RU161168U1

RU161168U1 - EXCAVATOR INFORMATION SYSTEM

Info

Publication number: RU161168U1
Application number: RU2015136035/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Скрябин; Евгений Борисович Шарин; Николай Александрович Копысов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Уральский завод тяжелого машиностроения" (ПАО "Уралмашзавод")
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-04-10

Abstract

Информационная система экскаватора, включающая блок сопряжения, предназначенный для сбора и преобразования сигналов, поступающих с датчиков и систем управления экскаватором, и связанный с четырьмя информационными входами программируемого логического контроллера (ПЛК), который, в свою очередь, связан с компьютером, причем в состав ПЛК входят четыре программных модуля обработки первичной информации, каждый из которых содержит соответствующий информационный вход и представляет собой первый программный модуль обработки первичной информации о параметрах системы управления главными приводами, второй программный модуль - о параметрах системы управления вспомогательными приводами, третий программный модуль - о параметрах системы управления густой смазкой, четвертый программный модуль - о сигналах с датчиков, программные модули обработки первичной информации соединены с соответствующими четырьмя блоками данных: первым блоком данных текущих параметров и состояний системы управления главными приводами, вторым блоком данных параметров и состояний системы управления вспомогательными приводами, третьим блоком данных параметров и состояний системы управления густой смазкой и четвертым блоком данных параметров, полученных с датчиков, указанные четыре блока данных текущих параметров и состояний объединены в блок хранения информации, включающий также дополнительный пятый блок данных результатов обработки информации, состоящий из ячеек для записи соответствующей информации, и шестой блок данных нештатных состояний, состоящий из ячеек для записи соответствующей информации, ПЛК содержит семь функциональных модулExcavator information system, including an interface unit, designed to collect and convert signals from sensors and control systems of the excavator, and connected to four information inputs of a programmable logic controller (PLC), which, in turn, is connected to a computer, and as part of the PLC includes four software modules for processing primary information, each of which contains a corresponding information input and represents the first software module for processing primary information information about the parameters of the control system for the main drives, the second program module - about the parameters of the auxiliary drive control system, the third program module - about the parameters of the grease control system, the fourth program module - about the signals from the sensors, the program modules for processing the primary information are connected to the corresponding four data blocks : the first data block of current parameters and states of the control system of the main drives, the second data block of parameters and states of the control system of auxiliary by powerful drives, the third block of data of parameters and states of the grease control system and the fourth block of data of parameters received from the sensors, these four blocks of data of current parameters and states are combined into a block of information storage, which also includes an additional fifth block of data of information processing results, consisting of cells for recording relevant information, and the sixth block of emergency data, consisting of cells for recording relevant information, the PLC contains seven functionally modules

Description

Полезная модель относится к электронному оборудованию экскаваторов и может быть использована в качестве бортовой информационной системы карьерных гусеничных и шагающих экскаваторов.The utility model relates to the electronic equipment of excavators and can be used as an on-board information system for career crawler and walking excavators.

Из описания к патенту на изобретение RU №2158952 (далее - патент) известно техническое решение (выбрано в качестве ближайшего аналога), в котором воплощена система сбора данных для экскаватора, по сути, представляющая собой бортовую информационную систему, предназначенную для сбора данных, их обработки и передачи. Известная информационная система содержит программируемый логический контроллер (далее - ПЛК; по патенту признак «главный блок управления»), системы управления (по патенту признаки «блок управления режимом средств приведения в движение» и «блок управления земляными работами»), программный модуль обработки первичной информации (центральный процессор обработки данных), блоки данных (по патенту признак «блок сбора данных»), персональный компьютер с пользовательским интерфейсом и дисплеем, функциональный модуль обработки информации (по патенту признак «центральный процессор»). ПЛК выполнен с возможностью контроля режима работы системы управления главными приводами (по патенту «блок управления обеспечивает изменение режима параметров средств приведения в движение»). Кроме того, информационная система содержит информационную шину, связывающую ПЛК с дисплеем (по патенту «средство взаимодействия интерфейса с главным блоком управления).From the description of the patent for the invention RU No. 2158952 (hereinafter referred to as the patent), a technical solution is known (selected as the closest analogue), which implements a data acquisition system for an excavator, which is essentially an on-board information system designed to collect data and process it and transmission. The well-known information system contains a programmable logic controller (hereinafter referred to as PLC; according to the patent the sign “main control unit”), control systems (according to the patent signs “control unit of the driving means mode” and “earthworks control unit”), a primary processing software module information (central data processing processor), data blocks (according to the patent the sign of “data collection unit”), a personal computer with a user interface and display, a functional information processing module (according to to the agent, the sign is “central processor”). The PLC is configured to control the operation mode of the control system of the main drives (according to the patent "the control unit provides a change in the mode of parameters of the means of propulsion"). In addition, the information system contains an information bus connecting the PLC to the display (according to the patent “a means of interface interaction with the main control unit).

