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随着起重货载单元的不断增加,起重机械也在不断向大型化、高效化、自动化方向发展。如何实现大起升高度、多倍率钢丝绳的顺利卷绕是目前多层卷绕系统研究的热点,而作为多层卷绕系统中的Lebus卷筒更是研究的重点。针对多层卷绕钢丝绳-滑轮磨损试验台Lebus卷筒的现场工作特点,开发Lebus卷筒金属结构应力进行实时在线监测系统,可以为研究Lebus卷筒的卷绕机理和受力变化提供相关的数据支持,也为合理的设计多层卷绕卷筒提供科学的试验论证依据。
针对监测对象Lebus卷筒现场环境的特点,提出以传统动态应变仪作为应力数据采集单元、DSP开发模块作为应力数据处理单元、CAN总线通信模块作为应力数据传输单元、组态王软件作为人机界面监控软件开发平台,从而实现整个Lebus卷筒金属结构动态应力在线监测系统的架构。
通过在Lebus卷筒结构的筒体内壁和侧面挡板粘贴若干电阻应变片,采集卷筒应变信号;通过集电环实现随卷筒转动的电阻应变片与动态应变仪的信号传输;在传统动态应变仪中嵌入DSP和CAN通信模块,使传统应变仪具有DSP数据处理和CAN总线通信能力,利用DSP的数据处理能力实现对动态应变仪数据进行限幅和滤波算法的处理,以提高现场应力采集信号的抗干扰性;通过CAN总线,实现动态应变仪与监控中心工控机之间数据的远距离传输,保证数据传输的可靠性、抗干扰性和实时性;通过组态王软件来开发人机界面监控软件,充分利用了组态王软件丰富的设备驱动程序,降低了系统监控软件开发的难度和成本,并且易于系统扩展和升级。
对该系统进行了实例运行,所获得的监测数据良好的反映了Lebus卷筒的运行工况和受力状态,达到了系统设计的预期目的,也为其他机械设备在线监测系统的开发,提供了成功的范例。