架橋機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)試點工作匯報

1、中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院容容 毅毅Page 2 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院架橋機安全監(jiān)控管理裝置概述架橋機安全監(jiān)控管理裝置概述一新制造架橋機安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)新制造架橋機安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中鐵一局武夷山工地中鐵一局武夷山工地JQDS900JQDS900型架橋機型架橋機( (中鐵科工制造中鐵科工制造) )二二 在用架橋機在用架橋機( (本單位生產(chǎn)本單位生產(chǎn)) )安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng) 中鐵十局大西線工地中鐵十局大西線工地JQ900BJQ900B型架橋機型架橋機( (中鐵科工制造中鐵科工制造) )三三 在用架橋機在

2、用架橋機( (其它單位生產(chǎn)其它單位生產(chǎn)) )安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中交二局西寶線工地中交二局西寶線工地HZQ900HZQ900型架橋機型架橋機( (華中建機制造華中建機制造) )四四 工作總結(jié)工作總結(jié)五五Page 3 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院架橋機安全監(jiān)控管理裝置概述一一 現(xiàn)狀及背景現(xiàn)狀及背景技術(shù)設(shè)計與裝置研發(fā)技術(shù)設(shè)計與裝置研發(fā)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)驗證與優(yōu)化驗證與優(yōu)化4123Page 4 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院一一 現(xiàn)狀及背景現(xiàn)狀及背景1 架橋機是一種高度機動的起重機械；工作在野外惡劣環(huán)境，現(xiàn)場

3、管理困難而且維護保養(yǎng)難以規(guī)范。隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展，使用日益頻繁，架橋機傾覆事故時有發(fā)生。架橋機脫軌、傾覆，往往造成機毀人亡的重大后果。一旦發(fā)生事故，不僅救援、修復(fù)架橋機需花費較長時間和大量資金，還會嚴(yán)重影響橋梁架設(shè)及鐵路建設(shè)進度。特別是我國發(fā)展高速鐵路進程逐漸加快，架橋機在高速鐵路建設(shè)中的使用將會更加頻繁，如果發(fā)生傾覆事故其后果不堪設(shè)想。 我院積極貫徹國家兩局相關(guān)通知的精神，按照通知的指示和工作要求，在已有大噸位箱梁運架設(shè)備群安全施工遠程監(jiān)控系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)上根據(jù)起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)（審批稿）布置和安排工作內(nèi)容。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院 嚴(yán)格遵

4、循起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合架橋機本身特點進行技術(shù)設(shè)計。 貫徹新標(biāo)準(zhǔn)的核心任務(wù)就是要通過安全功能設(shè)計與改造，使得后期出廠的新設(shè)備、各類在役的大型起重設(shè)備完全滿足新標(biāo)準(zhǔn)提出的各項安全性能。從技術(shù)上而言，新標(biāo)準(zhǔn)出臺以后生產(chǎn)的設(shè)備可以在在電氣系統(tǒng)設(shè)計過程中同步進行安全性設(shè)計，實現(xiàn)起來相對方便。 而在舊設(shè)備上執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)要麻煩得多，這里又可以分為兩種不同的類型；一是在廠家自己生產(chǎn)的設(shè)備上加裝安全裝置，其二是針對非自家生產(chǎn)的設(shè)備進行改造。我們的3個試點正好囊括了上述所有類型（3個試點內(nèi)容將在后三節(jié)分別介紹之）。Page 5技術(shù)設(shè)計與裝置研發(fā)技術(shù)設(shè)計與裝置研發(fā)2 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工

5、程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 6（對新設(shè)備而言，兩者應(yīng)該是合二為一的）（對新設(shè)備而言，兩者應(yīng)該是合二為一的）原架橋機原架橋機電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)裝置內(nèi)核裝置內(nèi)核裝置與原裝置與原系統(tǒng)軟硬系統(tǒng)軟硬件接口件接口架橋機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)組成框圖架橋機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)組成框圖架橋機安全監(jiān)控管理裝架橋機安全監(jiān)控管理裝置置 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 7 從上述框圖不難看出，外掛裝置與原電氣系統(tǒng)的軟硬從上述框圖不難看出，外掛裝置與原電氣系統(tǒng)的軟硬件接口界面既不清晰，也暫時做不到規(guī)范化。因而，件接口界面既不清晰，也暫時做不到規(guī)范化。因而，至少在目前

