港口起重機(jī)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù)警系統(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)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù) 警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 港口起重機(jī)械所處的工作環(huán)境主要包括兩個(gè)方面特點(diǎn)：（1)現(xiàn)場(chǎng)貨物灰塵較大；
[2] 臨近海水形成嚴(yán)重的濕氣腐蝕；從而降低了起重機(jī)械電氣元件的可靠性，導(dǎo)致故障發(fā) 生。
[0003] 為降低港口起重機(jī)械發(fā)生事故的概率，需要監(jiān)控港口起重機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)，但是， 現(xiàn)有港口起重機(jī)械在檢測(cè)監(jiān)測(cè)方面存在安全問(wèn)題，例如，監(jiān)測(cè)技術(shù)手段多為目測(cè)、感觀判 斷、停機(jī)測(cè)量、磁粉探傷等，因此，具有安全監(jiān)控和管理的自動(dòng)化水平低、監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)不全 面、功能較為單一、監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性差的不足，不便于故障分析和事故調(diào)查，難以對(duì)港口起重機(jī) 械進(jìn)行有效的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)。

【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)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù)警系 統(tǒng)，能夠全面有效的監(jiān)控港口起重機(jī)械運(yùn)行安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)港口起重機(jī)械有效的長(zhǎng)期健 康監(jiān)測(cè)。
[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)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳 輸層以及工控機(jī)；所述工控機(jī)包括數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊和預(yù)警模塊；
[0007] 其中，所述數(shù)據(jù)采集層用于采集被監(jiān)控港口起重機(jī)械監(jiān)控值，并通過(guò)所述數(shù)據(jù)傳 輸層傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)的數(shù)據(jù)采集接口；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊用于為每一個(gè)監(jiān)控參數(shù)設(shè)置預(yù) 警值，如果某一監(jiān)控值超過(guò)預(yù)警值，則通過(guò)所述預(yù)警模塊用進(jìn)行報(bào)警。
[0008] 優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集層包括傳感層和信號(hào)采集器；
[0009] 所述傳感層包括PLC控制器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器和聲發(fā)射傳感器；其中，所 述PLC控制器為被監(jiān)控港口起重機(jī)械自身配置的控制器；所述振動(dòng)傳感器用于采集減速機(jī) 振動(dòng)信號(hào)；所述溫度傳感器用于采集減速機(jī)溫度信號(hào)；所述聲發(fā)射傳感器用于采集減速機(jī) 聲發(fā)射信號(hào)；
[0010] 所述信號(hào)采集器包括=PLC信號(hào)采集器、振動(dòng)信號(hào)采集器、溫度信號(hào)采集器和聲發(fā) 射信號(hào)采集器；
[0011] 其中，所述PLC信號(hào)采集器通過(guò)通訊卡與工控機(jī)直接連接，用于采集所述PLC控制 器輸出信號(hào)，并通過(guò)所述通訊卡傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)的數(shù)據(jù)采集接口；
[0012] 所述振動(dòng)信號(hào)采集器為基于USB接口的并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其輸入端與振動(dòng)傳感 器連接，輸出端與工控機(jī)連接，內(nèi)置有多種采樣通道，用于對(duì)所述振動(dòng)傳感器輸出的減速機(jī) 振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波、調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，再發(fā)送到所述工控機(jī)的數(shù)據(jù)采集接口；
[0013] 所述溫度信號(hào)采集器為基于EIA RS-485通訊協(xié)議的多點(diǎn)雙向信號(hào)處理器，內(nèi)置 有光隔離器，其輸入端與溫度傳感器連接，輸出端與工控機(jī)連接，用于對(duì)所述溫度傳感器輸 出的減速機(jī)溫度信號(hào)進(jìn)行濾波、調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，再發(fā)送到所述工控機(jī)的數(shù)據(jù)采集接 Π ；
[0014] 所述聲發(fā)射信號(hào)采集器用于對(duì)所述聲發(fā)射傳感器輸出的減速機(jī)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行 濾波、調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，再發(fā)送到所述工控機(jī)的數(shù)據(jù)采集接口。
[0015] 優(yōu)選的，所述振動(dòng)傳感器采用壓電式加速度傳感器，自身配置有電荷放大器，其供 電和信號(hào)輸出共用一根同軸電纜；自身帶有磁吸座，通過(guò)磁吸座將所述振動(dòng)傳感器安裝在 所述港口起重機(jī)械減速機(jī)軸端的減速器箱體上。
[0016] 優(yōu)選的，所述溫度傳感器采用鉬電阻溫度傳感器PT100,其通過(guò)螺紋連接的方式安 裝在減速機(jī)軸端的減速器箱體上。
[0017] 優(yōu)選的，所述信號(hào)采集器通過(guò)以下方法采集所述溫度傳感器和所述振動(dòng)傳感器輸 出的參數(shù)：
[0018] 所述信號(hào)采集器創(chuàng)建一個(gè)用于對(duì)某一被控設(shè)備進(jìn)行絕對(duì)控制的設(shè)備對(duì)象句柄；
[0019] 所述信號(hào)采集器設(shè)置與每一個(gè)采樣通道相對(duì)應(yīng)的采樣參數(shù)，該采樣參數(shù)包括采樣 頻率、該采樣通道對(duì)應(yīng)的傳感器類型；
[0020] 所述信號(hào)采集器按所述采樣頻率讀取某一采樣通道傳輸?shù)哪M量數(shù)據(jù)，然后對(duì)所 述模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷循環(huán)采樣；
