Научная статья на тему 'РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЕЖЕДНЕВНОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ПОДЪЕМНИКОВ С РАБОЧИМИ ПЛАТФОРМАМИ МАЧТОВОГО ТИПА'

РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЕЖЕДНЕВНОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ПОДЪЕМНИКОВ С РАБОЧИМИ ПЛАТФОРМАМИ МАЧТОВОГО ТИПА Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
50
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЕЖЕДНЕВНОГО КОНТРОЛЯ / ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ / АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЦИКЛА РАБОТЫ / ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД / НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / АДАПТИВНАЯ НЕЙРО-НЕЧЕТКАЯ СИСТЕМА ANFIS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Коровина М.С., Коровин С.К.

Цель: Рассмотреть требования к приборам безопасности мобильных подъемников с рабочими платформами и проанализировать особенности ежедневного контроля их технического состояния. Изучить вопрос о необходимости расширения функций встроенных систем безопасности этих подъемников. Показать необходимость углубленного контроля и анализа динамических процессов цикла работы мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа и дать технические решения его реализации. Методы: Выявление взаимосвязей механических и электромеханических характеристик электроприводов мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа с выходными параметрами распределенной системы многопараметрического ежедневного контроля на различных режимах с помощью адаптивной нейро-нечеткой системы ANFIS пакета MATLAB. Результаты: На лабораторном стенде получены значения минимальных среднеквадратичных ошибок определения частоты вращения, момента на валу и тока статора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором по данным трехосевых акселерометра LIS331DLH, гироскопа I3G4250D и магнитометра LIS3MDL, а также электретного микрофона на обучающих и тестовых выборках, с помощью различных методов обучения и функций принадлежности сгенерированных структур адаптивной нейро-нечеткой системы ANFIS. Практическая значимость: Показана возможность расширения функций встроенных систем безопасности мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа на основе контроля динамических процессов работы в цикле распределенной системой многопараметрического ежедневного контроля, обученной с помощью адаптивной нейро-нечеткой системы ANFIS пакета MATLAB, которая может быть рекомендована к практическому использованию.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Коровина М.С., Коровин С.К.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE DISTRIBUTED SYSTEM OF MULTIPOINT DAILY MONITORING OF THE TECHNICAL CONDITION OF THE WORKING EQUIPMENT OF MOBILE LIFTS WITH MAST TYPE WORK PLATFORMS

Objective: To consider the requirements for safety devices of mobile lifts with working platforms and analyze the specifics of daily monitoring of their technical condition. To consider the need to expand the functionality of the built-in safety systems of these lifts. To demonstrate the need for in-depth control and analysis of the work cycle dynamic processes of mobile lifts with mast-type work platforms and provide technical solutions for their implementation. Methods: The relationship of mechanical and electromechanical characteristics of electric drives of mobile lifts with mast-type work platforms with the output parameters of a distributed system of multipoint daily monitoring in various modes has been revealed using the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) of the MATLAB package. Results: On the laboratory bench, the values of the minimum root-mean-square errors in determining the speed, torque on the shaft, and the stator current of an asynchronous electric motor with a squirrel-cage rotor were obtained according to the data of the three-axis accelerometer LIS331DLH, gyroscope I3G4250D, and magnetometer LIS3MDL, as well as an electret microphone on training and test samples, various training methods and membership func- tions of the generated structures of ANFIS, the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System. Practical importance: The possibility of expanding the functionality of built-in safety systems of mobile lifts with mast- type work platforms is shown based on the control of the work cycle dynamic processes by a distributed system of multipoint daily monitoring trained using the ANFIS of the MATLAB package, which can be recommended for practical use.

Текст научной работы на тему «РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЕЖЕДНЕВНОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ПОДЪЕМНИКОВ С РАБОЧИМИ ПЛАТФОРМАМИ МАЧТОВОГО ТИПА»

УДК 621.876.1

Распределенная система многопараметрического ежедневного контроля технического состояния рабочего оборудования мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа

М. С. Коровина, С. К. Коровин

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Для цитирования: Коровина М. С., Коровин С. К. Распределенная система многопараметрического ежедневного контроля технического состояния рабочего оборудования мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2021. - Т. 18. - Вып. 2. - С. 294-302. БОГ 10.20295/1815-588Х-2021-2-294-302

