مطالب آموزشی

آشنایی با سامانه‌های الکترونیکی ایمنی باربرداری جرثقیل (LMI/RCI/RCL) برای هر پروژه‌ای که از جرثقیل‌های الکتروهیدرولیک استفاده می‌کند، یک ضرورت است. در این جرثقیل‌ها انتقال توان توسط سیال هیدرولیک انجام می‌شود و نقش برق و الکترونیک، کنترل دقیق، بهینه‌سازی مصرف انرژی و ارتقای ایمنی است. سامانه‌های LMI/RCI/RCL به‌عنوان مغز محاسباتی، با دریافت داده از سنسورها، ظرفیت مجاز را محاسبه کرده، هشدار می‌دهند و در صورت عبور از حد مجاز، حرکات خطرناک را محدود یا قطع می‌کنند. جرثقیل‌ها از نظر نوع بوم به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: بوم مشبک یا خشک (Lattice Boom) که طول آن قطعه‌ای و ثابت در هر پیکربندی است و تغییر زاویه با وینچ لافینگ انجام می‌شود؛ و بوم تلسکوپی (Telescopic Boom) که طول بوم پیوسته قابل تغییر بوده و زاویه آن با سیلندر اصلی کنترل می‌شود. سامانه الکترونیکی ایمنی باید با هر دو گروه سازگار باشد و جداول باربرداری و شعاع بار را مطابق پیکربندی واقعی اعمال کند. برای پایش ایمن بار، سنسورهای کلیدی متعددی به کار می‌رود. سنسور زاویه بوم (Inclinometer) و سنسور طول بوم، اساس محاسبه شعاع بار هستند. سنسور ضد برخورد قلاب با سر بوم A2B با یک میکروسوئیچ ایمنی، از دو بلوکه شدن و پارگی سیم‌بکسل جلوگیری می‌کند. سنسور جهت و زاویه چرخش (Slew Encoder) محدوده کاری را کنترل کرده و از برخورد با موانع پیرامونی می‌کاهد. آنمومتر برای سنجش سرعت و جهت باد به منظور اعمال دی ریتینگ ظرفیت در شرایط جوی نامساعد حیاتی است. سنسورهای وضعیت جک‌های استقرار (Outrigger) و شیب‌سنج شاسی نیز برای ارزیابی شرایط تکیه‌گاهی و شیب زمین استفاده می‌شوند. در بوم خشک علاوه بر ورودی‌های پیکربندی، لودسل قلاب، پین‌های توزین یا سلول‌های بار روی پندانت‌ها و قرقره‌های هرزگرد برای اندازه‌گیری مستقیم کشش خطوط به کار می‌روند. در بوم تلسکوپی، سنسور فشار سیال در سیلندر اصلی بوم همراه با طول و زاویه بوم، مبنای محاسبه گشتاور وارده و راستی‌آزمایی ظرفیت است؛ در صورت نیاز، سنسور کشش وینچ نیز افزوده می‌شود. معماری سامانه شامل واحد کنترل الکترونیکی ایمنی (ECU/PLC) برای جمع‌آوری داده‌ها، اجرای الگوریتم‌های ظرفیت و گشتاور، و مدیریت هشدارها و قطع عملکرد است. تبادل داده از طریق شبکه CANbus با پروتکل‌هایی مانند J1939 یا CANopen بین سنسورها، ECU موتور، شیرهای تناسبی و نمایشگر HMI انجام می‌شود. HMI با نمایش رنگی صنعتی، ظرفیت مجاز، شعاع بار، طول و زاویه بوم، وزن بار، وضعیت اوت‌ریگرها، کدهای خطا و نمودارهای بار را به اپراتور ارائه می‌کند. عملگرها شامل شیرهای تناسبی و On-Off هیدرولیک برای کنترل نرم حرکات و اجرای توقف اضطراری هستند. نحوه محاسبه ظرفیت به این صورت است که ECU به‌طور پیوسته زاویه و طول بوم، فشار سیلندر، وضعیت مهارکننده‌ها، سرعت باد و کشش قلاب را می‌خواند، وزن مرده بوم، قلاب، کابل و اتصالات را جبران می‌کند، اثر شیب و بازشدگی اوت‌ریگر را اعمال کرده و سپس با جداول باربرداری سازنده تطبیق می‌دهد. با نزدیک شدن به آستانه (مثلا ۹۰ درصد) هشدار صوتی و نوری فعال می‌شود و در عبور از حد مجاز، افزایش شعاع، بالا بردن بوم در جهت ناپایدار یا جمع‌نکردن مهارها محدود یا قطع می‌شود. عملکردهای پیشرفته مانند محدودکننده محدوده کاری و منطقه ممنوع (Working Range Limiter/Zone Limitation)، قفل نوسان/محدودکننده چرخش، ضد دو بلوکه شدن A2B، دی ریتینگ در باد و شیب، کاهش سرعت نزدیک مرزها و توقف نرم، و نیز ثبت رخدادها، داده‌نگاری و تلماتیک برای نگهداری پیش‌گویانه، مجموعه‌ای یکپارچه از ایمنی و بهره‌وری را فراهم می‌کند. در انتخاب یا به‌روزرسانی سامانه، انطباق با استانداردها و سطوح ایمنی مانند EN 13000، ISO 10245، ASME B30.5 و الزامات IEC 61508/ISO 13849 (SIL2/3 یا PLd/e) ضروری است. درجه حفاظتی IP67 یا بالاتر، مقاومت EMC/ESD، معماری افزونه و مسیرهای قطع دوگانه، پشتیبانی از چند پیکربندی بوم و جیب، سهولت کالیبراسیون و خدمات، سازگاری با شبکه‌های CANbus/J1939 و ورودی/خروجی‌های آنالوگ/دیجیتال و قابلیت تلماتیک، معیارهای کلیدی‌اند. در نهایت، نصب مکانیکی صحیح سنسورها، سیم‌کشی استاندارد و ایمن، کالیبراسیون اولیه با وزنه‌های مرجع و آزمون‌های دوره‌ای برای بررسی صحت زاویه، طول، فشار و ظرفیت، ضامن عملکرد مطمئن است. پایش سلامت با کدهای خطا و تطابق با منحنی‌های انتظار، تعمیرات پیشگیرانه و عمر طولانی تجهیز را ممکن می‌کند. نتیجه روشن است: سامانه‌های الکترونیکی ایمنی باربرداری LMI/RCI/RCL نه‌تنها انطباق با استاندارد را تضمین می‌کنند، بلکه ایمنی، دقت و کارایی عملیات جرثقیل الکتروهیدرولیک را به‌طور معنی‌دار ارتقا می‌دهند.