港口起重機(jī)健康監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)可視化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于設(shè)備健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種港口起重機(jī)健康監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)可 視化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)復(fù)雜程度的提高，港口起重機(jī)在港口碼頭運(yùn)輸中發(fā)揮 著重要作用，港口起重機(jī)逐漸向著大型化、功能多元化的方向發(fā)展，政府和社會(huì)對(duì)港口起重 機(jī)安全管理工作的要求也越來(lái)越高。
[0003] 目前，港口起重機(jī)安全管理水平還停留在較低水平，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1) 安全保障方面，仍然以定檢、監(jiān)檢為主，所采用的技術(shù)手段多為相對(duì)落后的目測(cè)、感觀判斷、 停機(jī)測(cè)量、磁粉探傷等，檢驗(yàn)人員的工作量大但效率較低，且停機(jī)狀態(tài)下的檢測(cè)結(jié)果不能說(shuō) 明工作狀態(tài)下的運(yùn)行情況；2)港口起重機(jī)的安全監(jiān)控和管理自動(dòng)化水平低，仍主要依靠日 常人工點(diǎn)檢和定期維護(hù)等傳統(tǒng)方式，存在效率低、實(shí)時(shí)性差、信息不全面、不便于數(shù)據(jù)的統(tǒng) 計(jì)和分析等問(wèn)題；3)現(xiàn)有港口起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能單一，無(wú)法實(shí)時(shí)、全面地掌握起重機(jī)運(yùn)行 參數(shù)，因此，難以對(duì)起重機(jī)進(jìn)行全面有效監(jiān)控，進(jìn)而難以保障現(xiàn)場(chǎng)工作人員安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種港口起重機(jī)健康監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)可視化系 統(tǒng)，能全面、高效、實(shí)時(shí)的監(jiān)控港口起重機(jī)健康狀態(tài)，保障港口起重機(jī)的安全運(yùn)行。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明提供一種港口起重機(jī)健康監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)可視化系統(tǒng)，包括：傳感器子系統(tǒng)、信 息采集與傳輸子系統(tǒng)、中心服務(wù)器以及系統(tǒng)客戶(hù)端；
[0007] 所述傳感器子系統(tǒng)用于獲取起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；
[0008] 所述信息采集與傳輸子系統(tǒng)用于采集所述傳感器子系統(tǒng)獲取到的所述起重機(jī)實(shí) 時(shí)運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)無(wú)線發(fā)送單元將所述起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)發(fā)送至所述中心服務(wù)器；
[0009] 所述中心服務(wù)器用于接收來(lái)自所述信息采集與傳輸子系統(tǒng)的起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行參 數(shù)，對(duì)所述起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)與管理，進(jìn)而對(duì)所述起重機(jī)進(jìn)行健康診斷，得到健 康狀況診斷報(bào)告；并根據(jù)診斷結(jié)果預(yù)測(cè)所述起重機(jī)是否失效或發(fā)生故障，評(píng)價(jià)所述起重機(jī) 運(yùn)行安全性，得到安全評(píng)價(jià)報(bào)告；
[0010] 所述系統(tǒng)客戶(hù)端用于顯示所述起重機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、所述健康狀況診斷報(bào)告和所 述安全評(píng)價(jià)報(bào)告。
[0011] 優(yōu)選的，所述傳感器子系統(tǒng)包括：
[0012] 第一類(lèi)傳感器，用于監(jiān)測(cè)起重機(jī)機(jī)構(gòu)健康狀態(tài)；
[0013] 第二類(lèi)傳感器，用于監(jiān)測(cè)起重機(jī)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)；
[0014] 電氣控制系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)起重機(jī)電氣健康狀態(tài)；
[0015] 智能標(biāo)簽，安裝于起重機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)檢位置，用于標(biāo)識(shí)起重機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)檢位置。
[0016] 優(yōu)選的，所述第一類(lèi)傳感器包括振動(dòng)傳感器、溫度傳感器和位移傳感器；所述振動(dòng) 傳感器用于采集起升/變幅/回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、起升/變幅/回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速機(jī)的振動(dòng)信 號(hào)；所述溫度傳感器用于采集起升/變幅/回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速機(jī)的溫度信號(hào)；所述位移傳感器 用于采集起升/變幅/回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的位移信號(hào)；
[0017] 所述第二類(lèi)傳感器包括應(yīng)變傳感器，用于采集起重機(jī)門(mén)架結(jié)構(gòu)、上傳柱、主臂架大 臂、耳板鉸接處以及耳板根部的應(yīng)變信號(hào)。
[0018] 優(yōu)選的，所述振動(dòng)傳感器為壓電式加速度傳感器，采用打孔方式、焊接方式或磁基 座方式安裝到港口起重機(jī)各機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速機(jī)上，用于感知驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速機(jī)的 振動(dòng)加速度變化信息；所述振動(dòng)傳感器的安裝位置包括：起升機(jī)構(gòu)/大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)/小車(chē) 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)主電機(jī)輸出軸；起升機(jī)構(gòu)/大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)/小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的減速機(jī)高速軸 外側(cè)Χ、γ、ζ方向、低速軸外側(cè)X、Y、Z方向；