Данная информационная система характеризуется сложностью выполнения из-за наличия, кроме указанных общих признаков с предлагаемой полезной моделью, дополнительных элементов. К таким элементам относятся, например, радиолокационная и антенная системы, а также многочисленные связи между различными системами и функциональными блоками.This information system is characterized by the complexity of execution due to the presence, in addition to the indicated common features with the proposed utility model, of additional elements. Such elements include, for example, radar and antenna systems, as well as numerous communications between various systems and functional units.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в расширении арсенала средств подобного назначения с обеспечением технического результата, заключающегося в реализации патентуемого устройства.The problem to which the claimed utility model is directed is to expand the arsenal of means of this purpose with the provision of a technical result consisting in the implementation of a patented device.

Задача решается тем, что информационная система экскаватора включает блок сопряжения, предназначенный для сбора и преобразования сигналов, поступающих с датчиков и систем управления экскаватором, и связанный с четырьмя информационными входами программируемого логического контроллера (ПЛК), который, в свою очередь, связан с компьютером, причем в состав ПЛК входят: четыре программных модуля обработки первичной информации, каждый из которых содержит соответствующий информационный вход и представляет собой первый программный модуль обработки первичной информации о параметрах системы управления главными приводами, второй программный модуль - о параметрах системы управления вспомогательными приводами, третий программный модуль - о параметрах системы управления густой смазкой, четвертый программный модуль - о сигналах с датчиков, программные модули обработки первичной информации соединены с соответствующими четырьмя блоками данных: первым блоком данных текущих параметров и состояний системы управления главными приводами, вторым блоком данных параметров и состояний системы управления вспомогательными приводами, третьим блоком данных параметров и состояний системы управления густой смазкой и четвертым блоком данных параметров, полученных с датчиков, указанные четыре блока данных текущих параметров и состояний объединены в блок хранения информации, включающий также дополнительный пятый блок данных результатов обработки информации, состоящий из ячеек для записи соответствующей информации, и шестой блок данных нештатных состояний, состоящий из ячеек для записи соответствующей информации, ПЛК содержит семь функциональных модулей обработки информации, выполненных в виде первого функционального модуля для контроля соответствия показаний датчиков допустимым значениям, вход которого связан с первым выходом четвертого блока данных, а выход с первым входом шестого блока данных, обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о несоответствии допустимым значениям, второго функционального модуля для учета времени работы механизмов и времени работы бригады, вход которого связан с первым выходом первого блока данных, а выход с первым входом пятого блоком данных, обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о результатах обработки данной информации, третьего функционального модуля для расчета веса горной массы, вход которого связан со вторым выходом первого блока данных, а выход со вторым входом пятого блока данных, обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о результатах обработки данной информации, четвертого функционального модуля для учета производительности работы экскаватора, первый вход которого связан с третьим выходом первого блока данных, второй вход с первым выходом второго блока данных, третий вход с вторым выходом четвертого блока данных, четвертый вход с первым выходом пятого блока, а выход с третьим входом пятого блока данных, обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о результатах обработки данной информации, пятого функционального модуля для контроля работы системы густой смазки, первый вход, которого связан с четвертым выходом первого блока данных, второй вход с первым выходом третьего блока данных, а выход со вторым входом шестого блока данных, обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о нештатной ситуации работы системы густой смазки, шестого функционального модуля для контроля допустимых режимов работы экскаватора, первый вход которого связан с пятым выходом первого блока данных, второй вход с третьим выходом четвертого блока данных, третий вход со вторым выходом пятого блока данных, а выход данного модуля - с третьим входом шестого блока данных, обеспечивающего в соответствующих ячейках запись о нештатных ситуациях, также седьмого функционального модуля для контроля работы механизмов вспомогательных приводов, вход которого связан со вторым выходом второго блока данных, а выход с четвертым входом шестого блока данных, обеспечивающего в соответствующих ячейках запись о нештатных ситуациях; компьютер содержит программный модуль обработки информации и подготовки ее для отображения на дисплее, вход указанного модуля связан через информационную шину с блоком хранения информации, при этом данный программный модуль выполнен с возможностью формирования блока оперативного архива данных о производительности экскаватора, блока оперативного архива данных о предупредительных и аварийных сообщениях, а также с возможностью предоставления данных блока хранения информации и указанных двух блоков оперативного архива в виде информационного материала, предназначенного для отображения на дисплее.The problem is solved in that the excavator information system includes a coupler designed to collect and convert signals from sensors and excavator control systems and connected to four information inputs of a programmable logic controller (PLC), which, in turn, is connected to a computer, moreover, the PLC includes: four software modules for processing primary information, each of which contains a corresponding information input and represents the first software module primary information about the parameters of the control system for the main drives, the second program module - about the parameters of the auxiliary drive control system, the third program module - about the parameters of the grease control system, the fourth program module - about the signals from the sensors, the program modules for processing the primary information are connected to the four data blocks: the first data block of the current parameters and states of the control system of the main drives, the second data block of parameters and states with control systems for auxiliary drives, the third block of data of parameters and states of the grease control system and the fourth block of data of parameters received from the sensors, these four blocks of data of current parameters and states are combined into a block of information storage, which also includes an additional fifth block of data of information processing results, consisting of of cells for recording the relevant information, and the sixth block of emergency data, consisting of cells for recording the relevant information, the PLC contains there are seven functional information processing modules, made in the form of the first functional module for monitoring the compliance of the sensor readings with acceptable values, the input of which is connected with the first output of the fourth data block, and the output with the first input of the sixth data block, providing in the corresponding cells a record of mismatch with the acceptable values, the second functional module for accounting the operating time of the mechanisms and the operating time of the team, the input of which is connected with the first output of the first data block, and the output with the first by the fifth data block, providing in the corresponding cells a record of the results of processing this information, the third functional module for calculating the weight of the rock mass, the input of which is connected with the second output of the first data block, and the output with the second input of the fifth data block, providing a record in the corresponding cells the results of processing this information, the fourth functional module to account for the performance of the excavator, the first input of which is connected with the third output of the first data block, the second the input with the first output of the second data block, the third input with the second output of the fourth data block, the fourth input with the first output of the fifth block, and the output with the third input of the fifth data block, providing in the corresponding cells a record of the results of processing this information, the fifth functional module for monitoring operation of the grease system, the first input, which is connected with the fourth output of the first data block, the second input with the first output of the third data block, and the output with the second input of the sixth data block, providing the corresponding cells record the emergency situation of the grease system, the sixth functional module for monitoring the permissible operating modes of the excavator, the first input of which is connected with the fifth output of the first data block, the second input with the third output of the fourth data block, the third input with the second output of the fifth data block, and the output of this module - with the third input of the sixth data block, providing in the corresponding cells a record of emergency situations, also the seventh functional module for monitoring the operation of mechanisms spomogatelnyh actuators, whose input is connected to the second output of the second data block, and output to a fourth input of sixth data block in the respective cells providing a record of emergency situations; the computer contains a software module for processing information and preparing it for display, the input of the specified module is connected via an information bus to the information storage unit, while this software module is configured to generate an online archive of data on excavator performance, an online archive of warning and emergency messages, as well as with the possibility of providing data storage unit information and the indicated two blocks of the operational archive in the form of information ionic material intended for display.