Аннотация

Цель: Рассмотреть требования к приборам безопасности мобильных подъемников с рабочими платформами и проанализировать особенности ежедневного контроля их технического состояния. Изучить вопрос о необходимости расширения функций встроенных систем безопасности этих подъемников. Показать необходимость углубленного контроля и анализа динамических процессов цикла работы мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа и дать технические решения его реализации. Методы: Выявление взаимосвязей механических и электромеханических характеристик электроприводов мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа с выходными параметрами распределенной системы многопараметрического ежедневного контроля на различных режимах с помощью адаптивной нейро-нечеткой системы пакета МА^АВ. Результаты: На лабораторном стенде получены значения минимальных среднеквадратичных ошибок определения частоты вращения, момента на валу и тока статора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором по данным трехосевых акселерометра LIS331DLH, гироскопа I3G4250D и магнитометра LIS3MDL, а также электретного микрофона_на обучающих и тестовых выборках, с помощью различных методов обучения и функций принадлежности сгенерированных структур адаптивной нейро-нечеткой системы А№К. Практическая значимость: Показана возможность расширения функций встроенных систем безопасности мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа на основе контроля динамических процессов работы в цикле распределенной системой многопараметрического ежедневного контроля, обученной с помощью адаптивной нейро-нечеткой системы пакета МА^АВ,

которая может быть рекомендована к практическому использованию.

Ключевые слова: Распределенная система многопараметрического ежедневного контроля, техническое состояние рабочего оборудования, анализ динамических процессов цикла работы, лабораторный стенд, нечеткое моделирование, адаптивная нейро-нечеткая система А№К.

Введение

В классификации подъемников с рабочими платформами и подъемным оборудованием мачтового типа представлены подъемники одно-

мачтовые и многомачтовые, с мачтой фиксированной и изменяемой длины, с вертикальной и наклонной мачтами, со свободностоящей и закрепленной мачтами [1]. Приведенные в [2] требования к устройствам (приборам) безопасности

мобильных подъемников с рабочими платформами (МПРП) предусматривают оборудование МПРП следующими устройствами безопасности:

- системой, чувствительной к нагрузке (например, ограничителем предельного груза);

- системой, чувствительной к положению подъемного оборудования и ограничивающей превышение допускаемых напряжений;

- системой, чувствительной к опрокидывающему моменту и ограничивающей зону обслуживания;

- устройством ориентации пола рабочей платформы в горизонтальном положении;

- устройством блокировки подъема и поворота подъемного оборудования при неустановленном на опорах подъемнике, кроме винтовых опор, размещаемых вручную;

- устройством блокировки подъема опор при поднятом рабочем оборудовании, кроме винтовых опор, поставленных вручную;

- устройством аварийного опускания рабочей платформы при отказе основных систем привода;

- устройством, предохраняющим выносные опоры от самопроизвольного выдвижения (поворота) при работе подъемника;

- устройством (указателем) угла наклона подъемника;

- системой аварийной остановки привода перемещения при управлении из рабочей платформы и с нижнего пульта, которая должна быть оснащена кнопкой «Стоп»;

- переговорным устройством и/или видеосистемой (для подъемников с высотой подъема рабочей платформы более 22 м);

- анемометром (для подъемников с высотой подъема рабочей платформы более 22 м).

Датчики или выключатели допускается использовать в электрических устройствах безопасности при условии постоянного наблюдения за правильностью их функционирования. Контроль электрических, гидравлических и механических устройств безопасности в [2] предусмотрен на основе проверки конструкции и функциональных испытаний. Функциональные испытания должны подтвердить, что: 1) все движения МПРП

могут выполняться плавно при перемещении нагрузки, составляющей 110 % номинальной нагрузки при номинальных скоростях; 2) все устройства безопасности работают исправно; 3) не превышаются максимально разрешенные скорости. Согласно [3], ежедневный контроль технического состояния МПРП состоит из систем визуального и функционального контроля, включающих, но не ограничивающих проверки рабочего и аварийного управления; устройств и приборов безопасности; средств индивидуальной защиты; утечки из пневматической, гидравлической и топливных систем; кабелей и жгутов электропроводки, наличия ослабленных, поврежденных или утерянных компонентов; шин, колес и креплений для колес, рамы, шасси; информационных табличек, указательных и предупреждающих надписей и надписей на органах управления, а также эксплуатационных документов; элементов конструкции, содержащей и выносные опоры; рабочей платформы. Выполнение перечисленных проверок занимает значительное время, требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Полные сведения о безопасной эксплуатации МПРП представлены в руководствах по эксплуатации, например [4-6]. Дальнейшее расширение функций встроенных систем безопасности МПРП мачтового типа возможно за счет углубленного контроля и анализа динамических процессов цикла работы МПРП. В конструкциях МПРП мачтового типа обычно используются асинхронные электродвигатели переменного тока, в том числе и с преобразователями частоты. Механические и электромеханические характеристики асинхронного двигателя переменного тока основаны на зависимостях частоты вращения двигателя от полезного момента на валу при постоянных значениях частоты и амплитуды питающего напряжения, а также частоты вращения от тока статора.

