和工作强度。
2. 智能化水平高：智能控制系统利用计算机技术和智能化算法，具备了智能识别、学习和决策等能力，能够自动调整参数和优化控制策略，提高设备的性能和效率。
3. 实时监测和诊断：智能控制系统可以通过传感器和实时数据采集技术，对机械设备的状态和运行情况进行实时监测，及时发现并诊断故障，提高设备的可靠性和稳定性。
4. 远程监控和操作：智能控制系统支持网络通信技术，可以实现对机械设备的远程监控和操作，方便管理人员对设备进行管理和维护。
三、智能控制系统在机械制造行业的应用智能控制系统在机械制造行业中有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域。
桥式起重机智能化运行控制系统设计
桥式起重机智能化运行控制系统设计随着科技的不断进步和机器人化时代的到来，智能化运行控制系统已经成为了各行各业中的必备设备。
其应用领域涵盖了现代工业、交通运输、航空航天等各个领域。
其中，桥式起重机智能化运行控制系统是重要的一环。
它可以帮助企业提高生产效率，降低劳动强度，提高作业安全性等。
桥式起重机智能化运行控制系统是通过建立计算机网络实现对桥式起重机运作的远程控制。
其设计要求具有运算速度快、精度高、控制精确等特点。
并且，该系统还需要结合人工智能技术，实现对起重机的自主控制。
本篇文章就是要着重探讨桥式起重机智能化运行控制系统设计方案。
一、桥式起重机智能化运行控制系统的组成桥式起重机智能化运行控制系统主要由四个部分组成，分别是：计算机控制系统、通信网络系统、传感器系统、智能控制系统。
计算机控制系统是该系统的核心部分，它通过控制桥式起重机的运行状态，实现对其的远程操控。
为了提高系统的稳定性，该计算机系统需要使用高性能处理器，并配备充足的内存。
同时，该系统还需要配备专用的控制程序，以便能够实现对起重机的精确控制。
通信网络系统是系统传输数据的主要途径，其使用的通信模式可分为两种，有线网络和无线网络。
有线网络技术包括以太网、局域网、广域网等，无线网络技术包括WiFi、蓝牙、移动通信等。
由于桥式起重机智能化运行控制系统广泛使用于石油、化工等生产环境中，其对通讯网络的依赖较大，因此采用双重通信网络，提高通讯的可靠性和稳定性。
传感器系统是桥式起重机智能化运行控制系统的数据接口，它负责传递底层数据信息，进行数据的采集、传输、处理、分析等。
通过传感器的信号，可以实现对起重机的各项参数的精确控制。
智能控制系统负责对传感器发来的数据执行智能判断，并根据判断结果对起重机进行自主控制。
智能化控制系统应可实现起重机自动避障、自主导航、智能识别等技术。
二、桥式起重机智能化运行控制系统设计方案根据以上的组成部分，我们可以考虑如下的桥式起重机智能化运行控制系统设计方案：1、计算机控制系统：采用高性能工控机，并装载实时操作系统。
桥式起重机的自动化改造
桥式起重机的自动化改造引言概述：随着科技的不断发展，桥式起重机的自动化改造已经成为一个热门话题。
自动化技术的应用使得桥式起重机的操作更加高效、安全，并且能够适应不同的工作环境。
本文将从五个大点来阐述桥式起重机的自动化改造，包括自动化控制系统、传感器技术、智能识别系统、远程监控和故障诊断系统。
正文内容：1. 自动化控制系统1.1 自动化控制系统的基本原理自动化控制系统通过集成控制器、传感器和执行器等设备，实现对桥式起重机的全面控制。
这些控制器能够根据预设的程序和参数，自动调整起重机的运行状态，提高工作效率和安全性。
1.2 自动化控制系统的关键技术自动化控制系统的关键技术包括运动控制、位置控制、速度控制和力矩控制等。
通过这些技术的应用，起重机可以实现自动定位、自动起吊和自动放下等操作，大大提高了工作效率和精度。
2. 传感器技术2.1 传感器在起重机自动化改造中的作用传感器技术在起重机自动化改造中起着重要的作用。
通过安装各种传感器，如位移传感器、力传感器和温度传感器等，可以实时监测起重机的状态和环境参数，为自动化控制系统提供准确的数据支持。
