Тенденции в развитии башенных кранов
Электроника все шире внедряется в строительное оборудование, помогает автоматизировать рабочие операции и повысить безопасность труда.
Приборы безопасности
Ограничители грузоподъемности башенных кранов автоматически отключают механизмы и агрегаты грузоподъемных кранов при превышении массы груза допустимого значения, предотвращая аварию. К сожалению, на отечественных кранах пока используются в основном не электронные, а электрические приборы безопасности.
Одна из отраслей, в которой использование бортовой электроники принесло особенно ощутимую пользу, – предотвращение аварий башенных кранов, вызванных влиянием неблагоприятных погодных условий.
Системы контроля ветровой нагрузки. Чтобы оценить, насколько безопасно выполнять работы башенным краном и вообще проводить работы на строительном объекте, руководители строительства и операторы должны иметь соответствующую информацию. Сведения должны быть получены непосредственно на строительной площадке, чтобы отражать реальные условия работы, и быть доступны на компьютерах, планшетах и смартфонах, которые используют работники стройки.
Сила ветра воспринимается людьми субъективно, и ветер, который выглядит опасным с точки зрения одних работников стройки, другие их коллеги могут считать нормальным. В случае вертикальных конструкций следует также учитывать, что скорость ветра может быть совершенно разной у земли и на самом верху. Надежная и точная оценка ветровой нагрузки возможна только при непосредственном измерении силы ветра.
Показания даже самого точного анемометра могут быть малополезны, если не обеспечен доступ к их показаниям. Другими словами, система мониторинга опасных метеорологических явлений и процессов для кранов будет полезна, только если она способна обеспечить и точность, и надежную передачу данных. Кроме того, подобные системы должны быть прочными и «живучими», то есть в системе должна быть предусмотрена надежная защита ее электронных компонентов от погодных ежедневных воздействий.
Руководители стройки могут принимать верные решения, только когда данные о силе ветра и ветровой нагрузке на башенные краны и другие высокие объекты будут поступать к ним в реальном или близком к реальному времени.
Предотвращение столкновений и контроль работы кранов в ограниченных зонах. Не нужно объяснять, насколько важно надежно предотвратить возможность столкновения стрелы крана или груза с препятствиями на стройке. Современные электронные системы предотвращения столкновений позволяют запрограммировать зону работы крана. На экран монитора в кабине крановщика выводится информация о положении крана, величине груза и его перемещении, вылете стрелы, скорости ветра, неподвижных препятствиях, запретных зонах, а также о расположении и перемещении стрел и грузов других кранов на данном строительном объекте. Система автоматически останавливает движение стрелы при приближении к опасному месту.
Еще одна французская компания – AMCS разрабатывает системы, предотвращающие столкновения и контролирующие работу башенных кранов в заданных зонах. Системы AMCS выпускаются полностью готовыми к подключению и работе на кранах, способны использовать данные от датчиков и систем управления кранов. Это позволяет снизить стоимость систем и время установки на кран.
Система DCS 61-S выполняет три основные функции: ограничение зоны работы крана, предотвращение столкновений и архивирование данных о работе крана («черный ящик»), а также имеет дополнительные функции. В память системы можно внести пять фиксированных положений для выполнения повторяющихся операций по погрузке/ разгрузке.
Подключение к облачному сервису. Цифровые электронные приборы безопасности башенных кранов могут передавать данные напрямую в бортовую электронную систему управления крана, где они будут автоматически обрабатываться, исключая таким образом длительные и повторяющиеся преобразования на разных этапах передачи данных. Когда система имеет выход в интернет (с помощью телематической аппаратуры), обработанные данные могут получать руководители строительства и персонал, находящийся в офисе компании, вдали от стройплощадки. Другими словами, оператор башенного крана и руководители строительства могут видеть одни и те же данные, в каких точках мира они бы ни находились.
Следующим шагом в совершенствовании этих технологий является подключение систем к облачным сервисам и хранение базы данных в облаке. В результате у систем безопасности всегда имеется резервная копия базы данных в облаке, что обеспечивает три важных преимущества.
Во-первых, объем сохраняемых данных более не ограничивается объемом памяти бортовой электронной системы, поскольку хранится на многочисленных распределенных в сети серверах с практически бесконечным объемом памяти.
Во-вторых, повышается надежность сохранения информации. Если данные, поступившие от системы безопасности, будут утрачены, полностью или временно недоступны, их можно будет получить из резервной копии, хранящейся в облаке.