[0019] 所述溫度傳感器為高導(dǎo)熱封裝式熱電偶，采用螺紋連接方式安裝到港口起重機(jī)各 機(jī)構(gòu)中的減速機(jī)上，用于感知各機(jī)構(gòu)減速機(jī)潤(rùn)滑油的溫度變化信息；所述溫度傳感器的安 裝位置包括：起升機(jī)構(gòu)/大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)/小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的減速機(jī)低速軸油封孔；
[0020] 所述位移傳感器為高精度直線式位移傳感器，采用螺栓固定方式安裝到港口起重 機(jī)各機(jī)構(gòu)中的制動(dòng)器上，用于感知制動(dòng)器閘瓦的位移信息；所述位移傳感器的安裝位置包 括：起升機(jī)構(gòu)/大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)/小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器閘瓦上；
[0021] 所述應(yīng)變傳感器為自溫補(bǔ)光纖光柵應(yīng)變傳感器，采用焊接方式安裝到鋼結(jié)構(gòu)上； 具體安裝位置為：所述主梁/副梁/端梁的腹板或蓋板上\大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)/小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu) 的車(chē)輪上\起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)滑輪或定滑輪上；
[0022] 所述智能標(biāo)簽采用高頻RFID射頻卡，采用粘貼或打孔安裝方式安裝于起重機(jī)關(guān) 鍵點(diǎn)檢部位，用于對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)檢部位進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào)。
[0023] 優(yōu)選的，所述信息采集與傳輸子系統(tǒng)包括：振動(dòng)信號(hào)采集單元、溫度信號(hào)采集單 元、位移信號(hào)采集單元、應(yīng)變信號(hào)采集單元、電氣控制信號(hào)采集單元、智能點(diǎn)檢終端和信息 傳輸系統(tǒng)；所述信息傳輸系統(tǒng)分別與所述振動(dòng)信號(hào)采集單元、溫度信號(hào)采集單元、位移信號(hào) 采集單元、應(yīng)變信號(hào)采集單元、智能點(diǎn)檢終端和所述信息傳輸系統(tǒng)連接；
[0024] 其中，所述振動(dòng)信號(hào)采集單元、所述溫度信號(hào)采集單元、所述位移信號(hào)采集單元和 所述應(yīng)變信號(hào)采集單元分別采集對(duì)應(yīng)傳感器的振動(dòng)、溫度、位移和應(yīng)變信號(hào)，并通過(guò)所述信 息傳輸系統(tǒng)上傳到所述中心服務(wù)器；
[0025] 所述智能點(diǎn)檢終端內(nèi)置有RFID讀寫(xiě)器，用于讀取所述智能標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的編號(hào)信 息，并直接通過(guò)無(wú)線發(fā)送單元上傳到所述中心服務(wù)器；
[0026] 所述電氣控制信號(hào)采集單元用于采集電氣控制系統(tǒng)的電氣信號(hào)，并通過(guò)所述信息 傳輸系統(tǒng)上傳到所述中心服務(wù)器。
[0027] 優(yōu)選的，所述信息傳輸系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列、數(shù)據(jù)服務(wù)器、Redis服務(wù)器和監(jiān) 控客戶(hù)端；
[0028] 所述數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列作為各傳感器與數(shù)據(jù)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器，負(fù)責(zé)緩沖 從起重機(jī)各個(gè)傳感器采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并定時(shí)將該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器；
[0029] 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)接收端、數(shù)據(jù)解析器和數(shù)據(jù)提供端；所述數(shù)據(jù)接收端提 供數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)端口，用于監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列的發(fā)送端口所發(fā)送的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)解析 器對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將解析后的數(shù)據(jù)存入所述Redis服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)提供端作為Web 服務(wù)器為監(jiān)控客戶(hù)端提供服務(wù)；當(dāng)監(jiān)控客戶(hù)端發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求到所述數(shù)據(jù)服務(wù)器時(shí)，所 述數(shù)據(jù)提供端從Redis服務(wù)器讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為響應(yīng)返回到所述監(jiān)控客戶(hù)端。
[0030] 優(yōu)選的，所述中心服務(wù)器包括：安全檔案管理模塊、智能點(diǎn)檢模塊、機(jī)構(gòu)健康監(jiān)測(cè) 模塊、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)模塊、電氣健康監(jiān)測(cè)模塊、健康診斷預(yù)報(bào)模塊和安全性評(píng)價(jià)模塊；
[0031] 所述安全檔案管理模塊：用于顯示及管理維護(hù)港口起重機(jī)械安全技術(shù)檔案，并提 供用戶(hù)輸入和管理接口；通過(guò)所述用戶(hù)輸入和管理接口，接收港口起重機(jī)械安全技術(shù)檔案， 通過(guò)所述系統(tǒng)客戶(hù)端查詢(xún)、顯示及維護(hù)所述港口起重機(jī)械安全技術(shù)檔案；其中，所述港口起 重機(jī)械安全技術(shù)檔案包括港口起重機(jī)的電子圖紙、基本參數(shù)信息表以及重大維修改造記