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1、中 国 石 油 天 然 气 管 道 局科 技 项 目 技 术 研 究 报 告项 目 名 称： 管道吊机无线力矩限制器实用安装方案主 管 部 门： 中国石油天然气管道局科技部 承 担 单 位： 中国石油天然气管道局施工设备中心 课（专）题负责人： 杜长春 2012 年 9 月 3 日填报目 录一、概述 .11.1 上海束一传感系统工程有限公司简介 .21.2 本课题的研究思路和目标 .21.3 本课题的主要研究内容 .31.4 本课题采用的技术方案 .3二、主要开发内容 .42.1 无线发射信号收发的应用 .42.1.1 称重传感器及角度传感器无线传输方式的选择 .52.1.2 称重传感器及角度
2、传感器无线发射模块结构尺寸 .52.2 整体车身工作角度监控 .62.3 特殊环境（如深井作业）臂幅超限运作可行性 .72.4 仪表监控，运算能力 .72.4.1 仪表基本参数 .72.4.2 仪表尺寸及结构图 .92.5 仪表多点传输抗干扰问题方案 .92.5.1 RFW-D100 无线通讯模组简介 .102.5.2 RFW-D100 无线通讯模组工作原理及功能 .102.6 仪表及所有器件对工作环境的适应性要求研究 .112.6.1 传感器材料的化学组成成分 .112.6.2 传感器材料的力学性能 .122.7 使用特种专用充电电池的专属性要求 .122.8 与原车体的安装，拆卸及防护以及
3、借口部分的对接 .132.9 预留系统工作状态数据记录及方案，以及 GPS 功能扩展等 .13三、结束语 .131一、概述中国石油天然气管道管理局设备管理中心主要设备石油管道起重机，为施工安全需要所安装的力矩限制器控制系统，因原构件皆为有线连接方式，导致在设备的频繁拆卸及运输过程中造成有线连接器件的连续损坏，而必须经常更换全套力矩限制器组件，造成极大的成本浪费。660 台，176 台，836 台。为此，我局联合上海束一传感系统工程有限公司，根据实际工作状况，共同研制开发无线连接力矩限制器，在不改动原起重机基本结构基础上，全面替换原有有线连接力矩限制器，以无线数字通讯连接方式，实现力矩限制器的安
4、全保障功能，并预留设备升级接口，为以后的产品升级换代，打下完善的基础。石油管道吊管机21.1 上海束一传感系统工程有限公司简介上海束一传感系统工程有限公司，毗邻上海最繁华的南京路商业区，与陆家嘴金融中心隔江相望，紧靠着上海市五金机电最集中的北京路机电产品一条街。公司前身为蚌埠传感系统工程有限公司，2011 年正式注册更名为上海束一传感系统工程有限公司，公司早在 70 年代初就开始致力于传感器的研究与制造，国家 85 计划期间成立的三大传感器研究生产基地之一，就坐落于安徽蚌埠。公司的主体生产也因而落户于此，随着市场的不断拓展，2002 年公司正式进驻上海市场，以上海为窗口，建设面向全国的销售服务
5、体系。公司现有员工 189 人，其中科研人员 17 人，总工程师朱松盛为合肥中科院院士，是中国传感器起步研究的六大元老之一，优秀的技术团队，为我公司产品生产研发提供强大的技术支持与保障。公司以基于传感器技术开发的九大系列产品，实现在工业自动化控制领域的全面覆盖，其中起重限制器及力矩限制器累产品，是公司响应国家特种设备安全管理需要（TSG Q7015-2008 起重机械定期检验规则） ，结合市场需求而专门研制开发的专用系列产品。目前，公司已经为微软上海公司实验室，日本 NTN 公司（日本最大的汽车轴承生产商） ，日本 NSK 公司（日本最大的汽车曲轴连接件制造商） ，韩国 ATM 公司（汽车刹车
6、粉流水线制造商） ，以及山东华能电业集团，安徽国电集团，平顶山电厂，常州电厂，镇江电厂，荆州电厂，上海吴泾电厂，上海江南造船厂，上重集团，上海市政，上港集箱，上海振达港机，上海煤气公司，上海自来水公司，上海华东理工，上海交大，复旦大学等等国内外知名厂家，科研院所等机构提供配套及检测产品。1.2 本课题的研究思路和目标本课题的研究思路通过实物测绘,应用分析，场地调研等响应的技术手段，对现有设备及配件进行技术分析，结合束一公司的产品生产经验，提出利用无线收发系统代替有线连接的可行性研究；通过对厂家的技术、资质考察确定合格的供应商。通过施工现场中试，确定国产化、无线化配件的适应性和可行性。研究目标本
7、项目针对石油管道起重机，在实际使用及拆卸，安装运输中造成的易损易耗配3件，进行无线化配套研究，实现力矩限制器基本控制功能与原有设备的全面对接，并预留多环境，多工况的工作需求，以及全面实现 GPS 远程定位监控，等扩展功能。以达到降低设备的使用及维护成本，提高设备全面系统化安全监控的作用。1.3 本课题的主要研究内容（1）称重传感器无线收发，（2）角度传感器无线收发（3）整体车身工作角度监控（4）特殊环境（如深井作业）臂幅超限运作可行性（5）仪表监控及运算能力（6）多点位，多目标的同步正常工作，且信号互不干扰（7）仪表及所有器件对工作环境的适应性要求（8）使用特种专用充电电池的专属性要求（9）与
8、原车体的安装，拆卸及防护（10）与原车体控制部分的接口对接及防护（11）预留系统工作状态数据记录及方案（12）考虑 GPS 定位及远程工作状态监控（13）机件设备功能扩展包括配重调整，姿态监控（14）生产加工样品试验配件。（15）进行现场试验。1.4 本课题采用的技术方案（1）称重传感器无线收发为了便于拆卸及安装，选用上海束一公司 SY-Z1 旁压张力传感器，改造匹配无线数字发射系统。（2）角度传感器无线收发采用单轴倾角传感器，改造匹配外接无线发射机构。（3）整体车身工作角度监控使用束一公司 SY-WDY-01L 角度传感器，为现有器件，无需改造，可有线连接。（4）特殊环境（如深井作业）臂幅超限运作可行性束一公司普通标准型力矩限制器现有的仪表功能，不能实现低于 0 度角的起重设4备测试需求，需要进行系统化运算修正。（5）仪表监控及运算能力除完成基本力矩控制外，需要改进增加机身角度变化引起的臂杆与机身绝对位置的角度变化，以保证臂杆绝对位置的安全姿态运作。（6）多点位，多目标的同步正常工作，且信号互不干扰需要保证，多台设备同步运作时候，每台设备无线发射信号的独一性，绝对不
