Многофункциональный прибор безопасности для кранов-трубоукладчиков ПБТ-1
Современные требования к оснащению грузоподъемных машин приборами безопасности диктуют необходимость создания изделий на базе цифровой техники (микропроцессорных приборов) с расширенными функциональными, информационными, диагностическими и регистрационными возможностями. Таким является многофункциональный прибор безопасности ПБТ-1, разработанный и освоенный ООО «Яуза-10» (рис. 1). Он предназначен для защиты кранов-трубоукладчиков от перегрузки и опрокидывания, а также обеспечения машиниста информацией о загруженности трубоукладчика, положении и допустимых движениях его рабочего оборудования, в том числе относительно линий электропередач (ЛЭП).
Прибор обеспечивает выполнение требований ст. 2.7.4 «Правил устройства и безопасной эксплуатации кранов-трубоукладчиков» (ПБ 10157-97) с учетом п. 31 Изменения №1 (Постановление Госгортехнадзора России от 21.07.2000 №43) в следующих технологических режимах:
в режиме указателя с информированием машиниста о параметрах работы крана-трубоукладчика при работе его в колонне;
в режиме ограничителя с дополнительным созданием управляющего сигнала на отключение механизмов при работе крана-трубоукладчика вне колонны и при наличии на нем исполнительных устройств, если фактическая нагрузка превысит допустимое значение.
Он также обеспечивает регистрацию и хранение информации о работе трубоукладчика.
Диапазон рабочих температур от минус 40 до плюс 60°С, допускаемая относительная влажность воздуха при температуре 25°С и ниже до 100%.
Прибор безопасности ПБТ-1 выполнен в соответствии с нормативной документацией и защищен патентом на полезную модель № 51607 от 27.04.2005 г. Имеется разрешение № РРС02-00001 на его изготовление и применение, выданное Федеральной службой по экологическому технологическому и атомному надзору России.
Прибор ПБТ-1 отличается рядом технических особенностей, заложенных в основу его создания.
1. В качестве показателя нагрузки используется контроль грузового момента, что особенно важно, если усилие на крюке не направлено строго вертикально. Грузовой момент определяется по давлению в гидроцилиндре подъема стрелы или усилию в канатной подвеске стрелы. Датчик нагрузки размещается на раме крана-трубоукладчика, что обеспечивает удобство его эксплуатации.
2. Эксплуатационная надежность достигается за счет применения статических датчиков с бесконтактными преобразователями. Датчики нагрузки (усилия или давления) содержат тензометрический преобразователь. Датчик угла наклона стрелы использует преобразователь перемещения стрелы в электрический сигнал гравитационного типа, не содержащий механических узлов, и устанавливается в любом удобном месте на стреле. Он унифицирован с датчиком угла наклона портала (рамы), который контролирует эти углы в двух ортогональных вертикальных плоскостях.
Датчики имеют стандартизованные аналоговые выходные сигналы и при необходимости модернизации прибора могут быть заменены датчиками другого типа.
Надежности способствует также применение полупроводниковых цифровых и единичных индикаторов повышенной светоотдачи, безотказных в широком диапазоне температур работы и хранения в эксплуатационном состоянии на машине, при повышенной влажности, запыленности и т.д.
3. Прибор может устанавливаться как на вновь выпускаемых, так и на находящихся в эксплуатации кранах-трубоукладчиках, оснащенных различным составом технических средств, и применяться на разных типах машин. Для этого он выполняется из унифицированных модулей. Конкретной модели крана-трубоукладчика соответствует определенное исполнение прибора.
4. Относительно небольшой объем данных о независимых константах и грузовых характеристиках кранов-трубоукладчиков позволяет занести в запоминающее устройство (ППЗУ) прибора эти показатели для многих известных типов машин. В дальнейшем, при первоначальной калибровке прибора в производстве или после установки на кран-трубоукладчик, производится выборка данных конкретной модели крана из всего массива данных ППЗУ.
ППЗУ прибора также содержит область, в которую при настройке (калибровке) могут записываться данные «неизвестного» крана-трубоукладчика. Это исключает необходимость пересылки данных, программирования на другом предприятии, что требуется в этом случае при работе с другими приборами.
5. Снижению погрешностей оценки показателей работы крана-трубоукладчика служит разработанный режим калибровки датчиков и юстировки прибора в целом, выполняемых на различных этапах подготовки к работе и эксплуатации: на стенде, при установке на кране-трубоукладчике, при периодическом контроле, после ремонта и т.д.
При калибровке (адаптации прибора к крану-трубоукладчику) учитываются возможные отклонения характеристик датчиков, узлов их установки, весовых и линейных характеристик кранов-трубоукладчиков, в результате чего минимизируются погрешности контроля их параметров.
В каждой точке характеристики калибруемого датчика вместе с узлами его установки проводится запись в «память» измеренного датчиком контролируемого параметра (угла наклона рамы, стрелы или усилия) и одновременный ввод в «па-мять» фактического значения этого параметра, измеренного внешним измерительным прибором высокой точности. Разность между этими значениями записывается в электро-программируемое запоминающее устройство (ЭППЗУ) и при работе в качестве поправки вносится в показания датчиков.
Важной особенностью калибровки является возможность внесения изменений в характеристики отключения (грузовые характеристики крана-трубоукладчика) непосредственно на месте проведения работ средствами самого прибора (используя область ППЗУ для «неизвестного» крана-трубоукладчика).
6. Контроль, настройка и ремонт каждого из модулей может осуществляться отдельно от общей схемы прибора. Примененные элементная база и стандартные апробированные решения исполнения его узлов определяют простоту конструкции и невысокую стоимость прибора.