Kapitel 1 Baggerinstrumente
2.1.1.1 Allgemeines
Baggerarbeiten sind Unterwasserarbeiten, das Baupersonal kann die Unterwassersituation nicht beobachten, und der Bauprozess wird von vielen Variablen beeinflusst, und es gibt viele Zufälligkeiten. Daher ist es von zentraler Bedeutung, dass Baggergeräte den Fortschritt der Baggerarbeiten rechtzeitig erfassen, die Qualität der Baggerarbeiten effektiv kontrollieren und die Effizienz der Baggerarbeiten verbessern. Dies ist die Realisierung der notwendigen Mittel für ein wissenschaftliches Baggermanagement.
Baggerinstrumente werden zum Erkennen, Umwandeln, Anzeigen und Steuern von Baggerprozessparametern sowie Prozessparametern der Instrumentierung verwendet, einschließlich der Konfiguration der Peripheriegeräte oder Zusatzgeräte. Heutzutage gehören auch Funkortungsgeräte, Gezeitenpegeltelemeter usw. zu ihrem Anwendungsbereich.
Die wichtigsten Instrumente des Baggers sind in Tabelle 2.1 aufgeführt.1-1
Tabelle 2.1.1-1 Baggerinstrumente für Bagger
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Schiffstyp |
Name des Baggerinstruments |
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Schaufelradbagger |
Automatische Steuerung der Schlammpumpe, Saugvakuumanzeige, Abgabedruckanzeige, Konzentrationsmesser, Durchflussmesser, Produktionsmesser, Tiefgangsanzeiger, Längs- und Querneigungsanzeiger, Schaufeltiefen- und -positionsanzeiger, Baggerprozessüberwachungssystem, Funkortungsgerät, elektronisches Kartenanzeigesystem, automatische Steuerung der Schaufelradwinde usw. |
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Schneidkopf-Saugbagger |
Automatische Steuerung der Schlammpumpe, Vakuumniveau, Abgabedruckanzeige; Konzentrationsmesser, Durchflussmesser, Produktionsmesser, Schneidtiefen- und Positionsanzeiger, Schneidüberwachung und automatische Steuerung, Baggerquerschnittsanzeiger, integriertes automatisches Baggerkontrollsystem, automatische Steuerung der Querbewegung usw. |
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Eimerkettenbagger |
Automatisches Überwachungs- und Kontrollsystem für Schlammbaggerungen (einschließlich automatischem Anpassungs- oder Anzeigesystem zum Lösen und Einholen der Kübelbrücke und des Windenkabels), Anzeige der Vorwärtsdistanz, Anzeige der Rotationsgeschwindigkeit der Schlammschaufel usw. |
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Greifbagger |
Greiftiefenanzeige, Greiferöffnungsgradmesser, Greiferhubgeschwindigkeitsmesser, Greiferlastmesser, Greifermaschinen-Drehwinkelanzeiger usw. |
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Schaufelbagger |
Anzeige der Grabtiefe, Anzeige des Auslegerdrehwinkels, Anzeige des Neigungswinkels des hinteren Pfahls, Anzeige des Rückwärtswinkels des Schaufelgriffs. |
2.1.1.2 Grundlegende Zusammensetzung der Baggerinstrumente
Baggerinstrumente können normalerweise in drei Teile unterteilt werden: Sensoren, Messkreise und Anzeigeinstrumente (siehe Abbildung 2.1.1-1). Die meisten Baggerinstrumente auf Baggern verwenden nichtelektrische Messtechniken. Nichtelektrische Messtechnik umfasst elektrische Messtechnik, automatische Steuerungstechnik, Mikroelektroniktechnologie, Computertechnologie und Sensortechnologie usw. Sie ist eine Kombination aus vielen fortschrittlichen Technologien und ihr Hauptmerkmal spiegelt sich in der Sensortechnologie wider.
1. Sensor
Sensoren sind das wichtigste Bindeglied bei der Realisierung der automatischen Datenerfassung und automatischen Steuerung. Ihre Aufgabe besteht darin, den Baggervorgang der nichtelektrischen Steuerung und der erfassten Medienmenge zu lösen. Es werden externe, zeitlich variierende nichtelektrische physikalische Größen in elektrische Größen umgewandelt, die im Baggerinstrument eine sehr wichtige Position einnehmen. Die Genauigkeit der erhaltenen Informationen hängt mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit des gesamten Instruments zusammen.
2.Messkreis
Der Messschaltkreis verarbeitet, transformiert und wandelt das Ausgangssignal des Sensors in eine digitale Größe um und überträgt das digitale Signal über eine entsprechende Schnittstelle an den Mikroprozessor. Im Baggerinstrument gibt es mehrere Arten von Messschaltkreisen, wie z. B. Brückenschaltkreise im analogen Schaltkreis, phasenempfindliche Schaltkreise, Operationsverstärkerschaltkreise usw.; im digitalen Schaltkreis gibt es Gate-Schaltkreise, Logikschaltkreise (einschließlich einer Vielzahl von Triggern), Digital-/Analog- und Analog-/Digital-Wandler. Die Anwendung des Schaltkreises hängt von der Wahl des Sensortyps ab.
3. Anzeigegerät
Das Anzeigegerät wird zur Anzeige von Ergebnissen verwendet. Manche werden auch Anzeigeinstrumente genannt. Baggerinstrumente haben normalerweise drei Anzeigeformen: Eine ist die analoge Anzeige, z. B. ein Zeigermessgerät, ein Milliamperemeter, ein Voltmeter usw. Die zweite ist eine digitale Anzeige, z. B. ein digitales Voltmeter, ein digitaler Zähler, ein digitales Frequenzmessgerät. Die dritte ist die Bildanzeige. Sie wird auf dem CRT-Bildschirm angezeigt, um die Ergebnisse oder die gemessenen Parameter der Änderungskurve und anderer Bilder anzuzeigen.
In Baggergeräten verarbeiten Mikroprozessoren oder Mikrocomputer nicht nur diese digitalen Informationsmengen, sondern bieten auch eine bessere Lösung für die Anwendung von Sensoren zur Kompensation nichtlinearer und dynamischer Eigenschaften, um die Leistung des Geräts bei der Messung, Anzeige oder Aufzeichnung der Ausgabeverarbeitungsergebnisse zu verbessern und die Überwachung des Baggervorgangs sowie die Echtzeitkontrolle der Qualität des Baggerbaus zu erleichtern. Außerdem werden digitale Steuerinformationen über die Schnittstelle des Digital-Analog-Wandlers in analoge Signale umgewandelt, um den entsprechenden Aktuator der Baggerausrüstung zu steuern oder zu manipulieren (einige steuern direkt mit digitalen Signalen). Außerdem können sie über einen automatischen Regelbereich, eine automatische Kalibrierung, eine selbstsuchende Fehlerbeurteilung oder eine automatische Beurteilung und Sortierung von Indikatoren sowie logische Operationen zur quantitativen Steuerung und Programmsteuerung verfügen. Es ist ersichtlich, dass Baggergeräte, die Mikrocomputer (oder Mikroprozessoren) enthalten, drei Hauptverbindungen haben: Erstens die Umwandlung der Sensorausgabe in eine digitale Menge; zweitens eine geeignete Schnittstellenschaltung; drittens die Vorbereitung einer geeigneten Anwendungssoftware.
