環(huán)鏈電動葫蘆能效監(jiān)測新方法

時間：2022-06-02作者：藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械（江蘇）有限公司瀏覽：250

環(huán)鏈電動葫蘆能效監(jiān)測新方法

陶守凱

藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械（江蘇）有限公司  江蘇東臺  224200

摘 要：針對目前環(huán)鏈電動葫蘆能效測試測量數(shù)據(jù)分散、運(yùn)行控制自動化程度低、測試采集裝置布置繁瑣、測試效率低的問題，采用微控制器技術(shù)，研發(fā)了一款集供給能采集、負(fù)載高度測量、有效能計算、能效值計算、能效分級、運(yùn)行自動控制于一體的多功能、便攜式的電動葫蘆能效測試儀。該測試儀融入了物聯(lián)網(wǎng)和云平臺技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)能效的在線監(jiān)測和云監(jiān)控。該測試儀的研發(fā)大大提高了電動葫蘆能效測試的測試效率和測試精度，為環(huán)鏈電動葫蘆能效測試和能效遠(yuǎn)程監(jiān)管提供了技術(shù)支持。

 

關(guān)鍵詞：環(huán)鏈電動葫蘆 能效監(jiān)測 自動化測試 物聯(lián)網(wǎng)

 

電動葫蘆能效測試和能效評價的研究和應(yīng)用在我國剛剛起步，國家對電動葫蘆能效的要求日益規(guī)范。GB/T30028—2013《電動葫蘆能效測試方法》規(guī)范了電動葫蘆的能效測試方法，GB/T12745—2016《電動葫蘆能效限額》，規(guī)定了各種電動葫蘆的低能效限額，根據(jù)能效值劃分了能效等級。

目前，電動葫蘆能效測試多在電動葫蘆試驗(yàn)臺進(jìn)行，而具備國家標(biāo)準(zhǔn)的能效測試臺較少，測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度不高。由于電動葫蘆能效測試過程中測量點(diǎn)較分散，需要在不同位置安裝傳感器和信號采集器，傳統(tǒng)電動葫蘆試驗(yàn)臺通過現(xiàn)場總線傳輸測量數(shù)據(jù)，安裝部署流程繁瑣，測試流程的自動化程度不高。所以，研制一種集成式、自動化電動葫蘆能效測試裝置，提高電動葫蘆能效測試的自動化和信息化，對電動葫蘆的能效能效測試、標(biāo)準(zhǔn)研究、節(jié)能設(shè)計、節(jié)能監(jiān)管等具有重要意義。

1硬件組成

1.1系統(tǒng)總體組成

圖1所示測試儀主要由微控制器、數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊、電能采集模塊、ZigBee無線通訊模塊、負(fù)載高度測量模塊、SD卡存儲模塊、GSM無線通訊模塊、觸摸屏、IO驅(qū)動模塊和電池模塊組成。

 

 

圖1 系統(tǒng)總成

 

1.2主要配置

1.2.1電池供電模塊,包括鋰電池、電池充放電保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路，鋰電池作為電池充放電保護(hù)電路供電電源；電池充放電保護(hù)電路用于鋰電池發(fā)生過充放電時自動切斷外部充放電回路；穩(wěn)壓電路對鋰電池的輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓濾波，為其他模塊提供穩(wěn)定的工作電壓。電池充放電保護(hù)電路采用S-8262A芯片保護(hù)模塊。電池的組成結(jié)構(gòu)見圖2。

 

圖2 電池組成結(jié)構(gòu)

1.2.2電能采集模塊,采用DSSX/DTSX838型三相智能電表，可同時測量電能、電壓、電流等數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度為0.5級。

1.2.3ZigBee無線通信模塊。采用CC25302.4GHz通信芯片，支持ZigBee通信協(xié)議，通信速率達(dá)250Kbps，且具有低功耗特性。

1.2.4負(fù)載高度測量模塊采用激光測距傳感器，精度達(dá)1mm，量程達(dá)50m，適用于大多數(shù)環(huán)境下的能效測試。

1.2.5微控制器采用STM32F407VET6型微控制器，控制測試流程的運(yùn)行，控制器主頻為168MHz，滿足運(yùn)

算要求，同時具有4路串口外設(shè)，滿足測試儀多路通訊接口的需求，并具有SDIO接口，可擴(kuò)展SD卡存儲。

1.2.6GSM無線通信模塊采用RisymA6型通信模組，支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸，支持TCP、HTTP通訊方式。