Конструкция лабораторного стенда

Исследования контроля и анализа динамических процессов цикла работы МПРП мачтового

типа производились на модулях распределенной системы многопараметрического ежедневного контроля (МРСМЕК), установленных на лабораторном стенде «Электрооборудование и автоматика лифта» ЭОиА-Л-СК [7]. Лабораторный стенд состоит из макета лифта с размещенными на нем электроприводами подъема/опускания кабины (асинхронный двигатель с короткозамк-нутым ротором АИР63 В4 мощностью 370 Вт), открытия/закрытия дверей кабины лифта (трехфазная синхронная машина переменного тока с постоянными магнитами ECMD91207M мощностью 90 Вт) и стойки управления, позволяющей управлять этими двигателями по заданному закону с помощью частотного и тиристорного преобразователей. В состав стойки управления также входит электромашинный агрегат, объединяющий машину постоянного тока независимого возбуждения ПЛ-72 мощностью 180 Вт, асинхронный двигатель с фазным ротором IM-M71B4Y2 мощностью 370 Вт и импульсный датчик скорости E40S6-500-6-L-5. Штатные возможности стенда позволяют определять зависимости частоты вращения машины постоянного тока независимого возбуждения от момента нагрузки и тока якоря при номинальных значениях напряжения якоря, тока возбуждения при отсутствии дополнительного сопротивления в якорной цепи. Исследование машины постоянного тока независимого возбуждения возможно в режиме рекуперативного торможения, когда источником питания служит отдающий энергию в сеть тиристорный преобразователь. С помощью асинхронного электродвигателя с короткозамк-нутым ротором могут быть получены зависимости частоты вращения двигателя от полезного момента на валу двигателя при постоянных значениях частоты и амплитуды питающего напряжения, а также частоты вращения от тока статора. В данном случае в качестве нагрузки выступает двигатель постоянного тока, подключенный к тиристорному преобразователю.

Также могут быть получены зависимости частоты вращения от полезного момента на валу при постоянном токе возбуждения и тока статора синхронного электродвигателя в период пуска.

Стенд дает возможность обеспечить скалярное управление в системе преобразователь частоты - асинхронный электродвигатель за счет изменения параметров напряжения и частоты тока статора при заранее установленном законе связи между ними, а также позволяет поддерживать заданную частоту вращения асинхронного электродвигателя частотным преобразователем в замкнутой системе векторного управления за счет управления токами и напряжениями ста-торных обмоток, согласно заданным значениям скорости и момента. Механические и электромеханические характеристики замкнутой системы векторного управления могут быть получены как в двигательном режиме, так и в генераторном (рекуперативном торможении). Перечисленные зависимости по различным электродвигателям приводят к расширению возможности контроля динамических процессов работы МПРП в цикле, уточнению прогноза развития аварийных ситуаций. Взаимосвязи механических и электромеханических характеристик штатных электроприводов лабораторного стенда с выходными параметрами МРСМЕК исследовались на различных режимах.

Модуль распределенной системы многопараметрического ежедневного контроля

Каждый МРСМЕК построен на основе платформ Troyka-WiFi Slot и модулях ESP-12 с чипом ESP8266EX [8]. В чипе установлены 32-битный процессор Xtensa Tensilica L106 с частотой 80 МГц и ультранизким энергопотреблением, радиочастотный трансивер с физическим уровнем WiFi IEEE 802.11 b/g/и блоки памяти SRAM, позволяющие работать со сложными пользовательскими приложениями и цифровой сигнальной обработкой. Платформа WiFi Slot позволяет подключить до четырех Тгоука-модулей. Платформа имеет режимы работы клиент, точка доступа, клиент + точка доступа. Платформа включает программный интерфейс PC / TWI, беспроводной интерфейс Wi-Fi 802.11 b/g с частотой

2,4 ГГц, аппаратный интерфейс SPI и два аппаратных интерфейса UART / Serial. Программирование платформы проводилось на языке C++ с использованием интегрированной среды разработки Arduino IDE. На платформе WiFi Slot установлены четыре Troyka-модуля: IMU-сенсор IO-DOF v2 [9], SD картридер [10], часы реального времени RTC [11] и датчик шума (Troyka-модуль) [12]. Питание МРСМЕК производилось от внешнего портативного аккумулятора RC02ABE емкостью 2500 mAh с разъемами USB-microUSB.

