Требования к современным системам мониторинга мини-экскаваторов

По мере широкого распространения систем мониторинга на мини-экскаваторах растут требования к взаимодействию человека, машины и информационной системы. При разработке современной электронной системы мониторинга важно продумать не только её функции, но и рациональность конструкции, универсальность и удобство эксплуатации. Технические аспекты требуют тщательной проработки: иначе при использовании системы могут возникать различные проблемы. Грамотно спроектированная архитектура электронной системы мониторинга упрощает разработчикам добавление новых функций, облегчает работу операторов и помогает обслуживающему персоналу быстро выявлять неисправности и ошибки. Владельцы мини-экскаваторов при этом могут в режиме реального времени получать информацию об эксплуатации своей техники.

Функциональные требования к современным системам мониторинга

Современные системы мониторинга обычно включают блоки ввода сигналов (например, аналоговых и дискретных), блок обработки сигналов, контроллеры, дисплеи и исполнительные механизмы. Мини-экскаваторы с гидравлическим приводом работают в тяжёлых условиях и при сложных режимах эксплуатации, требуют частого обслуживания и подвержены неизбежным отказам. Поэтому система мониторинга должна обеспечивать следующие функции:

(1) Сбор данных

Система должна собирать сигналы о рабочем состоянии гидравлического мини-экскаватора, например данные о температуре охлаждающей жидкости двигателя, уровне гидравлического масла, уровне топлива, срабатывании сигнализатора воздушного фильтра, напряжении аккумулятора, сигнале предпускового подогрева и т. д. В основном используются аналоговые, дискретные сигналы и сигналы ШИМ.

(2) Обмен данными по шине

Как часть электронной системы управления мехатронного комплекса, система мониторинга должна взаимодействовать с главным контроллером и платформой GPS-мониторинга. В современных электронных системах управления для связи главного контроллера с модулем GPS используется шина данных, поэтому такая функция необходима и системе мониторинга.

(3) Взаимодействие человека и машины

Система мониторинга позволяет оператору просматривать рабочие параметры на дисплее. Дисплей должен обеспечивать хороший обзор и регулировку яркости, адаптироваться к различному освещению и отображать предупреждения. Интерфейс должен быть наглядным и удобным. Обновление изображения не должно быть заметно пользователю, а стрелочные приборы должны корректно отображать показания. Выбор языка интерфейса должен соответствовать предпочтениям оператора и упрощать управление мини-экскаватором. Система также должна поддерживать ввод команд с клавиш, чтобы оператор мог выполнять различные действия: переключать мини-экскаватор между высокой и низкой скоростью, включать автоматический холостой ход и калибровать параметры.

Поскольку мини-экскаватор имеет крупные габариты, система мониторинга должна поддерживать подключение камеры заднего вида и вывод изображения на дисплей. Это поможет оператору лучше видеть препятствия в слепых зонах и окружающую обстановку, повышая безопасность работы.

(4) Хранение данных

Система мониторинга должна отображать интерфейс и текстовую информацию, а также сохранять рабочие параметры и историю неисправностей. Данные необходимо хранить в энергонезависимой памяти. Система хранения должна быть рационально спроектирована, обеспечивать эффективное использование памяти и высокую надёжность.

(5) Простое обновление программного обеспечения

Условия эксплуатации гидравлического мини-экскаватора могут быть сложными, а на строительной площадке не всегда есть возможность разобрать и собрать оборудование. Поэтому современные системы мониторинга должны поддерживать удалённое обновление программ через платформу дистанционного мониторинга. При наличии необходимых условий должно быть возможно и обновление на месте. Традиционный способ обновления через подключение к оборудованию требует его разборки и не подходит для современных электронных систем мониторинга. Необходим более удобный способ обновления программного обеспечения.

(6) Регистрация и хранение неисправностей, их отображение и звуковая и световая сигнализация. Поскольку отказы гидравлического мини-экскаватора неизбежны, система должна предупреждать оператора о неисправностях с помощью сигнализации. Текстовое сообщение помогает сразу определить место неисправности, чтобы обслуживающий персонал мог устранить её. По сохранённой в памяти истории можно выявить причины предыдущих отказов, провести диагностику и устранить проблему. Сигнал о неисправности также может передаваться на платформу дистанционного мониторинга, где оператор сможет в режиме реального времени проверить состояние мини-экскаватора и принять необходимые меры.

(7) Дистанционная блокировка мини-экскаватора на первом, втором и третьем уровнях. Если гидравлический мини-экскаватор используется ненадлежащим образом, система мониторинга анализирует команды, поступающие с платформы, определяет режим его работы и может включить блокировку I, II или III уровня. Это позволяет эффективнее контролировать арендуемую технику и ограничивать недобросовестные практики на рынке аренды мини-экскаваторов.

(8) Устойчивость к помехам

Питание гидравлического мини-экскаватора осуществляется от аккумулятора, поэтому при запуске и остановке могут возникать кратковременные скачки напряжения. Нормальной работе системы мониторинга также могут мешать электростатические и электромагнитные помехи. При проектировании аппаратной части необходимо учитывать требования к электромагнитной совместимости.