[0021] 當(dāng)需要讀取其他采樣通道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)，修改采樣通道以及采樣頻率參數(shù)，重復(fù) 上述循環(huán)采樣過(guò)程；
[0022] 當(dāng)需要停止采樣時(shí)，釋放該設(shè)備對(duì)象句柄。
[0023] 優(yōu)選的，所述信號(hào)采集器通過(guò)以下方法采集所述PLC控制器輸出信號(hào)：
[0024] 所述信號(hào)采集器創(chuàng)建一個(gè)用于對(duì)某一被控設(shè)備進(jìn)行絕對(duì)控制的設(shè)備對(duì)象句柄；其 中，所述被控設(shè)備安裝有PLC控制器；
[0025] 初始化所述信號(hào)采集器與所述PLC控制器之間的采樣通道；
[0026] 所述信號(hào)采集器直接讀取所述PLC控制器內(nèi)部存儲(chǔ)的參數(shù)。
[0027] 優(yōu)選的，所述PLC控制器輸出信號(hào)包括：監(jiān)控參數(shù)和監(jiān)控狀態(tài)；
[0028] 所述監(jiān)控參數(shù)包括：起重量、起重力矩、起升高度、大車運(yùn)行距離、幅度、風(fēng)速、回轉(zhuǎn) 角度、工作時(shí)間和安全距離；
[0029] 所述監(jiān)控狀態(tài)包括起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器狀態(tài)、抗風(fēng)防滑狀態(tài)、供電電纜卷筒狀態(tài)、門(mén)限 位和機(jī)構(gòu)運(yùn)行聯(lián)鎖；
[0030] 所述工作時(shí)間統(tǒng)計(jì)為起升機(jī)構(gòu)/變幅機(jī)構(gòu)/旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)/行走機(jī)構(gòu)的開(kāi)始動(dòng)作時(shí) 間、結(jié)束動(dòng)作時(shí)間以及工作時(shí)間段。
[0031] 優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊包括數(shù)據(jù)顯示子模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊和數(shù)據(jù)回放子 模塊；
[0032] 所述數(shù)據(jù)顯示子模塊用于實(shí)時(shí)顯示港口起重機(jī)械運(yùn)行安全參數(shù)，還用于顯示被監(jiān) 控的港口起重機(jī)械安全狀態(tài)；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊用于通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分類存儲(chǔ)各個(gè)港口起重 機(jī)械對(duì)應(yīng)的運(yùn)行安全參數(shù)；所述數(shù)據(jù)回放子模塊用于調(diào)取任意歷史時(shí)間的運(yùn)行安全歷史數(shù) 據(jù)。
[0033] 優(yōu)選的，所述預(yù)警模塊包括閾值設(shè)置子模塊和超限報(bào)警子模塊；
[0034] 所述閾值設(shè)置子模塊用于設(shè)置各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)的運(yùn)行安全極限值；
[0035] 所述超限報(bào)警子模塊用于當(dāng)接收到的監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)對(duì)應(yīng)閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
[0036] 優(yōu)選的，所述超限報(bào)警子模塊包括控制電路和若干個(gè)驅(qū)動(dòng)電路；所述控制電路用 于與所述工控機(jī)通信，當(dāng)工控機(jī)接收到的監(jiān)測(cè)值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則向所述控制電路發(fā)出 驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述控制電路接收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)被控設(shè)備故障特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 電路進(jìn)行聲光報(bào)警；其中，所述控制電路為多路擴(kuò)展I / 〇 口控制器。
[0037] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0038] 本發(fā)明提供的港口起重機(jī)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0039] (1)首次實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)港口起重機(jī)械的重要參數(shù)、安全狀態(tài)和減速機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警等功能，并能夠?qū)Ω鬟\(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)、操作指令、報(bào)警情況等實(shí)時(shí)記錄 和數(shù)據(jù)查看；
[0040] (2)具有對(duì)港口起重機(jī)械重要運(yùn)行參數(shù)和安全狀態(tài)進(jìn)行顯示及報(bào)警的功能，便于 故障分析和事故調(diào)查，同時(shí)為安全評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)積累；
[0041] (3)具有減速機(jī)重要故障的預(yù)警功能，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地對(duì)減速機(jī)振動(dòng)異常、 軸溫過(guò)高做出診斷，預(yù)防或消除因減速機(jī)故障導(dǎo)致的運(yùn)行安全問(wèn)題。
[0042] (4)解決了目前港口起重機(jī)運(yùn)行安全方面存在的問(wèn)題，提升港口起重機(jī)的運(yùn)行安 全監(jiān)控水平，從而保障起重機(jī)的安全運(yùn)行，減少重大事故的發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1為本發(fā)明提供的港口起重機(jī)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明提供的采集PLC控制器輸出信號(hào)的流程示意圖；
[0045] 圖3為本發(fā)明提供的采集溫度傳感器和振動(dòng)傳感器輸出參數(shù)的流程示意圖；
[0046] 圖4為本發(fā)明提供的工控機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖5為本發(fā)明提供的控制電路的電路圖；
[0048] 圖6為本發(fā)明提供的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
[0050] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種港口起重機(jī)械運(yùn)行安全機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采 集層、數(shù)據(jù)傳輸層以及工控機(jī)；工控機(jī)包括數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊和預(yù)警模塊；