Сущность полезной модели поясняется следующим образом.The essence of the utility model is explained as follows.

Для получения наиболее полной информации о работе экскаватора в предлагаемом устройстве структура функциональных блоков и модулей сформирована исходя из обработки информации, поступающей от системы управления главными приводами (СУГП), системы управления вспомогательными приводами (СУВП) и системы управления густой смазкой. Таким образом, наиболее полный охват оборудования для получения информации о работе экскаватора обусловлен связью с указанными системами управления и с установленными датчиками.To obtain the most complete information about the operation of the excavator in the proposed device, the structure of the functional blocks and modules is formed based on the processing of information received from the control system of the main drives (SUGP), the control system of auxiliary drives (SUVP) and the grease control system. Thus, the most complete coverage of equipment for obtaining information about the operation of the excavator is due to the connection with these control systems and with installed sensors.

Наличие программируемого логического контроллера (ПЛК), соединенного информационной шиной с компьютером, обеспечивает синхронное получение информации от указанных электронных средств.The presence of a programmable logic controller (PLC) connected by an information bus to a computer ensures the synchronous receipt of information from these electronic means.

Так, ПЛК предназначен для получения первичной информации, поступающей в виде соответствующих сигналов от трех систем управления и установленных датчиков, обработки такой информации и хранения информации о результатах обработки. При этом связь ПЛК и компьютера обеспечивает получение информации о работе экскаватора с предоставлением информационных материалов пользователю информационной системы.So, the PLC is designed to receive primary information coming in the form of corresponding signals from three control systems and installed sensors, process such information and store information about the processing results. Moreover, the connection between the PLC and the computer provides information on the operation of the excavator with the provision of information materials to the user of the information system.

