Capa de hardware: equipo central para la adquisición y ejecución de datos
La capa de hardware es la base física del sistema, responsable de la adquisición en tiempo real-de los parámetros operativos de la grúa y la ejecución de comandos de control. Incluye principalmente los siguientes equipos:
Red de sensores
Sensor de capacidad de elevación: instalado en el cable metálico o bloque de polea del mecanismo de elevación, utilizando galgas extensométricas o principios piezoeléctricos, monitorea el peso de la carga en tiempo real con una precisión de ±0,5% FS.
Sensor de amplitud/altura: los codificadores de múltiples vueltas miden la carrera de los mecanismos de elevación y abatimiento a través de engranajes o tecnología de inducción magnética, con una precisión del 1%, lo que garantiza que la altura y amplitud de elevación estén dentro de rangos seguros.
Sensor de ángulo de giro: Instalado en el cojinete de giro, monitorea el ángulo de giro de la grúa torre para evitar colisiones con otros equipos.
Sensor de inclinación: los acelerómetros de dos-ejes o de tres-ejes monitorean la verticalidad de la torre. Se activa una alarma cuando la inclinación excede un umbral (por ejemplo, 3 grados).
Sensor de velocidad del viento: un diseño tipo hélice-combinado con una bobina de inducción magnética monitorea la velocidad del viento ambiental en tiempo real. El apagado forzado se activa cuando la velocidad del viento supera el nivel 8.
Radar LiDAR/ondas-milimétricas: instalado en la parte superior del brazo o torre, construye un mapa ambiental en 3D, monitorea la ubicación de los obstáculos circundantes y permite evitar colisiones.
Terminal de adquisición de datos
Integra interfaces de entrada/salida digital y entrada analógica multi-canal, admite protocolos como Modbus y CAN bus, convierte datos de sensores en señales digitales y realiza procesamiento preliminar.
Unidad de Ejecución de Control
Incluye relés, contactores, convertidores de frecuencia, etc., que al recibir órdenes del sistema cortan la alimentación, limitan acciones o activan dispositivos de frenado, logrando funciones como protección contra sobrecarga y parada de emergencia.
Capa de software: la plataforma central para el análisis de datos y la toma de decisiones-
La capa de software es el "cerebro" del sistema, responsable del procesamiento de datos, la evaluación de riesgos y la interacción del usuario. Incluye principalmente los siguientes módulos:
Módulo de Análisis y Procesamiento de Datos
Filtra, calibra y fusiona datos de sensores para eliminar la interferencia de ruido y mejorar la confiabilidad de los datos.
Calcula indicadores clave como el par real y el coeficiente de vuelco a través de modelos algorítmicos para evaluar dinámicamente el estado de seguridad del equipo.
Módulo de advertencia de riesgos
Según los umbrales preestablecidos (p. ej., advertencia de sobrecarga del 90 %, apagado del 105 %), el módulo activa alarmas visuales y audibles escalonadas, control de desaceleración o apagado forzado.
Combinado con datos LiDAR, predice el riesgo de colisión y restringe el movimiento en la dirección peligrosa cuando la distancia es inferior a un valor seguro.
Interfaz de usuario
Pantalla de visualización en el sitio: instalada en la cabina del conductor, muestra parámetros en tiempo real-como capacidad de elevación, radio, altura, velocidad del viento e información de advertencia.
Plataforma de gestión: admite visualización remota del estado del equipo, consulta de datos históricos y generación de informes a través de la web o la aplicación móvil.
Capa de comunicación: el puente para la transmisión de datos y la gestión remota
La capa de comunicación permite la interacción de datos-en tiempo real entre el equipo, la nube y las autoridades reguladoras. Incluye principalmente las siguientes tecnologías:
Comunicación por cable
Ethernet, bus RS485, etc., para una transmisión estable entre sensores y terminales de adquisición de datos.
Comunicación inalámbrica
4G/5G, LoRa, NB-IoT, etc., para cargar datos a la plataforma en la nube, admitir monitoreo remoto y advertencias-en tiempo real.
Plataforma en la nube
Almacena datos operativos del dispositivo, registros de alarmas y registros de operación, lo que admite la generación de informes estadísticos por año, mes y semana.
Proporciona interfaces API para la integración con sistemas regulatorios gubernamentales y sistemas ERP empresariales, lo que permite compartir datos y gestionar de forma colaborativa.