Общий вид комплектующих МРСМЕК представлен на рис. 1, а сборка модуля - на рис. 2.

IMU-сенсор 10-D0F v2 содержит четыре микросхемы от STMicroelectronics. Трехосевые ак-

Рис. 1. Общий вид комплектующих МРСМЕК

Рис. 2. Сборка МРСМЕК

селерометр LIS331DLH, гироскоп I3G4250D и магнитометр LIS3MDL показывают ускорение, скорость вращения и напряженность магнитного поля относительно собственных осей X, Y и Z. Барометр LPS25HB измеряет атмосферное давление.

Показания акселерометра, гироскопа и магнитометра использовались в качестве входных данных для фильтров Маджвика, Махони или Кал-мана для получения на выходе кватерниона, позволяющего представить положение в пространстве IMU-сенсора 10-D0F v2 через углы Эйлера. В фильтре Маджвика реализовано определение ориентации IMU-сенсора 10-D0F v2 в пространстве с использованием данных акселерометра и гироскопа или акселерометра, гироскопа и магнитометра. В первом случае угол рыскания будет указывать на изначальное направление датчика, а во втором - на север. В табл. 1 представлены основные технические характеристики всех четырех чипов IMU-сенсора 10-D0F v2.

SD картридер [10] позволяет получить до 32 Гб энергонезависимой памяти. Он поддерживает карты форматов microSD под файловую систему FAT16 и microSDHC под файловую систему FAT32. С контроллером SD картридер общается по протоколу SPI стандартной библиотеки «SD», входящей в состав Arduino IDE. В библиотеке приведены примеры выполнения основных операций - получения данных о карте, работа с файловой структурой, чтения и записи файлов.

Часы реального времени RTC (Real Time Clock) [11] представлены модулем на базе чипа DS1307 с автономным питанием от батарейки CR1225 на 3 В. При потребляемом чипом DS1307 токе 500 нА батарейка может работать примерно 6 месяцев. Часы реального времени позволяют записывать в энергонезависимую память значения текущей секунды, минуты, часа, дня недели, месяца и года протоколирования данных.

К каждой записи показаний на SD-карту или на удаленный сервер можно добавлять тайм-код. Чип DS1307 общается с управляющей электроникой по протоколу PC/TWI.

Датчик шума «Troyka-модуль» [12] состоит из электретного микрофона и управляющей

ТАБЛИЦА 1. Технические характеристики чипов 1Ми-сенсора 10-DOF у2

Модуль Чип Частота обновления сигнала, Гц Максимальная чувствительно сть Диапазон измерений

Акселерометр LIS331DLH 0,5-1000 9,8-10-3 м/с2 ±2/±4/±8 g

Гироскоп I3G4250D 100-800 8,7-10-3 °/с ±250/±500/±2000 %2

Магнитометр LIS3MDL 0,625-80 1,46-Ю-4 Гс ±4/±8/±12/±16 Гс

Барометр LPS25HB 1-25 2,4-10-4 мбар 260-1260 мбар

электроники. Последняя усиливает сигнал микрофона, устраняет отрицательную полуволну сигнала и сглаживает его. Сигнал, поступающий с микрофона, является звуковой волной колебаний относительно нуля. Измерение максимальных значений амплитуды этой волны не дает четкой информации об уровне громкости, что заставляет проводить измерения максимально часто и подвергать их математической обработке. Электронная обвязка датчика шума вычисляет площадь под графиком звуковой волны, что позволяет определить изменение общего звукового фона в виде аналогового сигнала в диапазоне от 0 до напряжения питания. Выходное напряжение пропорционально средней шумности за последние несколько сотен миллисекунд. Для регулировки чувствительности на датчике шума установлен регулятор. Данные микрофона доступны и напрямую. В ходе проведения экспериментов с управляющей электроникой применялись три типа электретных микрофонов: НМ00603А, НМ00603В и ЕСМ-10С. Их основные технические характеристики представлены в табл. 2.

