起重機信息管理系統的製作方法

2023-09-19 16:46:45 2

專利名稱：起重機信息管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種起重機信息管理系統，尤其涉及冶金鑄造式起重機，單、雙梁橋式 起重機，港口起重設備，堆場堆取料設備等重型起重機械的監控、保護、設備管理、故障判 斷、軌跡跟蹤及記錄的管理系統。
背景技術：
現行對起重機設備進行邏輯控制的專業產品很少，現場大多使用PLC進行編程、 使用。PLC產品對環境要求較高，不能在高粉塵等惡劣環境中使用，而且程序控制邏輯簡單， 且多為現場工程師自行編程設計，通用性不高，程序好壞依賴於工程師的經驗，造成邏輯控 制性能參差不齊，有些地方甚至無法滿足現場要求。尤其當起重設備中的零部件老化到了 使用壽命後，其隨時都會有故障出現，而這種故障往往都是非常致命的，所以一般起重機設 備運行一定時間都要進行檢修，在檢修過程中往往工程師根據經驗進行零部件的更換，由 於是經驗就存在著誤差，會出現該更換的沒有更換，不該更換的更換掉了 ；並且在系統出現 故障後，也是需要工程師根據經驗進行排查，如果現場沒有非常有經驗的工程師，故障修理 是一件非常費時費力的工作。所以一種新型的起重機信息管理系統急需被研製。

發明內容
本發明針對以上問題的提出，而研製一種可對重型起重機械的監控、保護、設備管 理、故障判斷、軌跡跟蹤及記錄的管理系統。本發明採用的技術手段如下一種起重機信息管理系統，包括起重機作業系統、數據記錄系統、故障監測系統和 設備管理系統；其特徵在於還包括部件壽命監測系統和故障診斷分析系統；所述部件壽命 監測系統通過傳感元件對起重機重要元器件進行實時記錄部件已運行的時間，及部件所處 相關環境和運行情況進行監測，即對起重機中的接觸器、制動器、電機、變頻器和調壓器進 行上述事項的監測，通過已知上述元件的使用壽命同上述監測結果進行差值運算後獲取上 述元件的剩餘使用壽命；所述故障診斷分析系統用於對現場人員輸入的事件自動從資料庫 中調取事件對應的專家意見，通過顯示裝置顯示給現場人員。所述故障診斷分析系統中的專家資料庫能夠進行修正，即當現場人員根據專家意 見沒有獲取解決方案，通過自行排查解決問題並獲取新的解決方案，設計人可以通過更改 權限確認後，將該方案輸入到該事件的專家解決意見中並存入專家庫中，以備以後應用。所述電機壽命的監測按如下方法進行首先根據電機絕緣材料部分發熱每超出額 定溫度7攝氏度，壽命將減半對電機發熱情況進行電機損耗壽命預估計；其次電機運行時 啟動電流，減速電流所佔電機運行時間比例進一步進行電機繞組壽命計算；另外監測電機 實時運行電流，根據電流運行平衡度進行電機轉子壽命計算監測；最後根據電機運行環境 溫度結合上述三種形式電機壽命的損耗總體得出電機預計剩餘壽命。該起重機信息管理系統同現有技術相比其優點是顯而易見的，具體為邏輯控制性 能強，可靠度高，通用性好。並且其集成監控、分析、診斷和顯示於一身的專家系統，能夠大大提高了起重機維護效率。該系統獨特的起重機重要設備的工作強度記錄與分析功能，能 夠對現場工作強度大，動作頻繁，且作用相對重要的驅動設備(如調壓裝置、變頻器等)、元 器件(如方向接觸器、制動接觸器等)以及損耗機構(如電機、減速機等)進行全壽命的監 測與記錄，並可根據預設的預警次數或時間條件進行預警，這樣能夠最大幅度提高起重機 的安全度，對於安檢人員進行安檢時也能夠具有指導作用。另外，該系統具有良好的兼容性 和通用性，對於現有技術的改造成本非常的低，適於在冶金鑄造式起重機，單、雙梁橋式起 重機，港口起重設備，堆場堆取料設備等重型起重機械中廣泛推廣。