Первичная информация, поступающая из трех систем управления и установленных датчиков, обрабатывается в четырех программных модулях и хранится в соответствующих блоках данных, каждый из которых имеет название по виду информации, поступающей из определенного программного модуля. Иными словами, программный модуль обработки первичной информации о параметрах СУГП связан с блоком данных текущих параметров и состояний СУГП, программный модуль обработки информации о параметрах СУВП - с блоком данных текущих параметров СУВП.The primary information coming from three control systems and installed sensors is processed in four software modules and stored in the corresponding data blocks, each of which has a name by the type of information coming from a particular software module. In other words, the software module for processing the primary information about the parameters of the control system is connected with the data unit of the current parameters and states of the control system, the software module for the processing of information about the parameters of the control system is connected with the data block for the current parameters of the control system.

Четыре блока данных связаны своими информационными выходами с входами соответствующих функциональных модулей обработки информации, программа которых сконфигурирована для обработки информации из блоков данных, входящих блок хранения информации. При этом названия функциональных модулей соответствуют признакам информации, которая характеризует работу экскаватора в соответствии с данными о работе трех систем управления и показаниям сети датчиков, а также в соответствии с полученными расчетными данными, а именно:Four data blocks are connected by their information outputs to the inputs of the corresponding functional modules of information processing, the program of which is configured to process information from data blocks included in the information storage block. Moreover, the names of the functional modules correspond to the signs of information that characterizes the operation of the excavator in accordance with the data on the operation of the three control systems and the readings of the sensor network, as well as in accordance with the calculated data, namely:

- о показаниях датчиков;- about sensor readings;

- о работе механизмов и оборудования, а также времени работы бригад;- on the operation of mechanisms and equipment, as well as the working hours of the teams;

- о весе горной массы;- about the weight of the rock mass;

- о производительности работы экскаватора;- about the performance of the excavator;

- о контроле работы системы густой смазки;- On monitoring the operation of the grease system;

- о допустимых режимах работы экскаватора;- about the permissible operating modes of the excavator;

- о работе механизмов вспомогательных приводов.- on the operation of auxiliary drive mechanisms.

Как указывалось, блок хранения информации, кроме четырех указанных блоков данных, содержит также дополнительные блоки: блок данных результатов обработки (пятый блок) и блок данных нештатных ситуаций (шестой блок).As indicated, the information storage unit, in addition to the four indicated data blocks, also contains additional blocks: a processing result data block (fifth block) and an emergency data block (sixth block).

В блоке хранения информации четыре блока данных содержат исходящую информацию для обработки в соответствующих функциональных модулях, в то же время пятый блок данных содержат как исходящую информацию (для четвертого и шестого модулей), так и входящую информацию, полученную путем обработки во втором, третьем и четвертом модулях, причем шестой блок данных - содержит входящую информацию из функциональных модулей, обрабатывающих информацию по признакам трех систем управления и установленных датчиков.In the information storage unit, four data blocks contain outgoing information for processing in the corresponding functional modules, while the fifth data block contains both outgoing information (for the fourth and sixth modules) and incoming information obtained by processing in the second, third and fourth modules, and the sixth data block contains incoming information from functional modules that process information according to the characteristics of three control systems and installed sensors.

Таким образом, связь блоков данных и функциональных модулей сконфигурирована оптимальным образом с точки зрения получения интегрированной информации о работе экскаватора.Thus, the communication of data blocks and functional modules is optimally configured in terms of obtaining integrated information about the operation of the excavator.

Важным условием для работы информационной системы является возможность визуализации информационного материала. Для этого в компьютер введен программный модуль обработки информации, связанный с блоком хранения информации, содержащимся в ПЛК. Заложенная возможность данного программного модуля формировать на основе входящей информации блоки оперативного архива данных (о производительности экскаватора и о предупредительных и аварийных сообщениях) и интерпретировать данные в форму, пригодную для визуализации, в полной мере отвечает вышеуказанному условию.An important condition for the operation of the information system is the ability to visualize information material. To this end, a software module for processing information has been introduced into the computer associated with the information storage unit contained in the PLC. The inherent ability of this software module to generate on-line data blocks of an operational data archive (about excavator performance and warning and alarm messages) and interpret the data in a form suitable for visualization fully meets the above condition.

Заявляемая полезная модель поясняется примером конкретной реализации информационной системы, который не является единственно возможным, но демонстрирует результат расширения линейки средств подобного назначения.The inventive utility model is illustrated by an example of a specific implementation of an information system, which is not the only possible one, but demonstrates the result of expanding the range of tools for this purpose.

На фигуре представлена блок-схема информационной системы, установленной на борту карьерного экскаватора ЭКГ-12А.The figure shows a block diagram of an information system installed on board an EKG-12A mining excavator.

В информационную систему экскаватора введены программируемый логический контроллер (ПЛК) 1, связанный с персональным компьютером 2, а также блок сопряжения 3, предназначенный для преобразования сигналов, поступающих с датчиков состояния оборудования экскаватора и систем управления в данные области входов ПЛК 1.A programmable logic controller (PLC) 1, connected to a personal computer 2, as well as an interface unit 3, designed to convert signals from the sensors of the excavator equipment and control systems to the data of the PLC 1 input area, are introduced into the excavator information system.