Экспериментальные исследования

В экспериментах использовались пять МРСМЕК, установленных на кабине лифта, противовесе, металлоконструкции корпуса, асинхронном двигателе привода кабины лифта, трехфазной синхронной машине переменного тока с постоянными магнитами привода открытия дверей кабины. Еще две МРСМЕК размещены на машине постоянного тока независимого возбуждения и асинхронном двигателе с фазным ротором, входящих в состав отладочного электромашинного агрегата. Общий вид лабораторного стенда с МРСМЕК представлен на рис. 3.

В ходе проводимых экспериментов программно изменялись скорость движения кабины, времена разгона и торможения кабины при движении вверх и вниз. На всех семи МРСМЕК измерения проводились с использованием:

- часов реального времени при записи на SD-картридер линейных ускорений;

- угловых скоростей, напряженности магнитного поля, звукового фона;

ТАБЛИЦА 2. Технические характеристики электретных микрофонов

Микрофон Диаметр, мм Напряжение, B Ток, мА Чувствительно сть, дБ Частота, Гц Отношение сигнал/шум, дБ

HM00603A 6,0 3,0 0,5 -60±3 30-16000 58

HM00603B 6,0 3,0 0,5 -65±4 30-16000 58

ECM-10C 6,0 4,5 0,5 -64±3 50-13000 40

ТАБЛИЦА 3. Минимальные среднеквадратичные ошибки определения параметров асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором на обучающих и тестовых выборках

Параметр контроля Обучающая выборка Тестовая выборка

Частота вращения 0,2945 3,4576

Момент на валу 0,2736 3,1239

Ток статора 0,2877 2,9323

Рис. 3. Общий вид лабораторного стенда с установленными МРСМЕК

- времени одновременно с частотой вращения, полезным моментом на валу;

- тока статора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Также осуществлялась запись частоты вращения, момента нагрузки, тока якоря. Запись производилась при подключении тиристорного преобразователя в качестве нагрузки двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Выявление взаимосвязей механических и электромеханических характеристик штатных электроприводов лабораторного стенда с выходными параметрами МРСМЕК на различных режимах производилось в адаптивной нейро-нечеткой системе АОТШ пакета МА^АВ [13], объединяющей достоинства нейронных сетей и систем нечеткого вывода и позволяющей после обучения минимизировать отклонения между результатами нечеткого моделирования и экспериментальными данными.

Заключение

Значения минимальных среднеквадратичных ошибок определения параметров асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором на обучающих и тестовых выборках, с помощью различных методов обучения и функций принадлежности сгенерированных структур адаптивной нейро-нечеткой системы АОТШ представлены в табл. 3.

В ходе проведенных на лабораторном стенде экспериментов получены значения минимальных среднеквадратичных ошибок определения частоты вращения, момента на валу и тока статора асинхронного электродвигателя с короткозамк-нутым ротором по данным трехосевых акселерометра LIS331DLH, гироскопа I3G4250D, магнитометра LIS3MDL, а также электретных микрофонов НМ00603А, НМ00603В и ЕСМ-10С. Эти данные были получены на обучающих и те-

стовых выборках, с помощью различных методов обучения и функций принадлежности сгенерированных структур адаптивной нейро-нечеткой системы ANFIS. Показана возможность расширения функций встроенных систем безопасности мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа на основе контроля динамических процессов работы в цикле распределенной системой многопараметрического ежедневного контроля, обученной с помощью адаптивной нейро-нечеткой системы ANFIS пакета MATLAB. Распределенная система многопараметрического ежедневного контроля технического состояния мобильных подъемников с рабочими платформами мачтового типа может быть рекомендована к практическому применению.

Библиографический список

1. ГОСТ 33649-2015. Подъемники с рабочими платформами. Классификация. - URL : http://docs. cntd.ru/document/1200135779 (дата обращения : 10.01. 2021 г.).

2. ГОСТ 34443-2018. Мобильные подъемники с рабочими платформами. Расчеты конструкции, требования безопасности, методы испытаний. - URL : http://docs.cntd.ru/document/1200160957 (дата обращения : 10.01.2021 г.).