1.2.7觸摸屏交互模塊采用DMT80480T050_02W型串口觸摸屏，提供測試流程所需的GUI顯示，工作穩(wěn)定，適用于工業(yè)級場景。

2工作原理

微控制器運(yùn)行測試程序，通過觸摸屏輸入?yún)?shù)、指令和顯示，通過IO口驅(qū)動模塊，按照規(guī)定流程控制電動葫蘆運(yùn)行（上升、懸停、下降、停止），同時通過RS485轉(zhuǎn)TTL模塊發(fā)送命令給電能采集模塊，然后讀取RS485轉(zhuǎn)TTL模塊轉(zhuǎn)發(fā)回的數(shù)據(jù)，并通過Zigbee無線通信模塊發(fā)送命令給與Zigbee無線通信模塊連接的負(fù)載高度測量模塊，讀取Zigbee無線通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)回的數(shù)據(jù)，計算具體能效。將測試過程數(shù)據(jù)和能效數(shù)據(jù)以文件的形式存儲到SD卡存儲模塊，然后通過GSM無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器端；電能采集模塊采集測試過程中電動葫蘆的耗電量、電壓以及電流數(shù)據(jù)；Zigbee無線通信模塊負(fù)責(zé)微控制器和負(fù)載高度測量模塊之間的通信；負(fù)載高度測量模塊負(fù)責(zé)測試過程中電動葫蘆所帶負(fù)載的高度測量；RS485轉(zhuǎn)TTL模塊負(fù)責(zé)微處理器主控模塊和電能采集模塊之間的通信；電池供電模塊為各模塊提供電能；SD卡存儲模塊存儲測試過程數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)文件；IO口驅(qū)動模塊放大微控制器IO口弱電信號，輸出至與之連接的電動葫蘆電氣控制箱端口。

3功能特點(diǎn)

3.1集成度高集供給能測試、有效能測試、起升高度測試、能效等級劃分為一體。

3.2運(yùn)行自動控制按照GB/T30028—2013《電動葫蘆能效測試方法》規(guī)定的測試流程，電動葫蘆自動升降運(yùn)行。

3.3基于物聯(lián)網(wǎng)的無線通訊激光測距儀測出的數(shù)據(jù)通過ZigBee無線傳給微控制器，計算結(jié)果通過GSM無線傳給服務(wù)器。

3.4基于云平臺的數(shù)據(jù)分析測試的數(shù)據(jù)通過GSM

傳給服務(wù)器，服務(wù)器中的云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3.5采用觸摸屏的人機(jī)界面 數(shù)據(jù)輸入、運(yùn)行操作和顯示通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)，方便快捷。

3.6結(jié)構(gòu)緊湊體積小，質(zhì)量輕，便于攜帶。

3.7布線方便 只需將控制輸出線接到電動葫蘆的接觸器上。

3.8應(yīng)用廣泛 儀器的測試能力不受電動葫蘆噸位的限制，并且可以應(yīng)用在工頻和變頻電動葫蘆上。

4測試數(shù)學(xué)模型

4.1供給能測量

通過智能電表測量電動葫蘆起升機(jī)構(gòu)在特定工作級別下的測試周期內(nèi)完成起升動作所輸入的能量，即供給能，計算式為（1）

式中：E為10個運(yùn)行周期的供給能，Di為*i個周期電動葫蘆在上升階段從電能表上讀出的數(shù)據(jù)。

4.2高度測量

采用激光測距儀測量起升距離，測量方向垂直向下，并與重力方向的角度差不大于0.5°，地面放置反光板，反光板垂直于起升距離的測量方向。起升距離為（2）

式中：li1為*i個周期起升前激光測距儀讀數(shù)；li2為*i個周期起升后，載荷完全靜止時激光測距儀讀數(shù)。

4.3有效能測量

根據(jù)電動葫蘆的測試起重載荷和測試起升行程，計算電動葫蘆在規(guī)定的工作周期內(nèi)完成升降動作所產(chǎn)生的勢能的變化即有效能，計算式為（3）

式中：Q為10個工作周期內(nèi)的有效能，G為電動葫蘆實(shí)際起升載荷質(zhì)量，Hi為電動葫蘆載荷在*i個工作周期起升的距離。

4.4能效計算

根據(jù)規(guī)定工作周期內(nèi)輸入能和有效能之比，計算電動葫蘆的能效值，計算式為（4）



 

 