Управление механизмами экскаватора осуществляется тремя системами управления - система управления главными приводами 4, система управления вспомогательными приводами 5, система управления густой смазкой 6. Для контроля над состоянием оборудования установлены датчики измерения температуры подшипников, обмоток двигателей, воздуха в шкафах управления, в кабине и за бортом экскаватора, а также температуры масла в баках жидкой смазки, датчики протока воздуха контролируют проток воздуха в вентиляторах охлаждения двигателей, проток жидкой смазки в редукторах поворота контролируется датчиками протока масла, так же осуществляется контроль давления воздуха в пневмосистеме датчиком давления и контроль уровня стояния экскаватора датчиком положения (инклинометром). Кроме этих датчиков установлены индуктивные датчики конечного положения для контроля положения лестницы и подсчета зубьев венцовой шестерни.The excavator mechanisms are controlled by three control systems - the main drive control system 4, the auxiliary drive control system 5, grease control system 6. To monitor the condition of the equipment, sensors for measuring the temperature of bearings, motor windings, air in control cabinets, in the cab and overboard are installed excavator, as well as the oil temperature in the oil tanks, air flow sensors monitor the air flow in the engine cooling fans, the liquid flow with strokes in rotation reducers are controlled by oil flow sensors, the air pressure in the pneumatic system is also monitored by a pressure sensor and the excavator is monitored by a position sensor (inclinometer). In addition to these sensors, inductive end position sensors are installed to monitor the position of the stairs and count the teeth of the crown gear.

Блок сопряжения 3 связан с информационными входами ПЛК, каждый из которых соответствует информационному входу программного модуля обработки первичной информации. Таким образом, в ПЛК 1 программный модуль 8 обработки информации о параметрах системы управления главными приводами, программный модуль 9 обработки информации о параметрах системы управления, программный модуль обработки информации 10 о работе системы густой смазкой, программный модуль 11 о сигналах с датчиков состояния оборудования экскаватора.The interface unit 3 is connected to the PLC information inputs, each of which corresponds to the information input of the primary information processing software module. Thus, in PLC 1, the program module 8 for processing information about the parameters of the control system of the main drives, the program module 9 for processing information about the parameters of the control system, the program module for processing information 10 about the operation of the grease system, the program module 11 for signals from the sensors of the state of the equipment of the excavator.

Информационная система содержит блок хранения информации 18, при этом связь программных модулей 8-11 с блоком 18 осуществляется посредством прямой связи каждого из указанных модулей с соответствующим блоком данных, т.е. модуль 8 связан с блоком данных 12 текущих параметров и состояний системы управления главными приводами, модуль 9 связан с блоком данных 13 параметров и состояний системы управления вспомогательными приводами, модуль 10 с блоком данных 14 параметров и состояний системы управления густой смазкой, модуль 11 с блоком данных 15 параметров, полученных с датчиков 7.The information system contains an information storage unit 18, while the communication of the software modules 8-11 with the block 18 is carried out by direct communication of each of these modules with the corresponding data block, i.e. module 8 is connected to a data block 12 of current parameters and states of the main drive control system, module 9 is connected to a data block of 13 parameters and states of the auxiliary drive control system, module 10 with a data block 14 parameters and states of the grease control system, module 11 with a data block 15 parameters received from sensors 7.

Входящие в блок хранения информации 18 блоки 12-15 и дополнительные блоки - блок 16 данных о результатах обработки и блок 17 данных о нештатных состояниях - связаны с семью функциональными модулями 19-25.Included in the information storage unit 18 are blocks 12-15 and additional blocks — a processing result data block 16 and an abnormality data block 17 — are connected to seven functional modules 19-25.

Так, вход модуля 19 (первый модуль) для контроля соответствия показаний датчиков допустимым значениям связан с первым выходом блока данных 15 (четвертый блок), а выход - с первым входом блока данных 17 (шестой блок), обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о несоответствии допустимым значениям.So, the input of module 19 (the first module) for monitoring the compliance of the sensor readings with the permissible values is connected with the first output of the data block 15 (fourth block), and the output is connected with the first input of the data block 17 (sixth block), providing in the corresponding cells a record of the mismatch values.

Вход модуля 20 (второй модуль) для учета времени работы механизмов и времени работы бригады связан с первым выходом блока данных 12 (первый блок), а выход - с первым входом блока данных 16 (пятый блок), обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о несоответствии допустимым значениям.The input of module 20 (second module) for taking into account the operating time of the mechanisms and the operating time of the brigade is connected with the first output of the data block 12 (first block), and the output is connected with the first input of the data block 16 (fifth block), which provides a record of mismatch values.