3. ГОСТ Р 53984-2010. Мобильные подъемники с рабочими платформами. Требования безопасности и контроль технического состояния при эксплуатации. -URL : http://docs.cntd.ru/document/gost-r-53984-2010 (дата обращения : 07.01.2021 г.).

4. Мачтовая подъемная рабочая платформа, модель IZA-30-100 : руководство по эксплуатации и обслуживанию.- Изм. 6 января 2012 г. - URL : https:// arendalulek.ru/sites/default/files/iza-30-100.pdf (дата обращения : 08.01.2021 г.)

5. Мачтовый подъемник с электроподъемом GTWY-100 : инструкция. - URL : https://spb.gortorgsnab.ru/

upload/iblock/65e/3bb231cd_ce29_11e8_8120_0cc47a d8da8b_1dc0f13a_0a8f_11ea_8141_0cc47ad8da8b.pdf (дата обращения : 08.01.2021 г.).

6. Подъемники мачтовые телескопические, модель GTWY. - URL : https://gruz7.ru/wp-content/uploads/ 2019/07/podemniki-machtovye-telesko-picheskie-gtwy. pdf (дата обращения : 08.01.2021 г.).

7. Бычков А. Е. и др. Техническое описание лабораторного стенда «Электрооборудование и автоматика лифта» / А. Е. Бычков и др. - Челябинск : ЛабСис, 2020. - 28 с.

8. Troyka-WiFi Slot, Wi-Fi платформа на основе модуля ESP12 с чипом ESP8266EX. - URL : https://www. chipdip.ru/product/troyka-wifi-slot (дата обращения : 10.01.2021 г.)

9. IMU-сенсор 10-D0F v2 : инструкция, схемы и примеры использования. - URL : http://wiki.amperka. ru/products: troyka-imu-10-dof-v2 (дата обращения : 10.01.2021 г.).

10. SD картридер (Troyka-модуль). - URL : https:// amperka.ru/product/troyka-sd (дата обращения : 10.01.2021 г.).

11. Часы реального времени (Troyka-модуль). -URL : https://amperka.ru/product/troyka-rtc (дата обращения : 10.01.2021 г.).

12. Датчик шума (Troyka-модуль). - URL : http:// amperka.ru/product/troyka-sound-loudness-sensor (дата обращения : 10.01.2021 г.).

13. Штовба С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB / С. Д. Штовба. - М. : Горячая линия-Телеком, 2007. - 288 с.

Дата поступления: 25.02.2021 Решение о публикации:15.03.2021

Контактная информация:

КОРОВИНА Мария Сергеевна - ассистент; pgups2013@yandex.ru

КОРОВИН Сергей Константинович - канд. техн. наук, доц.; big-bernar@yandex.ru

The distributed system of multipoint daily monitoring of the technical condition of the working equipment of mobile lifts with mast-type work platforms

M. S. Korovina, S. K. Korovin

Emperor Alexander I Petersburg State Transport University, 9, Moskovsky pr., Saint Petersburg, 190031, Russian Federation

For citation: Korovina M. S., Korovin S. K. The distributed system of multipoint daily monitoring of the technical condition of the working equipment of mobile lifts with mast-type work platforms. Proceedings of Petersburg Transport University. Saint Petersburg, Petersburg State Transport University, 2021, vol. 18, iss. 2, pp. 294-302. (In Russian) DOI: 10.20295/1815-588X-2021-2-294-302

Summary

Objective: To consider the requirements for safety devices of mobile lifts with working platforms and analyze the specifics of daily monitoring of their technical condition. To consider the need to expand the functionality of the built-in safety systems of these lifts. To demonstrate the need for in-depth control and analysis of the work cycle dynamic processes of mobile lifts with mast-type work platforms and provide technical solutions for their implementation. Methods: The relationship of mechanical and electromechanical characteristics of electric drives of mobile lifts with mast-type work platforms with the output parameters of a distributed system of multipoint daily monitoring in various modes has been revealed using the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) of the MATLAB package. Results: On the laboratory bench, the values of the minimum root-mean-square errors in determining the speed, torque on the shaft, and the stator current of an asynchronous electric motor with a squirrel-cage rotor were obtained according to the data of the three-axis accelerometer LIS331DLH, gyroscope I3G4250D, and magnetometer LIS3MDL, as well as an electret microphone on training and test samples, various training methods and membership functions of the generated structures of ANFIS, the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System. Practical importance: The possibility of expanding the functionality of built-in safety systems of mobile lifts with masttype work platforms is shown based on the control of the work cycle dynamic processes by a distributed system of multipoint daily monitoring trained using the ANFIS of the MATLAB package, which can be recommended for practical use.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Keywords: Distributed system of multipoint daily monitoring, technical condition of the working equipment, analysis of the work cycle dynamic processes, laboratory bench, fuzzy modeling, Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System.

