基于物联网技术的塔机一体化控制系统研究

发布时间：2021-04-14 10:19

　　本文针对传统塔机控制系统主要部件互相独立、集成化程度不高、不便于管理等缺点,提出了一种基于物联网技术的塔机一体化控制系统,将塔机的电气控制系统、安全监控系统、电机、减速机、顶升系统、钢丝绳、螺栓等各个核心部件高度集成于一体,实现专有模块不可拆卸,以充分发挥各机构、各部件的协作能力,为塔机综合管理带来便利性,提高塔机的智能化、信息化水平。 

【文章来源】：建筑机械. 2020,(08)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

塔机一体化控制系统结构方案

如图2所示，设备身份认证采用双重数字签名的身份认证技术手段，认证过程存在于主要核心部件（电机、减速机、顶升油缸、钢丝绳、螺栓等）与安全监控系统之间、安全监控系统与变频工艺卡之间。各核心部件通过内置、外置的传感器或检测器芯片完成与安全监控系统的信息交互，例如电机温度监测器、钢丝绳检测器、螺栓传感器等。首先变频工艺卡生成自己的公钥、私钥和系统初始密钥，将公钥和系统初始密钥预先下发至各核心部件中，将系统初始密钥下发至安全监控系统中，自身持有私钥，由此为各核心部件和安全监控系统分配一个身份ID；每次一体化控制系统上电时，核心部件终端生成一个伪随机身份ID，经Hash函数计算后先由变频工艺卡的公钥加密得到数字签名1，再使用系统初始密钥加密，得到该终端的数字签名2，将数字签名1和数字签名2附上伪随机身份数据一并发送至安全监控系统；安全监控系统接收到消息后，使用系统初始密钥解密计算数字签名2，验证其是否与数字签名1相等。若不相等，安全监控系统舍弃该条信息；若相等，将该条信息发送至变频工艺卡；变频工艺卡接收到消息后，使用私钥解密数字签名1，验证其是否与伪随机身份数据相等。若不相等，报通讯故障；若相等，正常通讯，等待该部件终端传递采集的数据信号。塔机一体化控制系统从三个实际方面满足了一体化集成的主控中心要求：一是改造以往变频器+PLC的控制处理中心，利用工艺卡替代PLC进行逻辑计算，并嵌入至各个变频器的扩展卡槽，使其自成一体；二是将各个机构、司机室联动台、安全监控系统、故障诊断的信号全部接入主控中心，由变频工艺卡来进行主控逻辑的运算，根据运算结果向各个部件输出相应的执行信号、报警信号等，使主控中心成为塔机的“人工心脏”，向塔机的各个部位输送“血液”。若“人工心脏”故障不工作，其他部件也不能正常运行；若任一部件出现故障，“人工心脏”将自动检测，输出报警，根据预设的逻辑限制相应机构的动作或停机；三是依托强大的物联网传感技术引入数字签名的身份认证，实现“电控+监控”融为一体。身份认证技术应用于塔机电机、减速机、顶升油缸、钢丝绳、螺栓等主要核心部件与安全监控系统通信之间、安全监控系统与变频工艺卡通信之间，实行双重身份验证。若有部件被拆换或损坏，主控中心将不能正常工作，实现主要部件不可拆卸的效果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于身份标识的特殊数字签名方案及其应用[J]. 左黎明,陈兰兰.  计算机科学. 2020(01)
[2]物联网中基于位置的数字签名方案[J]. 阙梦菲,张俊伟,杨超,杨力,马建峰,崔文璇.  计算机研究与发展. 2018(07)
[3]塔机工艺卡在塔机电控系统中的应用[J]. 蒙智峰,柴昭一,汤小伟.  建设机械技术与管理. 2018(04)
[4]塔式起重机电控系统的技术升级与智能管理[J]. 陈天惠.  工程机械与维修. 2017(01)



本文编号：3137143