Вход функционального модуля 21 (третий модуль) для расчета веса горной массы, связан со вторым выходом блока данных 12 (первый блок), а выход - со вторым входом блока данных 16 (пятый блок), обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о результатах обработки данной информации.The input of the functional module 21 (third module) for calculating the weight of the rock mass is connected with the second output of the data block 12 (first block), and the output is connected with the second input of the data block 16 (fifth block), providing a record in the corresponding cells about the results of processing this information .

Первый вход модуля 22 (четвертый модуль) для учета производительности работы экскаватора связан с третьим выходом блока данных 12 (первый блок), второй вход с первым выходом блока данных 13 (второй блок), третий вход со вторым выходом блока данных 15 (четвертый блок), четвертый вход с первым выходом блока 16 (пятый бок), а выход - третьим входом блока данных 16 (пятый блок), обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о результатах обработки данной информации.The first input of module 22 (fourth module) for taking into account the performance of the excavator is connected with the third output of the data block 12 (first block), the second input with the first output of the data block 13 (second block), the third input with the second output of the data block 15 (fourth block) , the fourth input with the first output of block 16 (fifth side), and the output is the third input of data block 16 (fifth block), providing in the corresponding cells a record of the results of processing this information.

Первый вход модуля 23 (пятый модуль) для контроля работы системы густой смазки связан с четвертым выходом блока данных 12 (первый блок), второй вход, с первым выходом блока данных 14 (третий блок), а выход со вторым входом блока данных 17 (шестой блок), обеспечивающим в соответствующих ячейках запись о нештатной ситуации работы системы густой смазки.The first input of module 23 (fifth module) for monitoring the operation of the grease system is connected with the fourth output of data block 12 (first block), the second input, with the first output of data block 14 (third block), and the output with the second input of data block 17 (sixth unit), providing in the appropriate cells a record of an emergency situation of the thick lubrication system.

Первый вход модуля 24 (шестой модуль) для контроля допустимых режимов работы экскаватора связан с пятым выходом блока данных 12 (первый блок), второй вход с третьим выходом блока данных 15 (четвертый блок), третий вход со вторым выходом блока данных 16 (пятый блок), первый выход данного модуля - с третьим входом блока данных 17 (шестой блок), обеспечивающего в соответствующих ячейках запись о нештатных ситуациях.The first input of module 24 (the sixth module) for monitoring permissible operating modes of the excavator is connected with the fifth output of the data block 12 (first block), the second input with the third output of the data block 15 (fourth block), the third input with the second output of the data block 16 (fifth block ), the first output of this module is with the third input of data block 17 (sixth block), which provides an emergency record in the corresponding cells.

Вход модуля 25 (седьмой модуль) для контроля работы механизмов вспомогательных приводов связан со вторым выходом блока данных 13 (второй блок), а выход с четвертым входом блока данных 17 (шестой блок), обеспечивающего в соответствующих ячейках запись о нештатных ситуациях.The input of module 25 (seventh module) for monitoring the operation of auxiliary drive mechanisms is connected with the second output of data block 13 (second block), and the output is with the fourth input of data block 17 (sixth block), which provides emergency recording in the corresponding cells.

Компьютер 2 устанавливается в кабине машиниста экскаватора и содержит программный модуль 26 для обработки информации и подготовки ее отображения на дисплее 27. С этим модулем связанны блоки данных 29, 30. Программный модуль 26 через информационную шину 28 связан с блоком хранения информации 18.Computer 2 is installed in the driver’s cab of the excavator and contains a software module 26 for processing information and preparing its display on the display 27. Data blocks 29, 30 are connected to this module. Software module 26 is connected to the information storage unit 18 through the information bus 28.

Результат работы информационной системы отображается на дисплее 27 компьютера 2, установленного в кабине машиниста. Программный модуль 26 компьютера 2 содержит набор видеокадров, которые машинист может просматривать, нажимая соответствующие кнопки на дисплее.The result of the information system is displayed on the display 27 of the computer 2 installed in the driver’s cab. The software module 26 of computer 2 contains a set of video frames that the engineer can view by pressing the appropriate buttons on the display.

В состоянии нормальной работы экскаватора на дисплее 27 выводится главный экран системы, который содержит наиболее важную информацию о состоянии механизмов экскаватора, и данные о работе бригады за текущую смену, такие как количество погруженных самосвалов и общая масса отгруженной за смену породы. Так же на главный экран выводятся величины углов уровня стояния экскаватора в продольной и поперечной плоскостях, что позволяет повысить срок службы оборудования за счет предотвращения повышенного износа деталей при работе с недопустимыми углами стояния.In the normal operation of the excavator, the display 27 displays the main screen of the system, which contains the most important information about the status of the excavator mechanisms, and data on the work of the brigade for the current shift, such as the number of dumped trucks and the total weight of the rock shipped per shift. The angles of the excavator's standing level in the longitudinal and transverse planes are also displayed on the main screen, which allows to increase the service life of the equipment by preventing increased wear of parts when working with unacceptable standing angles.