6、，至少在目前，架橋機安全監(jiān)控裝置架橋機安全監(jiān)控裝置并非獨立系統(tǒng)產(chǎn)品。并非獨立系統(tǒng)產(chǎn)品。對于舊設(shè)備的改造工作，更多的是通過有針對性的個對于舊設(shè)備的改造工作，更多的是通過有針對性的個體設(shè)計與配制來實現(xiàn)與原設(shè)備電氣系統(tǒng)的無縫連接，體設(shè)計與配制來實現(xiàn)與原設(shè)備電氣系統(tǒng)的無縫連接，這樣才能形成一個完整的安全智能系統(tǒng)，從而使原設(shè)這樣才能形成一個完整的安全智能系統(tǒng)，從而使原設(shè)備全面滿足起重機械備全面滿足起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)國家標(biāo)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)的各項要求。準(zhǔn)的各項要求。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 8系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)3名 稱 技 術(shù) 指 標(biāo)工作電壓電

7、壓輸入為AC220V； DC24V現(xiàn)場通信功能 ModBus/RTU或其它標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議(根據(jù)不同接口配置協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊)1路RS232通信接口， 1路RS232/RS485通信接口1路100M以太網(wǎng)口數(shù)據(jù)傳輸速率不低于19.2Kbps；（有遠端視頻傳輸要求的不低于512Kbps）工作溫度-40+70。；系統(tǒng)通訊誤碼率不大于1.5；主要技術(shù)指標(biāo)： 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 9遠程通信功能 (可選部分)GPRS、CDMA、3G、Internet或性能更優(yōu)越的通訊形式裝置可設(shè)定自動向指定的手機群發(fā)送警報信息。遠程故障診斷；遠程設(shè)備維護；圖形終端部分

8、5.7寸或10.4寸TFT彩色液晶觸摸屏；圖形化操作顯示：載荷、垂直度、工作狀態(tài)圖、流程圖、風(fēng)速、溫度、電流、電壓、操作說明等；能發(fā)出預(yù)警、超載警示及其它控制信號，切斷危險方向動作；工作溫度：-5+50； 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 10故障數(shù)據(jù)記錄部分運行過程中，以10ms秒為采樣周期實時采集設(shè)備的工作參數(shù)，主要包括載重量、工作狀態(tài)、溫度、風(fēng)速、報警記錄等。處理結(jié)果每基本間隔1s存儲一次，狀 態(tài) 變 化 瞬 時 存 儲 ； 可 以 累 積 儲 存 3 0 個 小 時（100000條）的工作記錄；當(dāng)出現(xiàn)停電或傾覆事故則停止數(shù)據(jù)記錄并將記錄的數(shù)據(jù)

9、和事件轉(zhuǎn)存入FLASH中。記錄儀具有數(shù)據(jù)加密功能。故障數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計為防水、防撞、阻燃、抗摔。溫度范圍：-4085數(shù)據(jù)采集部分 稱重儀：量程0-1000t，精度3.0；垂直度檢測：量程030，精度2.0；風(fēng)速儀：量程0至100m/s，精度2.0工作溫度范圍：-25+70； 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 11I/O與保護部分具有多路獨立的開關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者報警；工作溫度范圍：-25+70；攝像機部分（可選）攝像（照相）機傳感器： 1/4CCD；水平清晰度： 不低于480線；采用低照度攝像機；視頻分辨率： 大于等于（640480），可

10、根據(jù)用戶要求調(diào)整；攝像機鏡頭： 用戶在后臺可實現(xiàn)對攝像機方位、焦距、光圈、景深、云臺預(yù)置位的遠程設(shè)置和控制；系統(tǒng)配置的云臺有不少于24個預(yù)置位；監(jiān)視角度： 水平0355，垂直90連續(xù)可調(diào)；變焦率： 18倍光學(xué)變倍/12倍電子放大；照片格式： JPEG；平均無故障時間50000H系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 12驗證與優(yōu)化驗證與優(yōu)化4 為了保證圓滿完成這次前期示范試點工作。為了保證圓滿完成這次前期示范試點工作。研制方中鐵工程機研制方中鐵工程機械研究設(shè)計院始終與相關(guān)各方密切配合。認(rèn)真聽取各方的意見。械研究設(shè)計院始終與相關(guān)各方密切配合。

11、認(rèn)真聽取各方的意見。特別是按照國家起重運輸機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心擬定的驗收準(zhǔn)特別是按照國家起重運輸機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心擬定的驗收準(zhǔn)則嚴(yán)格把關(guān)。具體體現(xiàn)在；則嚴(yán)格把關(guān)。具體體現(xiàn)在；鑒于架橋機種類繁多，針對新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的每一種監(jiān)測參數(shù)都根據(jù)鑒于架橋機種類繁多，針對新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的每一種監(jiān)測參數(shù)都根據(jù)不同機型進行了細(xì)化（如垂直度不同機型進行了細(xì)化（如垂直度、水平度等）。水平度等）。堅持強調(diào)監(jiān)測參數(shù)全面參控的原則。堅持強調(diào)監(jiān)測參數(shù)全面參控的原則。在監(jiān)控界面里設(shè)置監(jiān)測參數(shù)輸入交互接口，以便于在驗證過程中在監(jiān)控界面里設(shè)置監(jiān)測參數(shù)輸入交互接口，以便于在驗證過程中全面清晰地評估系統(tǒng)的建議。全面清晰地評估系統(tǒng)的建議。

