導語：液壓提升設備智能監(jiān)測系統(tǒng)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：利用多種智能傳感器感知結構變化，構建分布式通信網(wǎng)絡，通過云服務技術和編制智能控制策略，實現(xiàn)液壓提升設備智能監(jiān)測系統(tǒng)施工過程的全自動化控制、數(shù)據(jù)智能記錄與管理、云服務遠程監(jiān)管等功能。基于智能監(jiān)測系統(tǒng)的應用，提高了液壓提升設備施工精度和效率，同時也提升了施工品質和安全性。

關鍵詞：傳感器技術；云服務；智能監(jiān)測系統(tǒng)；液壓提升設備

液壓提升設備是一種特種施工設備，以提升千斤頂為執(zhí)行機構、液壓泵站為動力源、控制系統(tǒng)為核心大腦，通過控制多個提升千斤頂?shù)募簞幼鲗崿F(xiàn)重物的移位，主要應用于橋梁建設、海洋工程、電廠建設、化工廠建設和地下停車豎井掘進等領域。傳統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)控制的液壓提升設備沒有自動修正或補償能力、系統(tǒng)穩(wěn)定性不高、響應時間相對較長、精確度不高，尤其數(shù)據(jù)為人工測量和記錄，人為誤差大且存在數(shù)據(jù)被篡改的風險，錄入系統(tǒng)和呈報管理部門的數(shù)據(jù)可能不真實，埋下了安全隱患。為了提高施工的精度和效率，在數(shù)據(jù)管理方面實現(xiàn)監(jiān)測過程的完全透明，保證施工過程的有效監(jiān)管，提升施工品質和安全性，設計了一種應用于液壓提升設備的智能監(jiān)測系統(tǒng)。

１液壓提升設備智能監(jiān)測系統(tǒng)的組成及功能

液壓提升設備由控制系統(tǒng)、液壓泵站和液壓提升千斤頂組成?？刂葡到y(tǒng)包含遠程中心和現(xiàn)場站點，均配置了可編程邏輯控制器（ＰＬＣ，ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）和人機界面（ＨＭＩ，ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ），遠程中心設置了具有云路由功能的設備。遠程中心和現(xiàn)場站點間采用工業(yè)以太網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效、穩(wěn)定交互。遠程中心負責收集及分析現(xiàn)場站點上傳的傳感器數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，并形成運行指令下發(fā)到現(xiàn)場站點?，F(xiàn)場站點具有閥組控制、電機啟停、傳感器數(shù)據(jù)采集等功能。液壓泵站安裝有電液比例換向閥、液位傳感器、液溫傳感器和冷卻加熱裝置，其中電液比例換向閥可進行油液出口換向，實現(xiàn)千斤頂活塞的伸缸或縮缸運動，同時可以調節(jié)流量輸出的大小，控制千斤頂活塞運行的速度。提升千斤頂上安裝有位移傳感器、壓力傳感器和接近傳感器，用于監(jiān)測千斤頂活塞的伸出量和千斤頂負載。液壓提升設備智能監(jiān)測系統(tǒng)基于智能傳感器網(wǎng)絡、分布式通信網(wǎng)絡和云服務網(wǎng)絡，結合施工工藝編制控制程序形成智能控制策略，實現(xiàn)全自動化過程施工、數(shù)據(jù)智能記錄與管理，以及云服務功能。

２液壓提升設備智能傳感器網(wǎng)絡

提升系統(tǒng)的智能控制策略需要多種傳感器數(shù)據(jù)的支撐，傳感器的合理應用是提升系統(tǒng)安全可靠運行的重要一環(huán)。為了檢測提升千斤頂活塞的位置，安裝了拉繩式位移傳感器和接近傳感器。為了檢測構件重量及提升千斤頂工作時的負荷，在提升千斤頂閥組上配置了壓力傳感器。為了檢測液壓油位置，系統(tǒng)配置了液位傳感器，利用其檢測液壓油高位和低位并做警示提醒。液溫傳感器用于檢測液壓油的溫度，配合冷卻、加熱裝置使用，液溫高時自動打開冷卻裝置工作；液溫低時自動打開加熱裝置工作。液壓提升設備傳感器應用如圖１所示。位移傳感器、壓力傳感器、接近傳感器等根據(jù)邏輯運算法則實時監(jiān)控主頂活塞與夾持器的工作位置與狀態(tài)，實現(xiàn)限位、超載、防窩缸等安全保護與預警機制。自動運行與防窩缸保護依據(jù)限位傳感器與位移傳感器兩種數(shù)據(jù)采用雙重邏輯并聯(lián)保護以確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定和安全。液壓提升設備在系統(tǒng)工作時，活塞位移數(shù)據(jù)、負載數(shù)據(jù)、報警信息和事件信息等自動記錄并只讀存儲，人為無法篡改。傳感器信息與事件、報警信息均通過人機界面ＨＭＩ展示，供操作人員獲知設備運行狀況。