2.2 传感器技术的发展趋势随着传感器技术的不断发展，新型传感器的出现使得起重机的自动化改造更加智能化。
例如，光纤传感器可以实现对起重机各部件的远程监测，无线传感器可以实现对起重机的无线控制，从而提高了起重机的灵活性和安全性。
3. 智能识别系统3.1 智能识别系统的应用智能识别系统通过图像识别、声音识别和运动识别等技术，可以实时识别和判断起重机的工作环境和工况。
这样一来，起重机可以根据不同的工作条件，自动调整工作参数和工作方式，提高工作效率和安全性。
3.2 智能识别系统的发展前景随着人工智能技术的快速发展，智能识别系统在桥式起重机自动化改造中的应用前景广阔。
未来，智能识别系统将能够更加准确地识别和判断起重机的工作环境，实现更加智能化和自适应的工作方式。
4. 远程监控4.1 远程监控的意义远程监控技术可以实现对桥式起重机的远程监控和管理，无需人工实时在现场操作。
起重机控制系统
起重机控制系统起重机是一种工业设备，它被广泛应用于吊运、装卸和搬运物品。
为了确保起重机安全和运行效率，需要控制系统。
起重机控制系统包括传感器、控制器、执行器等，通过控制信号实现起重机的运动控制。
本文将探讨起重机控制系统的工作原理和应用。
一、起重机控制系统的工作原理起重机控制系统是由传感器、控制器、运动执行器等组成的。
传感器用于检测起重机的位置和状态，控制器用于处理传感器信号并产生控制信号，执行器用于根据控制信号进行起重机的运动。
起重机控制系统能够实时监测和控制起重机的速度、位置、加速度和负载等参数。
起重机的运动控制通常是由变频器控制的电机实现的。
变频器可以根据控制信号调整电机的转速和转矩，以达到起重机的运动控制。
变频器还可以对电机进行保护和维护，以确保起重机的运行安全和稳定性。
传感器是起重机控制系统的重要组成部分。
传感器通常用于检测起重机的位置、速度和负载，以及检测运动执行器的运动状态。
传感器将检测到的数据传输给控制器，控制器根据传感器信号产生相应的控制信号，控制起重机的运动。
传感器的类型和数量根据起重机的不同而有所差异。
控制器是起重机控制系统的核心部分。
控制器负责接收传感器信号并产生控制信号，带动运动执行器控制起重机的运动。
控制器通常是由嵌入式控制器或集成电路(ASIC)实现的，可以根据具体需求进行编程和定制。
二、起重机控制系统的应用起重机控制系统是工业制造和物流输送中的一个关键技术。
起重机控制系统广泛应用于仓储、加工、生产、制造和码头等领域。
在仓储和物流领域，起重机控制系统可以用于吊运、搬运和分拣货物。
起重机的控制精度和速度直接影响货物吊运和搬运的效率和安全性。
起重机控制系统能够实现货物的自动化运输和分拣，提高仓储和物流的效率和准确性。
在加工和生产领域，起重机控制系统可以应用于各种工件的装卸和转移。
起重机控制系统能够根据具体需求进行定制和规划，实现工件的智能化处理和加工。
起重机控制系统还可以应用于半自动化和全自动化生产线上，提高生产效率和质量。
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用立体实时数据处理技术设计制造可控智
能起重机控制系统
Takeshi Hatsuda, Issei Sasaki, and Ryuichi Mitsuhashi
Department of Applied Electronics,Hokkaido Institute of
Technology,Sapporo,Japan 006
概要：
建筑技术的发展和摩天大楼的兴起促进了长臂大幅度旋转起重机的应用，而也正是由于摩天大楼对微波束的阻挡和吸收，给这种起重机的推广带来了严重的问题。
智能起重机就是在这种情况下应运而生。
这种智能起重机采用微机技术跟无线调制解调器结合起来，通过运用实时的三维数据处理系统来预测起重机之间的将要出现的碰撞或者微波束调度，从而根除这个问题或者使这个问题造成的影响最小化。