Процесс погрузки самосвала отображается на экране двумя столбиковыми диаграммами. Первая отображает вес породы в ковше, вторая вес породы, погруженной в самосвал. Это позволяет машинисту контролировать загрузку транспортного средства, избегать как его перегрузки, так и недогруза.The process of loading the truck is displayed on the screen with two bar graphs. The first displays the weight of the rock in the bucket, the second shows the weight of the rock loaded in the dump truck. This allows the driver to control the loading of the vehicle, to avoid both its overload and underload.

Все нештатные ситуации, обнаруженные системой, мгновенно отображаются в виде текстовых сообщений в специальной области дисплея 27, и сопровождаются звуковым сигналом для привлечения внимания машиниста. Появление текстового сообщения сопровождается окрашиванием в красный цвет кнопки вызова видеокадра, с подробным отображением оборудования, на котором произошла данная нештатная ситуация. Оборудование на этом видеокадре прорисовано в виде условных обозначений, наложенных на мнемосхему экскаватора. Элементы, вызвавшие нештатную ситуацию, окрашиваются в красный цвет. Такой подход позволяет машинисту и обслуживающему персоналу однозначно выявить расположение в кузове экскаватора вышедшего из строя механизма.All abnormal situations detected by the system are instantly displayed as text messages in a special area of the display 27, and are accompanied by a sound signal to attract the attention of the driver. The appearance of a text message is accompanied by a red coloring of the video frame call button, with a detailed display of the equipment on which this contingency occurred. The equipment on this video frame is drawn in the form of symbols superimposed on the mimic diagram of the excavator. Elements that caused an emergency are painted red. This approach allows the driver and maintenance personnel to unambiguously identify the location of the failed mechanism in the body of the excavator.

Все сообщения, с датой и временем их возникновения и временем их ухода заносятся в блок данных 30. Информация в этом блоке данных хранится на жестком диске компьютера 2 в виде архива, который обслуживающий персонал может просматривать на специальном видеокадре.All messages, with the date and time of their occurrence and time of their departure, are entered into the data block 30. The information in this data block is stored on the hard disk of computer 2 in the form of an archive that service personnel can view on a special video frame.

Данные о работе бригады, такие как количество погруженных самосвалов, общий вес отгруженной за смену горной массы, время, затраченное на выполнение полезной и вспомогательной работы, время, затраченное на передвижение экскаватора и время простоев, а так же количество потребленной и израсходованной активной и реактивной электрической энергии, так же записываются в блок данных 29, который хранится на жестком диске компьютера 2. Информация этого блока данных может быть так же просмотрена на специальных видеокадрах системы, при этом программа позволяет делать различные выборки показателей, такие например, как показатели по бригаде за месяц, за год, или общие показатели по экскаватору за каждый месяц и год.Data on the work of the brigade, such as the number of dumped trucks, the total weight of the shipped per change of rock mass, the time spent on performing useful and auxiliary work, the time spent on moving the excavator and the downtime, as well as the amount of active and reactive electrical consumed and consumed energies are also recorded in the data block 29, which is stored on the hard disk of computer 2. Information of this data block can also be viewed on special video frames of the system, while programs It allows you to do a variety of sample rates, such for example as indicators of the team for a month, a year, or the overall performance of the excavator for each month and year.

Для реализации полезной модели:To implement a utility model:

- в качестве блока сопряжения применяются преобразователи SM331 (6ES7331-7KF02-0AB0), М-7015 (Modbus DCON, Input RTD), M-7041D (Modbus DCON, Input 14Ch DI) и конвертеры GW-7552 CR (PROFIBUS/MODBUS) и CANopen-DP-T (C.2908.03);- SM331 (6ES7331-7KF02-0AB0), M-7015 (Modbus DCON, Input RTD), M-7041D (Modbus DCON, Input 14Ch DI) converters and GW-7552 CR (PROFIBUS / MODBUS) and CANopen-DP-T (C.2908.03);

- в качестве ПЛК используется SIMATIC S7 CPU-317-2PN/DP (6ES7317-2EK14-0AB0) (2), который содержит прикладное программное обеспечение, написанное на языке высокого уровня SCL (Structured Control Language) фирмы SIEMENS;- as a PLC, SIMATIC S7 CPU-317-2PN / DP (6ES7317-2EK14-0AB0) (2) is used, which contains application software written in SIEMENS high-level language SCL (Structured Control Language);

- в компьютере используется программный модуль в виде приложения SCADA WinCC фирмы SIEMENS.- the computer uses a software module in the form of a SCADA WinCC application from SIEMENS.