３液壓提升設備分布式通信網(wǎng)絡

超大、超高、超重構件通常需要多吊點協(xié)同作業(yè)，因此分布式吊點結構決定了控制系統(tǒng)需要配置遠程中心和多個（ｎ≥２）現(xiàn)場站點，遠程中心和現(xiàn)場站點間采用工業(yè)以太網(wǎng)方式通信，如圖２所示。以太網(wǎng)是目前應用最為廣泛的計算機網(wǎng)絡技術，具有兼容性好、易于與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ連接、成本低廉、通信速率高等優(yōu)點，通過以太網(wǎng)通信方式實現(xiàn)遠程中心與現(xiàn)場站點間數(shù)據(jù)的高效、穩(wěn)定交互。遠程中心ＰＬＣ和現(xiàn)場站點ＰＬＣ采用ＯＭＲＯＮＣＪ２Ｍ－ＣＰＵ３１型ＰＬＣ，支持Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ協(xié)議，自帶以太網(wǎng)網(wǎng)口，現(xiàn)場控制柜內(nèi)設５個工業(yè)級交換機，可以將上一通信站點、下一通信站點以有線通信方式或無線通信方式互聯(lián)。每泵站配置一套現(xiàn)場站點、驅動兩臺提升千斤頂，每臺提升千斤頂上安裝有位移傳感器、壓力傳感器和接近傳感器。將傳感器接入現(xiàn)場站點ＰＬＣ，現(xiàn)場站點ＰＬＣ解析傳感器數(shù)據(jù)并通過工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到遠程中心ＰＬＣ，遠程中心ＰＬＣ對１＃～ｎ?，F(xiàn)場站點的傳感器數(shù)據(jù)進行狀態(tài)處理、數(shù)據(jù)分析、邏輯運算，形成指令下發(fā)到現(xiàn)場站點ＰＬＣ，控制電磁閥的動作順序及比例閥開口大小，從而控制集群主油缸和上下夾持器動作，實現(xiàn)多吊點協(xié)同作業(yè)。

４液壓提升設備云服務網(wǎng)絡

基于項目管理數(shù)字化與可溯源的要求，液壓提升設備在系統(tǒng)工作時，自動記錄活塞位移數(shù)據(jù)、負載數(shù)據(jù)、報警信息和事件信息?？梢酝ㄟ^Ｕ盤將數(shù)據(jù)拷貝備份或以郵件形式、云服務形式將數(shù)據(jù)保存及展示。液壓提升設備云服務依托裝備智慧管控服務云平臺ｏｖｍｚｂ．ｏｖｍ．ｃｎ進行數(shù)據(jù)管理，遠程中心配置了具有云路由功能的設備，通過４Ｇ／５Ｇ網(wǎng)絡，將液壓提升設備的傳感器數(shù)據(jù)信息、運行狀態(tài)信息、定位信息等發(fā)送到裝備智慧管控服務端，用戶可通過Ｗｅｂ查看授權項目的設備信息。依托云平臺可實現(xiàn)遠程在線查看設備實時運行數(shù)據(jù)、設備歷史運行狀態(tài)追溯、設備健康風險預警、遠程售后指導、遠程程序維護等服務。液壓提升設備云平臺數(shù)據(jù)管理如圖３所示，云服務功能有助于實現(xiàn)項目的遠程監(jiān)管，提升數(shù)字化項目建設品質。

５液壓提升設備智能控制策略

融合多種精密傳感技術和計算機技術，傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過核心控制單元智能邏輯程序分析后輸出控制指令，以閉環(huán)方式使得系統(tǒng)實現(xiàn)對千斤頂上下夾持器安全可靠的負載轉換和千斤頂主頂伸缸或縮缸運動的循環(huán)控制，實現(xiàn)重物移位。對于超大、超重構件的移位，往往需要多點協(xié)同工作，即需要對多個千斤頂進行同位置或同負載的同步控制。這就需要對多組位移傳感器或壓力傳感器的數(shù)值進行分析，基于實時數(shù)值與同步精度范圍值、比例閥開口設定值，按照圖４所示閉環(huán)偏差同步耦合的邏輯算法，調節(jié)集群千斤頂按照位移同步或負載同步的方式動作，即利用閥控技術、傳感器技術和通信技術，實現(xiàn)多吊點的同步平穩(wěn)工作。在液壓提升設備閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)中，遠程中心和現(xiàn)場站點ＰＬＣ能根據(jù)傳感器反饋數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)和糾正提升千斤頂運行的偏差，可以修正元件參數(shù)變化以及外界擾動引起的誤差，自動調節(jié)現(xiàn)運行狀態(tài)與預期狀態(tài)的偏差在設定的同步精度內(nèi)，因此重物移位過程控制精度高。

６總結

傳感器網(wǎng)絡作為智能監(jiān)測系統(tǒng)的感知層，是信息采集的第一把手，能感知系統(tǒng)結構的位置、負載、形變等變化，作為智能監(jiān)測系統(tǒng)反饋單元部分，是系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)自動調節(jié)測量的基礎?；趥鞲衅骷夹g、通信技術、云技術和ＰＬＣ技術等多種技術的液壓提升設備智能監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)全自動運行、同步調節(jié)、安全預警保護等智能控制策略，保障吊裝過程安全、可靠。同時，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理的智能化和可溯源。液壓提升設備智能監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化的實現(xiàn)，助推施工設備和現(xiàn)場管理向著智能現(xiàn)代化工程方向發(fā)展。

作者：謝詩 呂振剛 劉俊 朱廷志 梁濤 施杰越 單位：柳州歐維姆機械股份有限公司