12、對于對于新標(biāo)準(zhǔn)非強制的一些推薦措施，將根據(jù)用戶要求酌情處理，新標(biāo)準(zhǔn)非強制的一些推薦措施，將根據(jù)用戶要求酌情處理，如遠程監(jiān)控等。如遠程監(jiān)控等。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 13 測試模式界面測試模式界面 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 14 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 15新制造架橋機安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)新制造架橋機安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中鐵一局武夷山工地中鐵一局武夷山工地JQDS900JQDS900型架橋機型架橋機( (中鐵科工制造中鐵科工制造) )二

13、二 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 16 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 17 本次試驗的大型起重機械為中鐵科工集團有限公司生產(chǎn)的JQDS900型架橋機。該架橋機用于福建省建陽市京?？蛯ｍ椖渴┕?。該設(shè)備為我院新研制生產(chǎn)的設(shè)備，在新標(biāo)準(zhǔn)制定的同時，我們把安全監(jiān)控系統(tǒng)融入到電氣系統(tǒng)設(shè)計中，結(jié)合新的標(biāo)準(zhǔn)增加了相關(guān)的設(shè)備。與此同時，中鐵工程機械研究設(shè)計院和中鐵科工集團有限公司根據(jù)產(chǎn)品需求完成元件采購和系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試。2012年8月初，中鐵工程機械研究設(shè)計院和中鐵科工集團有限公司共同完成安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的現(xiàn)場

14、結(jié)構(gòu)安裝以及電氣制作和安裝，并于9月上旬開始進行現(xiàn)場調(diào)試。9月下旬，國家起重運輸機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心現(xiàn)場驗收。而后使用正常，效果良好，客戶認(rèn)可。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 181.安全監(jiān)控系統(tǒng)傳感器及設(shè)備a)風(fēng)速儀：采用風(fēng)速儀，實時檢測現(xiàn)場風(fēng)速。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 19b)整機水平檢測：利用水平傳感器，測量機臂縱向的坡度，顯示整機架梁時水平狀態(tài)。 c)支腿垂直度檢測：利用水平傳感器，測量前支腿的水平度，可表示支腿的垂直度，檢測支腿是否垂直受力，工作過程中是否有傾倒趨勢。 架橋機安全監(jiān)

15、控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 20d)稱重檢測：根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，采用三點稱重系統(tǒng)，可測量起重量及偏載，檢測設(shè)備是起重載荷。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 21e)卷筒測速高度及超速檢測：利用卷筒低速端的編碼器，可以計算出卷筒的速度和吊具的高度。檢測卷筒的運行情況，起到超速保護的作用。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 22f)整機過孔速度、距離檢測：在后支腿走行電機端安裝編碼器，可計算出整機走行的速度和距離。g)卷筒低速端鉗盤制動檢測：利用接近開關(guān)，檢測液壓盤式制動器工

16、作情況。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 232、視頻監(jiān)視系統(tǒng)采用了高清的攝像機，對關(guān)鍵部位和架梁工況進行視頻采集，使用硬盤錄像機將其記錄下來。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 24在用架橋機在用架橋機( (本單位生產(chǎn)本單位生產(chǎn)) )安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng) 中鐵十局大西線工地中鐵十局大西線工地JQ900BJQ900B型架橋機型架橋機( (中鐵科工制造中鐵科工制造) )三三 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 25 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工

17、程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 26JQ900B型架橋機安全監(jiān)控裝置。監(jiān)控裝置的系統(tǒng)框圖如下：數(shù)據(jù)處理工作站數(shù)據(jù)記錄儀網(wǎng)絡(luò)交換機工業(yè)監(jiān)視器硬盤錄像機遠程監(jiān)控DTU水平姿態(tài)風(fēng)速儀表報警單元前載荷儀外部存儲器短信模塊架橋機控制器后載荷儀柱垂直度起升高度小車位置前右壓力傳感前左壓力傳感后右壓力傳感后左壓力傳感前車測距傳感后車高度傳感后車測距傳感停機指令聲光報警水平傳感器風(fēng)速傳感器攝像頭2攝像頭1攝像頭3（顯示終端）前車高度傳感傾角傳感器通信模塊原電氣系統(tǒng)原電氣系統(tǒng)（安保部分）（安保部分） 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 27JQ900B型