References

1. GOST 33649-2015. Pod"yemniki s rabo-chimi platformami. Klassifikatsiya [Elevating work platforms. Classification]. Available at: http://docs. cntd.ru/document/1200135779 (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

2. GOST34443-2018. Mobil'nyyepod"yomniki s rabochimiplatformami. Raschety konstruktsii, trebo-vaniya bezopasnosti, metody ispytaniy [Mobile lifts with working platforms. Construction calculations, safety requirements, test methods]. Available at: http://

docs.cntd.ru/document/1200160957 (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

3. GOST R 53984-2010. Mobil'nyyepod"yomniki s rabochimi platformami. Trebovaniya bezopasnosti i kontrol' tekhnicheskogo sostoyaniya pri ekspluatatsii [Mobile elevating work platforms. Safety principles and inspection of technical operational state]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-53984-2010 (accessed: January 07, 2021). (In Russian)

4. Machtovaya pod"yemnaya rabochaya plat-forma, model' IZA-30-100. Rukovodstvo po ekspluatatsii i obsluzhivaniyu [Mast-type lift work platform,

modelIZA-30-100. Operation and Maintenance Manual]. Rev. on January 06, 2012. Available at: https:// arendalulek.ru/sites/default/files/iza-30-100.pdf (accessed: January 08, 2021). (In Russian)

5. Machtovyy pod"yemnik s elektropod"yemom GTWY-100. Instruktsiya [Mast lift with electric lifting mechanism GTWY-100. Manual]. Available at: https:// spb.gortorgsnab.ru/upload/iblock/65e/3bb231cd_ce2 9_11e8_8120_0cc47ad8da8b_1dc0f13a_0a8f_11ea_8 141_0cc47ad8da8b.pdf (accessed: January 08, 2021). (In Russian)

6. Pod"yemniki machtovyye teleskopicheskiye, model'GTWY [Telescopic mast lifts, model GTWY]. Available at: https://gruz7.ru/wp-content/uploads/ 2019/07/podemniki-machtovye-teleskopicheskie-gtwy.pdf (accessed: January 08, 2021). (In Russian)

7. Bychkov A. E. et al. Tekhnicheskoye opisaniye laboratornogo stenda "Elektrooborudovaniye i avtoma-tika lifta" [Technical description of the laboratory stand "Electrical equipment and automation ofthe elevator"]. Chelyabinsk, LabSys Publ., 2020, 28 p. (In Russian)

8. Troyka-WiFi Slot, Wi-Fiplatforma na osnove modulya ESP12 s chipom ESP8266EX[Troyka-WiFi Slot, Wi-Fi platform based on ESP12 module with ESP8266EXchip]. Available at: https://www.chip-dip.ru/product/troyka-wifi-slot (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

9. IMU-sensor 10-D0F v2. Instruktsiya, skhemy i primery ispol'zovaniya [IMU-sensor 10-D0F v2. Manual, diagrams, and examples of use]. Available at: http://wiki.amperka.ru/products: troyka-imu-10-dof-v2 (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

10. SD card reader (Troyka module). Available at: https://amperka.ru/product/troyka-sd (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

11. Chasy real'nogo vremeni (Troyka-modul') [Realtime clock (Troyka module)]. Available at: https://am-perka.ru/product/troyka-rtc (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

12. Datchik shuma (Troyka-modul') [Noise sensor (Troyka module)]. Available at: http://amperka. ru/product/troyka-sound-loudness-sensor (accessed: January 10, 2021). (In Russian)

13. Shtovba S. D. Proyektirovaniye nechetkikh sistem sredstvami MATLAB [Designing fuzzy systems using MATLAB]. Moscow, Goryachaya liniya-Telekom Publ., 2007, 288 p. (In Russian)

Received: February 25, 2021 Accepted: March 15, 2021

Author's information:

Maria S. KOROVINA - Assistant; pgups2013@yandex.ru

Sergey K. KOROVIN - PhD in Engineering, Associate Professor; big-bernar@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.