Разработка системы мониторинга, контроля и обеспечения безопасности кранового оборудования

Ранее научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы на основе комплексного подхода по разработке и внедрению программно-аппаратного комплекса мониторинга и анализа текущего состояния и рисков эксплуатации грузоподъёмных кранов не проводились. При выполнении проекта НИОКР должны быть учтены требования нормативных правовых актов и государственных стандартов. Грузоподъёмный кран – сложный дорогостоящий механизм, требующий повышенного внимания к режимам эксплуатации. Основная причина выхода из строя кранового оборудования – несоблюдение эксплуатационных требований его работе. В целях минимизации причин выхода из строя основных элементов кранов и повышения безопасности работы производятся регламентные технические обслуживания и устанавливаются ограничивающие устройства (на перегрузку, на натяжение, на моточасы и др.). На текущий момент на рынке отсутствует комплексное решение по мониторингу состояния и обеспечению безопасности грузовых кранов. Существуют разрозненные, нишевые, узкоспециализированные решения по мониторингу оборудования с подключением датчиков температуры, влажности, усилий на канатах, счётчиков электроэнергии, концевых переключателей и др. и безопасности, например, система дистанционного контроля башенных кранов, разработанная по требованиям Ростехнадзора. Критически значимым для безопасности является система определения координат крюка крана по осям YХZ относительно подкрановой площадки. Проблемы безопасности башенных кранов частично были рассмотрены в некоторых научных статьях, в которых рассматриваются вопросы, связанные с анализом условий обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъёмных башенных кранов с применением метода дистанционного контроля со стороны государственного надзора. Описана конструкция многофункционального блока связи (БСМ) для совместного применения с приборами безопасности серии ОНК-160 Арзамасского электромеханического завода. Основным недостатком данного решения является его узкая специализация (грузоподъёмные башенные краны), а также отсутствие интеллектуальной системы диагностики, самодиагностики. На рынке отсутствуют корректно работающие датчики определения положения крюка крана. В дальнейшем система определения координат крюка крана по осям YХZ относительно подкрановой площадки может быть использована для реализации беспилотного крана, где отсутствует оператор крана и вся работа происходит в автоматическом режиме. По структуре крана по каждой координате необходимо индивидуальное техническое решение. На рынке не существует готовых систем для решения поставленной задачи управления краном. Цель и задачи проекта НИОКР: Цель: Разработка системы мониторинга, контроля и обеспечения безопасности кранового оборудования, которая позволит повысить эффективность и снизить риски эксплуатации кранового оборудования в режиме реального времени. Основные задачи: - Автоматизация процесса проверки технического состояния грузоподъёмного крана; - Разработка алгоритмов информирования о состоянии критических точек контроля с возможностью расчёта в режиме реального времени затрат на ремонт и эксплуатацию; - Проведение тестирования программно-аппаратного комплекса на базе ООО «КранСтройМонтаж». Научная новизна: 1. Обоснование вариантов размещения датчиков для эффективного технического диагностирования узлов и деталей грузоподъёмного крана. 2. Разработка алгоритма процесса технического диагностирования грузоподъёмного крана в процессе его эксплуатации. 3. Разработка комплексная алгоритмизации диагностирования, определения перечня управленческих решений и возможности расчёта затрат на эксплуатацию и ремонт грузоподъёмного крана. 4. Разработка алгоритма самодиагностики работы грузоподъёмного крана с информированием о нарушениях режима эксплуатации, предупреждением необходимости выполнения регламентных и внеочередных работ по ремонту и обслуживанию. 5. Обоснование и разработка методики определения положения крюка крана относительно крановых путей и площадки. В результате настоящей НИОКР будет внедрена комплексная автоматизированная система в соответствии с требованиями технического задания, позволяющая получить информацию о каждом кране и его приводах в режиме реального времени. Перечень научно-технической продукции, подлежащей сдаче в ходе выполнения проекта НИОКР и по окончании работ: 1. Прототипы оборудования – датчик системы определения координат положения крюка крана относительно подкрановой площадки. 2. Технология определения координат положения крюка крана. 3. Информационная система мониторинга текущего состояния, контроля и обеспечения безопасности грузоподъёмных кранов. 4. Техническая документация – методика и схема датчиков системы определения координат положения крюка крана, инструкция администратора и специалиста информационной системы мониторинга текущего состояния, контроля и обеспечения безопасности грузоподъёмных кранов. Также планируется по окончании работ подготовка пакета документов на оформление прав на интеллектуальную собственность. Область внедрения результатов проекта НИОКР : продукция ООО «Кранстроймонтаж»: козловые, мостовые, консольно-поворотные краны, станки, используемые при производстве кранов и иного оборудования; потребители создаваемой продукции - машиностроительные предприятия , металлургические предприятия, предприятия лесной промышленности, транспортно-логистические компании, складские хозяйства.