18、架橋機系我院生產(chǎn)設(shè)備;虛線框內(nèi)為原電氣系統(tǒng)的安全保護部分。由于熟悉整個電氣線路并持有系統(tǒng)的全部軟件源代碼，所以實施起來效率較高，各方面開銷相對較小。其特點是： 可以通過修改原設(shè)備的軟硬件來實現(xiàn)國家新標(biāo)準(zhǔn)所要求的全部功能。最大限度地利用新舊系統(tǒng)的資源共享。對上位機數(shù)據(jù)處理工作站要求不高。特別是接口通信相對簡單得多。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 28 在這套裝置里，通過一個遠程通信DTU接口，專門設(shè)計了一種基于Internet技術(shù)、面向工程施工安全管理的架橋機遠程監(jiān)控管理終端。這一方面是與我院研制的大噸位箱梁運架設(shè)備群遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)相連接（相關(guān)內(nèi)

19、容參見2011年第10期“工程機械”雜志）。另一方面則是國家新標(biāo)準(zhǔn)實施方案的通知中明確指出；“在有條件的單位可根據(jù)具體情況和工作需要，進一步實現(xiàn)遠程傳輸、遠程監(jiān)控、遠程管理、遠程服務(wù)，數(shù)據(jù)、視頻和音頻查詢，數(shù)據(jù)、視頻和音頻統(tǒng)計與分析等功能，逐步建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的起重機械安全監(jiān)控管理的局域監(jiān)控平臺和遠程監(jiān)控平臺?！?架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 29圖形數(shù)據(jù)庫終端遠程RTU組件 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 30故障報警短信自動編輯、自動群發(fā)模塊。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵

20、工程機械研究設(shè)計院Page 31在用架橋機在用架橋機( (其它單位生產(chǎn)其它單位生產(chǎn)) )安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng) 中交二局西寶線工地中交二局西寶線工地HZQ900HZQ900型架橋機型架橋機( (華中建機制造華中建機制造) )四四 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 32 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 33HZQ900型架橋機安全監(jiān)控裝置(陜西寶雞中交二局西寶線工地) HZQ900型架橋機由其它廠商所生產(chǎn)。不能采取上述兩種設(shè)備改造方案。這里面涉及到不同廠家設(shè)備電氣系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)交換（主要是應(yīng)

21、用層等高層協(xié)議）的問題，這對安全監(jiān)控裝置的設(shè)計者來說是一種挑戰(zhàn)，無疑增加額外棘手的工作量。雖然說國家新標(biāo)準(zhǔn)一再強調(diào)設(shè)備通信協(xié)議的開放性，然而這對于占施工主導(dǎo)地位的現(xiàn)役老設(shè)備卻意義不大，絕大多數(shù)現(xiàn)役900噸級架橋機的電氣系統(tǒng)設(shè)計都很先進，都無一例外地采用了常見的工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)接口，但客觀上也只能做到底層接口協(xié)議（如物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層等）的一致性。并不具備用戶程序交流的可能性。在尚未建立安全監(jiān)控管理系統(tǒng)用戶層接口通用規(guī)范細(xì)則之前，是即使是新出廠的設(shè)備，不同廠商的產(chǎn)品也難以直接通過標(biāo)準(zhǔn)接口進行數(shù)據(jù)交換。必須采用一些特定的技術(shù)。監(jiān)控裝置的系統(tǒng)框圖如下： 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院

22、中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 34數(shù)據(jù)處理工作站數(shù)據(jù)記錄儀網(wǎng)絡(luò)交換機工業(yè)監(jiān)視器硬盤錄像機項目部遠端無線監(jiān)視接口水平姿態(tài)風(fēng)速儀表報警單元外部存儲器短信模塊架橋機控制器停機指令顯示聲光報警水平傳感器風(fēng)速傳感器攝像頭2攝像頭1攝像頭3（顯示終端）通信接口原電氣系統(tǒng)原電氣系統(tǒng)前載荷儀后載荷儀超速保護起升高度小車位置前右壓力傳感前左壓力傳感后右壓力傳感后左壓力傳感前車測距傳感后車高度傳感后車測距傳感前車高度傳感超速開關(guān)接口協(xié)議轉(zhuǎn)換單元停機執(zhí)行邏輯 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 35在此案例中，我們采用了如下措施：硬件冗余：根據(jù)模塊化設(shè)計原理，從責(zé)任劃分、