- в компьютере формирование оперативного архива данных обеспечивается с использованием СУБД MS SQL Server.- in the computer, the formation of an operational data archive is provided using the MS SQL Server DBMS.

К датчикам состояния оборудования, передающим сигналы информационной системе, относятся: датчики измерения температуры подшипников и обмоток двигателей, датчиков измерения температуры воздуха за бортом экскаватора, в кабине оператора, в шкафах управления, датчики измерения температуры масла в баках жидкой смазки, датчики протока воздуха и масла, датчик давления воздуха в пневмосистеме, датчик положения/уровня (инклинометр), датчиков конечного положения.The equipment status sensors transmitting signals to the information system include: sensors for measuring the temperature of bearings and motor windings, sensors for measuring the temperature of the air behind the excavator, in the operator's cab, in control cabinets, sensors for measuring the temperature of oil in oil tanks, air and oil flow sensors , air pressure sensor in the pneumatic system, position / level sensor (inclinometer), end position sensors.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков информационной системы экскаватора свидетельствует о расширении линейки средств подобного назначения.Thus, the claimed combination of signs of the information system of the excavator indicates the expansion of the line of tools for this purpose.

Предлагаемая информационная система может быть установлена на борту карьерных гусеничных и шагающих экскаваторов, что характеризует ее в качестве универсальной и способной получать интегрированную информацию, позволяющую осуществлять эффективную и безаварийную эксплуатацию экскаватора.The proposed information system can be installed on board quarry crawler and walking excavators, which characterizes it as universal and capable of receiving integrated information that allows for efficient and trouble-free operation of the excavator.

Claims

Excavator information system, including an interface unit, designed to collect and convert signals from sensors and control systems of the excavator, and connected to four information inputs of a programmable logic controller (PLC), which, in turn, is connected to a computer, and as part of the PLC includes four software modules for processing primary information, each of which contains a corresponding information input and represents the first software module for processing primary information information about the parameters of the control system for the main drives, the second program module - about the parameters of the auxiliary drive control system, the third program module - about the parameters of the grease control system, the fourth program module - about the signals from the sensors, the program modules for processing the primary information are connected to the corresponding four data blocks : the first data block of current parameters and states of the control system of the main drives, the second data block of parameters and states of the control system of auxiliary by powerful drives, the third block of data of parameters and states of the grease control system and the fourth block of data of parameters received from the sensors, these four blocks of data of current parameters and states are combined into a block of information storage, which also includes an additional fifth block of data of information processing results, consisting of cells for recording relevant information, and the sixth block of emergency data, consisting of cells for recording relevant information, the PLC contains seven functionally information processing modules, made in the form of a first functional module for monitoring the compliance of sensor readings with permissible values, the input of which is connected with the first output of the fourth data block, and the output is with the first input of the sixth data block, providing in the corresponding cells a record of mismatch with the permissible values of the second a functional module for accounting the operating time of mechanisms and the operating time of the team, the input of which is connected with the first output of the first data block, and the output is connected with the first input of the fifth block data providing a record in the corresponding cells about the results of processing this information, of a third functional module for calculating the weight of the rock mass, the input is connected to the second output of the first data block, and the output is connected to the second input of the fifth data block, providing a record of the processing results in the corresponding cells this information, the fourth functional module to account for the performance of the excavator, the first input of which is connected with the third output of the first data block, the second input - with the first output ohm of the second data block, the third input - with the second output of the fourth data block, the fourth input - with the first output of the fifth block, and the output - with the third input of the fifth data block, providing in the corresponding cells a record of the results of processing this information, the fifth functional module for monitoring the operation of the grease system, the first input, which is connected with the fourth output of the first data block, the second input with the first output of the third data block, and the output with the second input of the sixth data block, providing a record of an emergency situation of the grease system, the sixth functional module for monitoring the permissible operating modes of the excavator, the first input of which is connected with the fifth output of the first data block, the second input - with the third output of the fourth data block, the third input - with the second output of the fifth data block , and the output of this module - with the third input of the sixth data block, providing in the corresponding cells a record of emergency situations, also the seventh functional module for monitoring the operation of auxiliary mechanisms drives, the input of which is connected to the second output of the second data block, and the output is connected to the fourth input of the sixth data block, which provides an emergency record in the corresponding cells; the computer contains a software module for processing information and preparing it for display, the input of the specified module is connected via an information bus to the information storage unit, while this software module is configured to generate an online archive of data on excavator performance, an online archive of warning and emergency messages, as well as with the possibility of providing data storage unit information and the indicated two blocks of the operational archive in the form of information ionic material intended for display.