本發(fā)明屬于大型機(jī)械設(shè)備檢測領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，人們對于大型機(jī)械設(shè)備的依賴程度越來越高，其設(shè)備的維修管理自然成了現(xiàn)代企業(yè)管理的一個(gè)重要組成部分。加強(qiáng)科學(xué)的設(shè)備維護(hù)是確保設(shè)備正常運(yùn)行，提高設(shè)備質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要保證。設(shè)備維護(hù)是企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)的保證，若因設(shè)備維護(hù)不夠及時(shí)而導(dǎo)致的設(shè)備重大故障，導(dǎo)致停機(jī)停產(chǎn)將使企業(yè)效益大大下降；設(shè)備維護(hù)是企業(yè)安全生產(chǎn)的保障，不正確、不及時(shí)的維護(hù)往往是設(shè)備事故的誘因。

目前關(guān)于大型機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)與維修，仍然停留在單個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況監(jiān)測，檢測到設(shè)備故障后進(jìn)行維修。建立一套新的港口檢測維修系統(tǒng)，縮短設(shè)備的維修周期，減少額外經(jīng)濟(jì)開銷，顯得十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

設(shè)計(jì)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層；所述感知層包括安裝機(jī)械設(shè)備上用于實(shí)時(shí)收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器；所述網(wǎng)絡(luò)層獲取感知層的數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綉?yīng)用層；所述應(yīng)用層根據(jù)設(shè)備類型及其運(yùn)行參數(shù)采用對應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分布式并行處理數(shù)據(jù)，將運(yùn)算結(jié)果與正常期望值對比，判斷設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)是否存在異常，采用故障診斷模塊預(yù)測設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)間。

在上述技術(shù)方案中，所述傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器和聲音傳感器。

在上述技術(shù)方案中，所述網(wǎng)絡(luò)層包括私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線通訊網(wǎng)和無線通訊網(wǎng)。

在上述技術(shù)方案中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括正態(tài)分布模型、一次函數(shù)模型。

實(shí)施本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)，具有以下有益效果：

本發(fā)明通過在港口機(jī)械設(shè)備上安裝各種類型傳感器，如溫度傳感器、振動傳感器、聲音傳感器等，來收集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，通過無線傳感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳輸，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分布式并行處理數(shù)據(jù)，達(dá)到對機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、診斷、預(yù)警的目的。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明選擇和安裝傳感器的調(diào)試流程示意圖；

圖3是本發(fā)明中應(yīng)用層程序開發(fā)的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型處理設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和識別蠕變故障的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。

感知層包括多個(gè)傳感器，其中傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器和聲音傳感器。溫度傳感器、振動傳感器和聲音傳感器安裝機(jī)械設(shè)備上，用于實(shí)時(shí)收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，如溫度、滑油度、電壓、電流、應(yīng)力、應(yīng)變、振動等設(shè)備參數(shù)，收集數(shù)據(jù)一般是在設(shè)備發(fā)生故障之前，這樣可以知道可能將要發(fā)生故障的設(shè)備，從而合理地調(diào)整保養(yǎng)及維修的時(shí)間，適當(dāng)?shù)丶信c改變維修周期，提高維修人員的工作效率，減少人工成本。本發(fā)明適用于港口機(jī)械設(shè)備，包括岸吊、起重機(jī)、龍門吊、抓斗、輸送帶、傳送管、卷揚(yáng)機(jī)、牽引機(jī)。

網(wǎng)絡(luò)層獲取感知層的數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綉?yīng)用層進(jìn)行故障分析診斷，其中網(wǎng)絡(luò)層包括私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線通訊網(wǎng)和無線通訊網(wǎng)。