23、操作維護的方便性與延續(xù)性來考慮，要盡可能保持原系統(tǒng)的相對獨立性。對于其它廠商的設(shè)備，可能會更多地應(yīng)用到硬件冗余設(shè)計技術(shù)。因為無法掌握對方設(shè)備的完整資料如源代碼等。所以，除了后增加的功能必須由新系統(tǒng)完成以外，在必要的場合，一些由原系統(tǒng)執(zhí)行的功能也可通過硬件冗余方式由新系統(tǒng)來完成。仲裁機制：仲裁機構(gòu)設(shè)在新系統(tǒng)。由于存在硬件冗余，可靠的仲裁機制是必須的。仲裁機制包含兩個方面內(nèi)容；一是數(shù)據(jù)仲裁，主要由軟件來實現(xiàn)。二是停機仲裁，是由軟硬件共同來實現(xiàn)。必須指出，這里所說的停機是指工作停機。一級緊急停機仍由原系統(tǒng)完成，并不在仲裁范圍之內(nèi)。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院

24、Page 36數(shù)據(jù)挖掘：對原系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)挖掘是此類改造的難點之一。有時為了得到某些數(shù)據(jù)如運行狀態(tài)，可能要外加裝大量的硬件I/O陣列。而過多的硬件冗余又會帶來仲裁機構(gòu)的繁瑣。接口協(xié)議轉(zhuǎn)換單元：前面已經(jīng)提到，對于此類改造過程，難免會遇到通信接口協(xié)議轉(zhuǎn)換的問題。在本案例中，就涉及到了CANopen接口與Modbus接口的協(xié)議轉(zhuǎn)換。多數(shù)情況下，設(shè)計者會選擇購買成品網(wǎng)關(guān)。但是，并非每一種轉(zhuǎn)換都能買到成品。況且，實踐證明，不少國內(nèi)廠家生產(chǎn)的協(xié)議轉(zhuǎn)換產(chǎn)品實用性極差。這時，系統(tǒng)設(shè)計者要么修改設(shè)計；要么自己開發(fā)協(xié)議轉(zhuǎn)換接口。在微電子技術(shù)高度發(fā)展的今天，要做到后者并不太難。我們這次就是用ARM單片機自行研制了本

25、裝置專用的CANopen與Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊。長時間運行非常穩(wěn)定可靠。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 37項目部遠端操控接口：這一部分內(nèi)容是本次設(shè)備改造的一個亮點；屬于一個科研性課題；并不涉及到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。丘陵地區(qū)丘陵地區(qū)山區(qū)彎曲隧道山區(qū)彎曲隧道（約1公里）（約1公里）項目部項目部終端終端架橋機架橋機全向天線全向天線中繼站中繼站定向天線定向天線全向天線全向天線定向天線定向天線（10公里以上）（10公里以上）丘陵地區(qū)丘陵地區(qū)（10公里以上）（10公里以上） 圖圖3.3.項目部級遠端無線實時視頻傳輸項目部級遠端無線實時視頻傳輸架橋機現(xiàn)場視

26、頻信號經(jīng)過實時壓縮處理后，與其它監(jiān)控數(shù)據(jù)一起打包，毋需借助運營商，直接以不低于512Kbps數(shù)據(jù)傳輸速率送到項目指揮部監(jiān)控終端。擴大了設(shè)備的監(jiān)控視野，方便上級職能部門參入設(shè)備的實時安全監(jiān)控。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 38人機界面之一： 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 39人機界面之二： 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 40人機界面之三： 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 41電臺傳輸系統(tǒng) 通過電臺系統(tǒng)及中繼

27、站，實現(xiàn)了項目部到施工現(xiàn)場最遠達18KM的實時數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)視。并穿越了長度1KM的小村隧道。數(shù)據(jù)穩(wěn)定，視頻清晰。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 42增加關(guān)鍵節(jié)點傳感器a、激光傳感器，測量距離：0.5m-100m， 精度：2mm。測量前后小車的位置以及之間的距離，用于計算整機走行，過孔，同步托梁，導(dǎo)梁過孔時，小車應(yīng)處的位置，保證設(shè)備在設(shè)計規(guī)范的位置執(zhí)行相應(yīng)的工況，確保設(shè)備運行安全。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 43b、水平傾角傳感器用于測量整機水平及前支腿垂直度，確保設(shè)備在坡度工況及支腿操作時在安全的范圍內(nèi)。 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 44 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 45 故障數(shù)據(jù)記錄儀 架橋機安全監(jiān)控管理裝置_中鐵工程機械研究設(shè)計院中鐵工程機械研究設(shè)計院Page 46工作總結(jié)工作總結(jié)五五 架橋機安全