Использование алгоритма весоизмерения на основе фильтра скользящего среднего в регистраторе параметров работы мостового крана

Введение. Проанализирована проблема низкого качества первичной информации приборов регистраторов параметров работы крана. Принятое направление повышения качества информации о массе груза – совершенствование алгоритма весоизмерения. Описаны недостатки алгоритмов серийно выпускаемых регистраторов параметров. Предложено построение алгоритма на основе фильтра скользящего среднего.
Материалы и методы. Описан принцип работы предложенного алгоритма весоизмерения, состоящего из предварительного (определение пригодного для весоизмерения участка динамического процесса, расчет длины окна сглаживания) и основного этапов (применение фильтра, вычисление массы и ошибки измерения). Приведены два способа определения длины окна сглаживания, а также параметры использованных в экспериментальной части мостового крана, тензодатчика и датчика скорости вращения двигателя.
Результаты. Представлены графики усилия в механизме подъема и скорости вращения двигателя в момент весоизмерения. Показана работа функции контроля установившегося движения. Приведены результаты работы алгоритма при фиксированной точности измерения 3% с определением времени работы алгоритма и фиксированном времени работы алгоритма 10 сек с определением точности измерения.
Обсуждение. Время весоизмерения с точностью, требуемой для регистраторов параметров, составило 2…5 сек. Повышение скорости весоизмерения достигнуто за счет подстраиваемых параметров алгоритма при каждом включении механизма подъема. Для кранов с продолжительностью времени подъема непрерывно более 10 сек алгоритм позволяет рассчитать массу груза с точностью 1%, что обеспечивает точность определения показателей интенсивности работы крана 3%.
Заключение. Оценка точностных и временных параметров показала применимость разработанного алгоритма весоизмерения в задаче определения массы груза для регистраторов параметров работы крана. Преимуществом разработанного алгоритма является гарантированная точность весоизмерения. Алгоритм весоизмерения позволяет адаптировать регистратор параметров под технологический процесс работы крана и эффективно использовать пригодные для измерения участки динамического процесса.

1. Полквой М. А., Сторожев А. А. Анализ Федеральных норм и правил, регламентирующих процесс безопасной эксплуатации подъемных сооружений // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. 2015. № 1 (21). С. 65 – 75. EDN TKBISD.

2. Воронцов Д. С. Применение данных с регистраторов параметров работы крана с целью определения ресурса работы грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы // European Science. 2015. № 3 (4). С. 10 – 17. EDN TXGUAB.

3. Скосырский Н. П., Даньшин В. В., Будаков Д. С. Использование регистраторов параметров работы на мостовых грузоподъемных кранах, работающих со сменными грузозахватными приспособлениями // Инновации в строительстве и промышленности. 2016. № 7(9). 5 с. EDN VTINPX.

4. Объективная информация о работе подъемно-транспортных машин как основа повышения качества информационных систем грузообрабатывающих предприятий / Н. Ю. Иванова, С. Д. Иванов, С. А. Надеженков, А. Н. Назаров // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2023. № 2. С. 81 – 96. EDN MRGIFW.

5. Иванов С. Д. Стенд для изучения работы ограничителя грузоподъемности и регистратора параметров работы мостового крана // Механизация строительства. 2012. № 8 (818). С. 32 – 37. EDN PEWNOL.

6. Бром А. Е., Иванов С. Д., Шакаров К. К. Использование регистраторов параметров при эксплуатации мостовых кранов // Механизация строительства. 2016. Т. 77, № 6. С. 36 – 40. EDN VZYBZX.

7. Скосырский Н. П., Даньшин В. В., Будаков Д. С. Применение приборов безопасности ЗАО «ИТЦ «КРОС» // Промышленные и строительные технологии. 2016. № 8 (10). 5 с. EDN VTPROD.

8. Тимин Ю. Ф., Сушинский В. А. Опыт применения регистраторов параметров в кранах мостового типа // Подъемно-транспортное дело. 2009. № 3(53). С. 12 – 14. EDN NDIICZ.

9. Скосырский Н. П., Даньшин В. В., Будаков Д. С. Влияние предварительных порогов срабатывания ограничителя грузоподъемности на динамику мостового крана // Промышленные и строительные технологии. 2016. № 7 (9). 8 с. EDN VTPRKH.

10. Иванов С. Д., Михальчик Н. Л. Создание и экспериментальное обоснование алгоритма работы весоизмерительной системы на базе регистратора параметров // Подъемно-транспортное дело. 2019. № 3-4 (97). С. 27–30. EDN WRJTFW.

11. Ivanov, S. D. Selectionofarationalalgorith mfordataprocessingoftheweightmeasuringsystem of a hoisting crane / S. D. Ivanov, A. N. Nazarov, N. L. Mikhalchik // Journal of Physics: Conference Series, Belgorod, 09–10 марта 2021 года. Vol. 1926. Belgorod: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 012047.DOI 10.1088/1742-6596/1926/1/012047. EDNJIUUGG.

12. Переверзев А. Л. Адаптивный цифровой фильтр на основе скользящего среднего // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2005. № 2. С. 70 – 72. EDN HZNLZN.

13. Михалев А. В., Назаров А. Н. Применение алгоритма скользящего среднего для задачи определения массы груза // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2023. № 2. С. 44 – 57. EDN XLXJRI.

14. Иванов С. Д., Назаров А. Н. Оценка применимости электрических параметров привода для определения нагрузки на механизм подъема кранов мостового типа // Вестник СибАДИ. 2022. Т. 19, № 1(83). С. 36 – 47. DOI 10.26518/2071-7296-2022-19-1-36-47. EDN XZSFJQ.

15. Назаров А. Н. Движущее усилие двигателя механизма подъема кранов мостового типа в реальных условиях эксплуатации // Вестник СибАДИ. 2023. Т. 20, № 1(89). С. 34 – 50. DOI 10.26518/2071-7296-2023-20-1-34-50. EDN DJBHGB.