5測試流程

5.1測試開始前

首先，準(zhǔn)備好被測電動葫蘆額定載荷。其次，將測試儀的控制輸出線接到電動葫蘆控制箱的接觸器上，單速電動葫蘆有上升和下降兩個接觸器分別控制電動葫蘆的上升和下降，雙速電動葫蘆有快升、快降、慢升、慢降，4個接觸器分別控制葫蘆的慢速升降和快速升降。后，接入外部電源。短期測試不需要額外電源，測試儀自帶電池電源，長期測試時需要接通外部電源。

5.2測試中

首先，啟動測試儀。其次，輸入?yún)?shù)。通過觸摸屏輸入一個運(yùn)轉(zhuǎn)周期中起升、懸停、下降、停止的時間長度，輸入運(yùn)轉(zhuǎn)周期數(shù)，輸入電動葫蘆參數(shù)和測試信息。然后，啟動測試。點(diǎn)擊觸摸屏上的啟動觸摸鍵，

啟動測試程序。后，注意觀察測試工況。測試過程中出現(xiàn)制動下滑量過大、負(fù)載高度過低、能耗過高或達(dá)不到試驗(yàn)條件，或試驗(yàn)出現(xiàn)危險狀況時，點(diǎn)擊觸摸屏上的停止觸摸鍵，停止試驗(yàn)。

5.3試驗(yàn)結(jié)束

電動葫蘆運(yùn)行周期達(dá)到設(shè)定的周期數(shù)后，系統(tǒng)自動停止運(yùn)行，數(shù)據(jù)存儲在SD卡存儲模塊中，并通過GSM將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)端。為了防止網(wǎng)絡(luò)故障和儀器故障及其他原因造成的數(shù)據(jù)丟失，試驗(yàn)結(jié)束后可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦或者移動存儲設(shè)備上備份。

6. 藍(lán)創(chuàng)起重LANC環(huán)鏈電動葫蘆的特點(diǎn)及檢驗(yàn)

6.1環(huán)鏈電動葫蘆的整體特點(diǎn)

1、外殼：鋁合金外殼，堅(jiān)實(shí)而輕質(zhì)。有特殊散熱片，散熱快，克連續(xù)使用，效率達(dá)百分之四十，可使用在化工廠、電鍍廠等地方；

2、旁磁剎車：新設(shè)計的磁力產(chǎn)生器，其特性為產(chǎn)磁?？稍谇袛嚯娫吹耐瑫r間剎車，吊重時剎車及時可靠；

3、限位開關(guān)：吊上吊下都有限位開關(guān)裝置，使自動停止，防止鏈條**出，確保可靠；

4、鏈條：采用FEC G80 加熱處理合金鋼鏈條。在雨水、海水、化學(xué)品及其他惡劣狀況下使用；

5、吊鉤：經(jīng)熱鍛造，強(qiáng)度高，不易斷裂。下吊鉤可旋轉(zhuǎn)360度，附吊鉤舌片，確保操作可靠；

6、支撐架：吊重支撐架由兩片鋼板組合，非常堅(jiān)固；

7、變壓器：24v/36v/48v等變壓裝置。操作時，萬一漏電，克防止意外發(fā)生，下雨時，可保證操作可靠；

8、電磁接觸器：可高頻率使用，沒有問題；

9、逆向保護(hù)器：特殊電器裝置，當(dāng)電源接線錯誤時，控制電路無法動作；

10、按鈕開關(guān)：使用防水按鈕開關(guān)，輕便耐用。

 

6.2藍(lán)創(chuàng)起重環(huán)鏈電動葫蘆產(chǎn)品生產(chǎn)測試全流程簡介

藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械（江蘇）有限公司是一家環(huán)鏈電動葫蘆、KBK軌道、懸臂吊、智能輔助提升設(shè)備等的生產(chǎn)公司，公司產(chǎn)品種類齊全，隨著市場發(fā)展，產(chǎn)品不斷升級，并獲得客戶**。環(huán)鏈電動葫蘆目前主要分為LCK系列和LCR系列，分別對應(yīng)的是兩款不同時間的環(huán)鏈電動葫蘆，增加了現(xiàn)場物料提升設(shè)備的選擇性，一種屬于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)款提升葫蘆，一種屬于變頻器控制提升葫蘆。作為環(huán)鏈電動葫蘆生產(chǎn)廠家，始終緊盯生產(chǎn)，牢固生產(chǎn)品質(zhì)，為用戶提供高品質(zhì)環(huán)鏈電動葫蘆是我們的使命。下面簡單介紹下我們公司環(huán)鏈電動葫蘆生產(chǎn)測試的全部流程。