И в-третьих, нет необходимости регулярно скачивать собранные данные, чтобы освобождать память бортовой системы, в результате уменьшается объем необходимой работы и исключается вероятность ошибки (влияние человеческого фактора).
Специалисты компании-производителя башенных кранов Terex понимают важное значение облачной технологии хранения данных для своих телематических систем. Ими разработана новая телематическая платформа с облачным хранением данных, получившая название T-Link , которая скоро будет использоваться и на всех новых моделях башенных кранов Terex. Наименование T-Link уже знакомо потребителям, системы с таким названием используются на другом оборудовании Terex, однако телематическая платформа T-Link для башенных кранов – это совершенно новая разработка. С помощью этой системы башенные краны Terex постоянно связаны с облачным сервером. А это означает, что к данным о техническом состоянии и работе кранов всегда имеется доступ с удаленных гаджетов. T-Link обеспечивает пользователям отображение местоположения крана на карте, данные в режиме реального времени (представляемые в виде анимационного изображения крана), а также выполняет функции «черного ящика», данные из которого также представляются в виде анимационного изображения.
Формы представления аналитических данных можно задавать по желанию пользователя в виде графиков или таблиц в формате Excel. Также высокий уровень аналитической обработки данных дает возможность пользователю быстро получать в понятной и наглядной форме графики и цифровые данные о производительности крана и выполнении им рабочих циклов. В системе T-Link также имеются функции мониторинга и прогнозирования ветровой нагрузки (скорости и направления), а кроме того, функция оповещения о необходимости проведения техобслуживания крана, посылающая уведомления по электронной почте, и журнал регистрации событий.
В дополнение к телематической системе T-Link и функциям собственной интеллектуальной системы управления новейшие модели башенных кранов Terex оснащаются системой безопасности, предотвращающей столкновения, в которой используются данные от системы управления.
Интернет вещей (IoT). Специалисты указывают: когда Интернет вещей (IoT) будет использоваться и в строительном оборудовании, объем данных, которые будут собирать строительные компании, будет расти в геометрической прогрессии.
Эта информация может быть очень важной для процессов принятия решений, но только если ее будут правильно использовать. От больших массивов необработанной первичной информации, которые собирают отдельные приборы, будет мало пользы. Но если эти данные будут собираться интеллектуальной системой через интернет, автоматически обрабатываться и представляться в удобной форме, руководители компаний смогут в течение считаных минут получать точные сведения о работе своих подчиненных и обстановке на множестве строительных объектов.
Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) – концепция вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащенных встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее необходимость участия человека. Внедрение практических решений для реализации этой концепции с 2010-х гг. является устойчивой тенденцией в информационных технологиях благодаря повсеместному распространению беспроводных сетей, появлению облачных вычислений и развитию технологий межмашинного взаимодействия.
Краны с автоматическим управлением
Проблема создания автопилотов для кранов уже давно обсуждается специалистами. Внедрение подобных систем помогло бы существенно увеличить производительность строительных работ.
По словам специалистов компании SMIE, эта идея стала еще на шаг ближе к реализации после испытаний, которые они провели в I квартале 2019 г., используя адаптированную версию своей системы ProSite . Результаты испытаний показали большой потенциал подобных интеллектуальных технологий и приблизили отрасль к решению проблемы автоматизации управления работой крана.
С помощью автопилота ProSite оператор может просто задать место и дать команду крану переносить туда груз, управлять краном вручную не потребуется. При этом система ProSite продолжает выполнять все функции обеспечения безопасности. Система может управляться дистанционно, нет необходимости заходить в кабину каждого из кранов, чтобы изменить какие-то параметры задания.
Компания AMCS на базе подобной концепции создала свою систему контроля (через GPS) SUP 61. SUP 61 показывает на одном экране, производит мониторинг и затем архивирует данные, поступающие от всех башенных кранов, работающих на данной строительной площадке и оснащенных системами, защищающими от столкновений мод. DCS 61-S и DCS 60.
Общая для всего строительного объекта система предотвращения столкновений SUP 61 в режиме реального времени поддерживает радиосвязь с владельцем и передает всю информацию о расположении, перемещениях и прочих событиях, происходящих с кранами. Эта система при любом рельефе местности и при любой сложности строительного объекта обеспечивает руководителям строительства возможность эффективно контролировать ход работ.
В ближайшее время система SUP 61 будет встроена в функционал системы «Информационного моделирования объекта» (BIM).