本發明只有一幅附圖圖1為本發明所述系統構架框圖。
具體實施例方式如圖1所示該起重機信息管理系統是基於PLC (Programmable LogicController) 與工業計算機(IPC)及計算機網絡的計算機系統，是集起重機操作、數據記錄、故障監測、 專家診斷、設備管理於一身的計算機網絡管理系統。通過對現場起重機設備運行過程中的 操作過程、生產故障、工作狀態、設備運行等數據進行有效的、統一的數據採集和管理，同時 進行分析並提出專家意見。該管理系統，對現場起重機生產運行狀態進行實時監控，對大量 的生產信息進行統一的編輯和分析，進而提供有效的故障幫助系統和設備維護管理功能。 通過對現場的生產數據進行系統的、統一的分析，從而使碼頭、堆場、冶金等各種工業現場 的操作人員能夠對起重機的維護、生產高效準確地做出決策，能夠有效地提高生產效率和 起重機的利用率。另外，其毫秒級的數據採集周期，使起重機的工作狀態，各種參數的動態 值及曲線都能夠實時顯示在操作者面前。任何一個重要元器件的開關狀態和工作強度及累 計壽命，都可以在系統中得到顯示並可查詢。根據現場情況，採用光纖網絡和無線網絡兩種 通訊方式，可以進行靈活的網絡(高速和寬頻的區域網技術，使對起重機這樣的行動裝置 進行監控成為可能)。該系統採用開放的協議方式，可以支持多種PLC、驅動裝置、多種板卡 或其他硬體設備；支持動態數據交換方式(DDE)的設備驅動程序和符合OPC標準的驅動程 序。本發明最具特點的地方在於該起重機信息管理系統，具有部件壽命監測功能，針對起重機重要元器件接觸 器，制動器，電機，變頻器和調壓器進行監測。其可以實時記錄部件已運行的時間，並根據 部件所處相關環境和運行情況進行計算，給出部件剩餘使用壽命。其中接觸器和制動器同 計數器對其啟動和關閉的次數進行記錄，通過同其額定使用次數進行比對獲取剩餘使用壽 命。變頻器和調壓器雖然處於現場環境，但是由於其不是直接動作部件，所以一般都採用相 應的保護措施，相對受環境的影響不大，可以採用時間積累計算方法來計算其使用了多長 時間，根據產品使用壽命，可計算出其還剩餘時間。特殊的在於電機使用壽命的監測具體方 法如下由於電機發熱曲線遵循指數曲線形式，且電機絕緣材料部分發熱每超出額定溫度 7攝氏度時，壽命將減半，因此根據電機發熱情況進行電機剩餘壽命預估計；同時結合電機 運行時啟動電流，減速電流所佔電機運行時間比例進一步進行電機繞組壽命計算；同時監測電機實時運行電流，根據電流運行平衡度進行電機轉子壽命計算監測；最後再根據電機 運行環境溫度結合上述三種形式總體得出電機預計剩餘壽命。還具有故障診斷分析系統，用於對現場人員輸入的事件自動從資料庫中調取事件 對應的專家意見，通過顯示裝置顯示給現場人員。專家對發生事件給出的可能故障點意見 存儲在資料庫中，當發生事件後，現場人員將發生的事件輸入到系統中，系統根據輸入的事 件自動從資料庫中調取事件相應的專家意見，這樣現場人員就可以根據專家意見進行逐一 排查，直至解決問題。另外，該故障診斷分析系統還具有輸入端，當現場人員根據專家意見 沒有獲取解決方案，通過自行排查解決問題，可以將自身的解決方案，通過更改權限確認 後，將該方案輸入到該事件的專家解決意見中並存入專家庫中，已被以後應用；還可自動從 資料庫中調用故障時刻前後一定時間的數據(各種開關量，模擬量，驅動設備實時狀態)進 行綜合分析，給出故障可能原因及相關處理意見。例如起重機發生溜鉤故障系統自動調 用相關數據進行分析，分析結果發現溜鉤時刻司機指令給定為零位，電機無力矩輸出，電機 轉速超速，制動器已經抱間。綜合結論給出制動器失靈可能性最大，建議檢查制動器相關參 數。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種起重機信息管理系統，包括起重機作業系統、數據記錄系統、故障監測系統和設備管理系統；其特徵在於還包括部件壽命監測系統和故障診斷分析系統；所述部件壽命監測系統通過傳感元件對起重機重要元器件進行實時記錄部件已運行的時間，及部件所處相關環境和運行情況進行監測，即對起重機中的接觸器、制動器、電機、變頻器和調壓器進行上述事項的監測，通過已知上述元件的使用壽命同上述監測結果進行差值運算後獲取上述元件的剩餘使用壽命；所述故障診斷分析系統用於對現場人員輸入的事件自動從資料庫中調取事件對應的專家意見，通過顯示裝置顯示給現場人員。
2.根據權利要求1所述的管理系統，其特徵在於所述故障診斷分析系統中的專家數據 庫能夠進行修正，即當現場人員根據專家意見沒有獲取解決方案，通過自行排查解決問題 並獲取新的解決方案，設計人可以通過更改權限確認後，將該方案輸入到該事件的專家解 決意見中並存入專家庫中，以備以後應用。
3.根據權利要求1所述的管理系統，其特徵在於所述電機壽命的監測按如下方法進 行首先根據電機絕緣材料部分發熱每超出額定溫度7攝氏度，壽命將減半對電機發熱情 況進行電機損耗壽命預估計；其次電機運行時啟動電流，減速電流所佔電機運行時間比例 進一步進行電機繞組壽命計算；另外監測電機實時運行電流，根據電流運行平衡度進行電 機轉子壽命計算監測；最後根據電機運行環境溫度結合上述三種形式電機壽命的損耗總體 得出電機預計剩餘壽命。
全文摘要
本發明公開了一種起重機信息管理系統，包括起重機作業系統、數據記錄系統、故障監測系統和設備管理系統；還包括部件壽命監測系統和故障診斷分析系統；部件壽命監測系統通過傳感元件對起重機重要元器件進行實時記錄部件已運行的時間，及部件所處相關環境和運行情況進行監測，即對起重機中的接觸器、制動器、電機、變頻器和調壓器進行上述事項的監測，通過已知上述元件的使用壽命同上述監測結果進行差值運算後獲取上述元件的剩餘使用壽命；所述故障診斷分析系統用於對現場人員輸入的事件自動從資料庫中調取事件對應的專家意見，通過顯示裝置顯示給現場人員。該系統具有邏輯控制性能強，可靠度高及良好的兼容性和通用性，適於在起重設備中廣泛推廣。
文檔編號B66C13/18GK101850934SQ20101019297
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月31日 優先權日2010年5月31日
發明者滕波 申請人:大連美恆時代科技有限公司