Hardwareschicht: Kernausrüstung für die Datenerfassung und -ausführung
Die Hardwareschicht ist die physische Grundlage des Systems und verantwortlich für die Echtzeiterfassung der Betriebsparameter des Krans und die Ausführung von Steuerbefehlen. Es umfasst im Wesentlichen folgende Ausstattung:
Sensornetzwerk
Hubkapazitätssensor: Installiert am Drahtseil oder Flaschenzug des Hebemechanismus, überwacht er mithilfe von Dehnungsmessstreifen oder piezoelektrischen Prinzipien das Lastgewicht in Echtzeit mit einer Genauigkeit von ±0,5 % FS.
Amplituden-/Höhensensor: Multiturn-Encoder messen den Hub der Wipp- und Hebemechanismen durch Zahneingriff oder magnetische Induktionstechnologie mit einer Genauigkeit von 1 % und stellen so sicher, dass Hubhöhe und Amplitude innerhalb sicherer Bereiche liegen.
Schwenkwinkelsensor: Er wird am Großwälzlager installiert und überwacht den Schwenkwinkel des Turmdrehkrans, um Kollisionen mit anderen Geräten zu verhindern.
Neigungssensor: Zwei- oder dreiachsige Beschleunigungsmesser überwachen die Vertikalität des Turms. Ein Alarm wird ausgelöst, wenn die Neigung einen Schwellenwert (z. B. 3 Grad) überschreitet.
Windgeschwindigkeitssensor: Ein propellerartiges Design in Kombination mit einer magnetischen Induktionsspule überwacht die Umgebungswindgeschwindigkeit in Echtzeit. Die Zwangsabschaltung wird ausgelöst, wenn die Windgeschwindigkeit die Stufe 8 überschreitet.
LiDAR/Millimeterwellenradar: Auf der Spitze des Auslegers oder Turms installiert, erstellt es eine 3D-Umgebungskarte, überwacht die Position umgebender Hindernisse und ermöglicht die Kollisionsvermeidung.
Datenerfassungsterminal
Integriert mehrkanalige analoge Eingangs- und digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstellen, unterstützt Protokolle wie Modbus und CAN-Bus, wandelt Sensordaten in digitale Signale um und führt eine Vorverarbeitung durch.
Kontrollausführungseinheit
Dazu gehören Relais, Schütze, Frequenzumrichter usw., die bei Empfang von Systembefehlen die Stromversorgung unterbrechen, Aktionen begrenzen oder Bremsvorrichtungen aktivieren und so Funktionen wie Überlastschutz und Notabschaltung erreichen.
Softwareschicht: Die Kernplattform für Datenanalyse und Entscheidungsfindung-
Die Softwareschicht ist das „Gehirn“ des Systems und verantwortlich für die Datenverarbeitung, Risikobewertung und Benutzerinteraktion. Es umfasst im Wesentlichen folgende Module:
Datenverarbeitungs- und Analysemodul
Filtert, kalibriert und fusioniert Sensordaten, um Rauschstörungen zu beseitigen und die Datenzuverlässigkeit zu verbessern.
Berechnet Schlüsselindikatoren wie das tatsächliche Drehmoment und den Kippkoeffizienten mithilfe von Algorithmusmodellen, um den Sicherheitsstatus der Ausrüstung dynamisch zu bewerten.
Risikowarnmodul
Basierend auf voreingestellten Schwellenwerten (z. B. 90 % Überlastwarnung, 105 % Abschaltung) löst das Modul abgestufte akustische und visuelle Alarme, Verzögerungskontrolle oder erzwungene Abschaltung aus.
In Kombination mit LiDAR-Daten prognostiziert es das Kollisionsrisiko und schränkt die Bewegung in die gefährliche Richtung ein, wenn der Abstand unter einem sicheren Wert liegt.
Benutzeroberfläche
Vor-Ort-Anzeigebildschirm: In der Fahrerkabine installiert, zeigt er Echtzeitparameter wie Hubkapazität, Radius, Höhe, Windgeschwindigkeit und Warninformationen an.
Verwaltungsplattform: Unterstützt die Fernanzeige des Gerätestatus, die Abfrage historischer Daten und die Berichterstellung über das Web oder eine mobile App.
Kommunikationsschicht: Die Brücke für Datenübertragung und Fernverwaltung
Die Kommunikationsschicht ermöglicht eine Echtzeit-Dateninteraktion zwischen der Ausrüstung, der Cloud und den Regulierungsbehörden. Es umfasst hauptsächlich die folgenden Technologien:
Kabelgebundene Kommunikation
Ethernet, RS485-Bus usw. für eine stabile Übertragung zwischen Sensoren und Datenerfassungsterminals.
Drahtlose Kommunikation
4G/5G, LoRa, NB-IoT usw. zum Hochladen von Daten auf die Cloud-Plattform, Unterstützung von Fernüberwachung und Echtzeitwarnungen.
Cloud-Plattform
Speichert Gerätebetriebsdaten, Alarmaufzeichnungen und Betriebsprotokolle und unterstützt die Erstellung statistischer Berichte nach Jahr, Monat und Woche.
Bietet API-Schnittstellen für die Integration mit staatlichen Regulierungssystemen und Unternehmens-ERP-Systemen und ermöglicht so den Datenaustausch und die kollaborative Verwaltung.