Использование беспилотников (дронов) для проверки башенных кранов
Прямо на наших глазах сегодня появляется еще один новый способ контроля башенных кранов и вид контролирующего оборудования – обследование с помощью беспилотного летательного аппарата.
Вопрос, какую роль дроны могут играть в техническом освидетельствовании башенных кранов, исследовался компанией Terra Drone Europe – одной из самых больших в мире из специализирующихся на производстве дронов. Она имеет большой опыт проведения визуальных и иного рода проверок зданий и сооружений в нефтегазовой отрасли – на материке и морских платформах, а также ветрогенераторов и других береговых промышленных сооружений. Недавно компания использовала свои дроны для осмотра стальных конструкций морской платформы на предмет оценки возможности продления ее срока службы.
Специалисты компании оценили возможности проведения проверок башенных кранов с помощью своих дронов и пришли к однозначному выводу, что это вполне осуществимо. Дроны могут использоваться для получения большого массива разнообразных данных о стальных конструкциях. Например, фотографии в высоком разрешении в сочетании с современными технологиями компьютерного анализа могут помочь выявить скрытые дефекты в стальных деталях конструкции. Дроны, очевидно, не смогут заменить все традиционные методы проверки и обслуживания башенных кранов, но они могут помочь владельцам башенных кранов в осуществлении этих работ.
В завершение философски заметим: никто не может сказать, что произойдет в будущем, но ясно одно: нас ждут удивительные вещи и события.
Комментарий учредителя ООО «КранКомпани» Романа Александровича Ежкова: «Все эти инновации, о которых говорится в статье, очень интересны и, как говорит молодежь, «в тренде», но в современной реальности на стройке применимы с трудом.
Поясню свои слова. Например, в статье говорится о системе «антистолкновения кранов». Вообще эти вопросы грамотные строители решают на стадии проектирования, краны должны быть расставлены так, чтобы исключить возможность столкновения, если рабочие зоны кранов пересекаются – составляется график совместной работы и прописывается в ППР, с которым в обязательном порядке должны быть ознакомлены под роспись все причастные к работе: крановщики, стропальщики, прорабы и другие ответственные лица. Всё – вопрос решен. Если вдруг случится ЧП на стройке, никто не будет слушать красивые истории о том, что у вас система антистолкновения на кране стоимостью как чугунный мост.
Про анемометры мне даже неудобно говорить, они по умолчанию предусмотрены на любом башенном кране, этому «изобретению» тысяча лет, не меньше. Вроде никакой высшей математики, сработал сигнал – остановил работу, но даже не каждый начальник участка понимает, что с ветром шутки плохи. В лучшем случае спалишь двигатель поворота, в худшем – это падение башенного крана и многомиллионные убытки. Но у нас ведь пока гром не грянет… Строители давят – крановщики соглашаются работать, а результаты потом в новостях.
Автопилоты… какие-то сложные системы искусственного интеллекта… Ну давайте разбираться, кто у нас работает на кранах? Устроиться работать крановщиком очень просто: двухмесячные курсы (один месяц теории, один месяц практики), стоимость, условно говоря, 5 тыс. руб. Зарплата крановщика на уровне разнорабочего. И как вы думаете, оправданно и рационально внедрять на кране сложные системы? Квалификация позволит крановому специалисту обслуживать их и жить с ними в гармонии?
Теперь посмотрим с другой стороны: кто у нас работает под краном? Все знают: под краном работают трудовые мигранты, самые низкообразованные представители рабочего класса, в России это мигранты из среднеазиатских республик, в Эмиратах это мигранты из Индии. Подружатся они с автопилотом на кране? Не испугает ли их дрон, который делает ТО?
К сожалению, бал правит прибыль, в условиях тендеров, аукционов, снижения издержек строители идут по самому простому пути, отсюда 20–30-летние краны-ветераны на стройках, отсюда низкие требования к владельцам грузоподъемной техники.
Мне, конечно, хочется верить, что однажды все наладится, и на наших стройках будут стоять новенькие краны, упакованные по последнему слову техники, но верится в это, мягко говоря, с трудом, и я думаю, что еще долго будут очень востребованы ПРОСТЫЕ, НАДЕЖНЫЕ МАШИНЫ.
В своей компании я затеял обновление парка техники более трех лет назад, постепенно избавляемся от старых, отработавших свое время кранов и меняем их на новенькие башенные краны ТГМ. Оптимальное соотношение цена-качество, простая электроника, ничего лишнего. Всё просто, надежно и недорого – то, что нужно на сегодняшний день».