具体的实现是把微波束和起重机位子用三维数据表示并且输入到微型计算机中，然后显示到使用了先进的图形处理程序的监视器里，这样就可以把潜在的微波束调度问题计算出来并以此作为起重机臂架移动和布线的依据等等。
这种检测技术的运算法则基于三步探测法——就是把三维对象——3-D（x,y,z）平面分解为两维平面因素——（x,y）平面，（x,z）平面以及微波束可能被阻或者起重机跟建筑物之间的碰撞等等。
采用这种技术使计算时间缩短，从而使实时处理成为可能。
起重机的运动可以通过旋转译码器获得。
数据处理时间可以通过转换工作台加速。
这种系统被成功运用于北海道国家警署大楼——共18层、88.2米高。
在按时按质的完成这项工程中，成功的实现了零事故和减低了建筑成本，这种系统的效果得到了事实的。
验证
关键字：
智能起重机控制系统；无线通讯；碰撞检测系统；三维计算机图形处理程序（CG）；实时CG；微波束阻碍。
1．绪论
由于普遍投入使用的起重机结构巨大，而起重机操作员被约束在一个二维的操作室，在这种情况下，起重机就有跟其他起重机、建筑或者栅栏发生碰撞的危险。
更危险的问题在近地微波束被起重机和高大的建筑物所阻挡。
当起重机臂架接近一个微波束的时候，这个微波束信号将被削弱，导致通信网络、广播信号中继站网络、和其他因特种目的而建立的网络因为质量相关问题而被完全切断。
我们举一个例子：通过建设北海道新警署我们可以了解到起重机臂架会阻碍近地微波的传送。
这些微波束被阻碍的问题并没有发生在传统高度的建筑物之间，也不见在其它将要召开的会议上讨论到这个问题——除了讨论到起重机的兴起将增加短波无线电的传输费用[1]。
智能起重机控制系统目的就是要解决微波束被阻碍的问题[2]。
在这个系统的控制台安装了一个微型计算机——起重机运动由一个译码器和储存在微机里的数据进行检测，临近的起重机数据或大楼的外型数据同时在计算机里执行，从而是起重机得到实时的操作控制。
最困难的是微波束被阻碍的问题.为了克服这个问题,智能起重机控制系统得到了改
进.在这个系统中,三维的微波束数据和起重机的位子数据被输入到微型计算机里,并通过采用最新的图形处理程序的监视器显示。
另一方面,起重机、建筑物等的几何结构被微机计算并且通过显示器显示出来,通过这些计算,当微波束交叉或者被阻碍、起重机之间或者起重机与临近建筑物之间的将要发生碰撞时，微机将发出警报——最坏的情况是起重机被禁止移动。
2．智能起重机控制系统的必要性和系统设计
2．1智能起重机控制系统的必要性
智能起重机控制系统的发展是为了解决起重机在北海道新警署建筑群之间造成的微波束阻碍问题的，图-1表明了建筑物跟微波束之间的关系，在这幅图画中，起重机的臂架阻碍微波束的可能性是存在的。
近地通信和广播中继链接通常是采用模拟信号或者是数字信号通讯系统，当信号接触并被起重机臂架、电缆等金属体所阻碍时，信号质量会严重降低。
在进行模拟CTV传送系统传输的情况下，CTV的图象会立即消失。
对比之下，在传输数字信号系统下，系统同步的解锁和时间上的异步是必须的，以便给用户留有足够的有效时间。
通讯和广播公司或者组织认为无效时间是个严重的问题，即使瞬间的崩溃时间都是不允许的。
因此，决不允许起重机阻碍微波束的情况出现。
而且，前面引用了起重机阻碍无形微波的所有原因，已经考虑到安全原因，在邻近起重机之间机臂架碰撞或者与邻近建筑物之间的碰撞都应该被阻止。
2．2系统结构
为了阻止事故的发生，下列的体系要求求是必要的：
高可靠性操作；
实时操作；
适当的报警系统。
系统设计要考虑这些必要条件。
图-2展示了这种系统结构的观念。
这个系统由下面几个部分组成：
1.测量设备；
2.无线通讯设备；
3.数据处理设备；
4.显示设备。
各部分的结构和操作以及与总系统之间的关系被罗列的清楚明了。
（1）测量设备
把必须的起重机参数测量好并且输入到微型计算机里，并在起重机旋转齿轮和驱动滚筒上装备上旋转译码器，就可以采集到高度精确的数据。
（2）。