環(huán)鏈電動葫蘆由電機(jī)、齒輪箱、中間件、鏈條、電器控制系統(tǒng)等組成。我們從原料采購、加工、組裝、測試、出廠，全流程控制。

6.2.1原料采購

原料主要指鑄件毛坯件、吊鉤件、鋁合金外殼件、齒輪、電纜、電器等各種組成部件；

6.2.2加工

鑄件、毛坯件等進(jìn)廠后，經(jīng)過倉庫初檢，并由機(jī)加領(lǐng)料，按照圖紙加工。我公司擁有數(shù)控機(jī)床5臺，加工機(jī)床5臺，鉆床、磨床等11臺，能滿足常規(guī)件加工，以及非標(biāo)定制加工；

6.2.3組裝

經(jīng)過機(jī)加機(jī)床的加工后，有組裝部門進(jìn)行葫蘆初步組裝，在根據(jù)加工工藝說明書后，進(jìn)行初步組裝測試，這里主要測試葫蘆的運(yùn)行順暢程度、噪音程度等；

6.2.4測試

在經(jīng)過初步測試后，由測試人員進(jìn)行整體通電測試，這里需要對葫蘆電機(jī)能效、通電運(yùn)行噪音、葫蘆是否卡頓等情況進(jìn)行了解，按照工藝說明書的要求，對不滿足要求的葫蘆進(jìn)行下一步調(diào)整，其他滿足能效、工藝要求的轉(zhuǎn)運(yùn)到噴涂線；

6.2.5噴涂

藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械所使用的噴涂線是全自動噴涂線，葫蘆在全流程中，不落地，保持外形美觀，漆面完整。

6.2.6打包

環(huán)鏈電動葫蘆經(jīng)過能效測試、 噴涂之后，在流水線中流轉(zhuǎn)到打包區(qū)域，在打包區(qū)域，葫蘆完成整體組裝，通電測試，在和用戶確認(rèn)的高度等在這一步就要實(shí)現(xiàn)。

6.2.7發(fā)貨

經(jīng)過以上步驟之后，環(huán)鏈電動葫蘆整體組裝測試打包全部結(jié)束了，并有打包區(qū)域人員，用鏟車運(yùn)到待發(fā)貨區(qū)域，經(jīng)過倉庫人員入庫后，方可按要求通知物流發(fā)貨。

7. 結(jié)束語

能效檢測和電動葫蘆運(yùn)行自動控制于一體，提升了檢測效率，降低了檢測工作量。供給能檢測、有效能檢測、能效計算、環(huán)鏈電動葫蘆運(yùn)行控制同步進(jìn)行，避免了量值傳送、偏差變大、數(shù)據(jù)統(tǒng)計偏差及數(shù)據(jù)舍入等造成的偏差。引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，完成能效在線監(jiān)控。不但能夠進(jìn)行單機(jī)能效檢測，還可以將儀器放到實(shí)地完成遠(yuǎn)程的能耗監(jiān)測。測試報告通過GSM發(fā)送給服務(wù)器云平臺，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析處理，為能效云平臺的搭建提供了基礎(chǔ)。

 

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T30028—2013電動葫蘆能效測試方法研究[S].

[2]GB/T12745—2016電動葫蘆能效測試方法研究[S].

[3]王松雷，黃永明，劉安國 ，基于物聯(lián)網(wǎng)的電動葫蘆能效自動化測試儀[G]起重運(yùn)輸機(jī)械2019（1）127-129

[4]藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械環(huán)鏈電動葫蘆選型手冊 2019版

 





藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械（江蘇）有限公司專注于KBK軌道廠家,KBK軌道配件,立柱式懸臂吊,旋臂起重機(jī),智能提升機(jī),智能折臂吊等, 歡迎致電 13056164037

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  詞條說明

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  藍(lán)創(chuàng)起重機(jī)械（江蘇）有限公司 江蘇鹽城 環(huán)鏈電動葫蘆如何換穿鏈條 步驟： 第一步：整體葫蘆懸掛在梁上，拿出有缺口的鏈花，掛在引鏈（葫蘆機(jī)體上的鏈條）上； 第二步：準(zhǔn)備好的鏈條無吊鉤一端，懸掛在有缺口的鏈花上，此步驟要保證鏈條所有焊點(diǎn)在一條直線上； 第三步：通電，啟動電動葫蘆，首先點(diǎn)試，明確葫蘆上下方向； 第四步：順利運(yùn)行電動葫蘆，使鏈條穿過電動葫蘆機(jī)體，并留出適當(dāng)?shù)挠嗔浚?0-50公分左右）； *

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