為便于管理數(shù)據(jù)，傳感器每隔5秒采集一次數(shù)據(jù)。如果5分鐘內(nèi)采集的數(shù)據(jù)不出現(xiàn)異常(在正常的范圍內(nèi))，則把這5分鐘內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行求平均值，把平均值作為這5分鐘的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。如果出現(xiàn)異常，則把出現(xiàn)異常的詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄下來，額外寫入另一張異常數(shù)據(jù)表中，方便查閱。為保證數(shù)據(jù)完整。先把數(shù)據(jù)放在本地，每個(gè)1個(gè)小時(shí)進(jìn)行整體上傳操作，如遇到網(wǎng)絡(luò)不好的情況上傳失敗則對停止上傳并進(jìn)行滾回操作，等待上傳條件達(dá)成了繼續(xù)進(jìn)行上傳。

應(yīng)用層根據(jù)設(shè)備類型及其運(yùn)行參數(shù)采用對應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分布式并行處理數(shù)據(jù)，將運(yùn)算結(jié)果與正常期望值對比，判斷設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)是否存在異常，并預(yù)測設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)間。

對于不同的設(shè)備，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)將結(jié)合設(shè)備本身的運(yùn)行參數(shù)，設(shè)定不同的概率參數(shù)及函數(shù)方程，適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，如針對振動類參數(shù)，主要采用正態(tài)分布模型，而針對均勻變化的參數(shù)，則采用一次函數(shù)型模型。總體來看，整個(gè)先期預(yù)測及維護(hù)機(jī)制的確定將幫助我們的總體設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)與行為對接起來，有效提高設(shè)備維修的速度。

機(jī)械故障診斷是一種了解和掌握機(jī)器在運(yùn)行過程的狀態(tài)，確定其整體或局部正?；虍惓?，早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因，并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢的技術(shù)。油液監(jiān)測、振動監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、性能趨勢分析和無損探傷等為其主要的診斷技術(shù)方式。由于港口流動機(jī)械在港口運(yùn)行時(shí)常受到水蒸氣中含鹽量造成的材料腐蝕、機(jī)器容易發(fā)生過載，操作不當(dāng)狀況頻發(fā)，港口的噪聲環(huán)境復(fù)雜，基于港口環(huán)境的復(fù)雜性，因此本發(fā)明將采用機(jī)器性能參數(shù)測定法對設(shè)備進(jìn)行故障分析。

圖1是本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的大型機(jī)械設(shè)備故障自動檢測系統(tǒng)的流程示意圖。本發(fā)明在港口機(jī)械設(shè)備上安裝適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲衅?、振動傳感器、聲音傳感器、壓力傳感器等。各個(gè)傳感器可在正常情況下實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的信息，安全可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層，然后根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類匯總。應(yīng)用層通過對幅值、頻域、特征分析來預(yù)知、確定故障。

圖2是本發(fā)明選擇和安裝傳感器的調(diào)試流程示意圖，圖3是本發(fā)明中應(yīng)用層程序開發(fā)的流程示意圖。根據(jù)港口機(jī)械設(shè)備的需要選擇合適的傳感器融合無線傳感技術(shù)對所采集的信息進(jìn)行傳輸通過應(yīng)用層對故障進(jìn)行診斷。

圖4是本發(fā)明采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型處理設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和識別蠕變故障的示意圖。本發(fā)明通過傳感器獲取設(shè)備運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)(溫度、滑油度、電壓、電流、應(yīng)力、應(yīng)變、振動)，結(jié)合設(shè)備本身的運(yùn)行參數(shù)，設(shè)定不同的概率參數(shù)及函數(shù)方程，采用適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來處理的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)早期識別蠕變故障，通過設(shè)定臨界值，系統(tǒng)在絕對限制到達(dá)之前很早時(shí)候就可以指示出可能的故障。這樣能夠有效地提高設(shè)備維修速度和維修效率，推進(jìn)港口機(jī)械管理的現(xiàn)代化進(jìn)程，在很大程度上能減輕檢修人員的工作負(fù)擔(dān)，并且能大大縮減設(shè)備維修的周期，節(jié)省維修資金。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。