CN101850934A - 起重机信息管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机信息管理系统，包括起重机操作系统、数据记录系统、故障监测系统和设备管理系统；还包括部件寿命监测系统和故障诊断分析系统；部件寿命监测系统通过传感元件对起重机重要元器件进行实时记录部件已运行的时间，及部件所处相关环境和运行情况进行监测，即对起重机中的接触器、制动器、电机、变频器和调压器进行上述事项的监测，通过已知上述元件的使用寿命同上述监测结果进行差值运算后获取上述元件的剩余使用寿命；所述故障诊断分析系统用于对现场人员输入的事件自动从数据库中调取事件对应的专家意见，通过显示装置显示给现场人员。该系统具有逻辑控制性能强，可靠度高及良好的兼容性和通用性，适于在起重设备中广泛推广。

Description

起重机信息管理系统

技术领域

本发明涉及一种起重机信息管理系统，尤其涉及冶金铸造式起重机，单、双梁桥式起重机，港口起重设备，堆场堆取料设备等重型起重机械的监控、保护、设备管理、故障判断、轨迹跟踪及记录的管理系统。

背景技术

现行对起重机设备进行逻辑控制的专业产品很少，现场大多使用PLC进行编程、使用。PLC产品对环境要求较高，不能在高粉尘等恶劣环境中使用，而且程序控制逻辑简单，且多为现场工程师自行编程设计，通用性不高，程序好坏依赖于工程师的经验，造成逻辑控制性能参差不齐，有些地方甚至无法满足现场要求。尤其当起重设备中的零部件老化到了使用寿命后，其随时都会有故障出现，而这种故障往往都是非常致命的，所以一般起重机设备运行一定时间都要进行检修，在检修过程中往往工程师根据经验进行零部件的更换，由于是经验就存在着误差，会出现该更换的没有更换，不该更换的更换掉了；并且在系统出现故障后，也是需要工程师根据经验进行排查，如果现场没有非常有经验的工程师，故障修理是一件非常费时费力的工作。所以一种新型的起重机信息管理系统急需被研制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种可对重型起重机械的监控、保护、设备管理、故障判断、轨迹跟踪及记录的管理系统。本发明采用的技术手段如下：

一种起重机信息管理系统，包括起重机操作系统、数据记录系统、故障监测系统和设备管理系统；其特征在于还包括部件寿命监测系统和故障诊断分析系统；所述部件寿命监测系统通过传感元件对起重机重要元器件进行实时记录部件已运行的时间，及部件所处相关环境和运行情况进行监测，即对起重机中的接触器、制动器、电机、变频器和调压器进行上述事项的监测，通过已知上述元件的使用寿命同上述监测结果进行差值运算后获取上述元件的剩余使用寿命；所述故障诊断分析系统用于对现场人员输入的事件自动从数据库中调取事件对应的专家意见，通过显示装置显示给现场人员。

所述故障诊断分析系统中的专家数据库能够进行修正，即当现场人员根据专家意见没有获取解决方案，通过自行排查解决问题并获取新的解决方案，设计人可以通过更改权限确认后，将该方案输入到该事件的专家解决意见中并存入专家库中，以备以后应用。

所述电机寿命的监测按如下方法进行：首先根据电机绝缘材料部分发热每超出额定温度7摄氏度，寿命将减半对电机发热情况进行电机损耗寿命预估计；其次电机运行时启动电流，减速电流所占电机运行时间比例进一步进行电机绕组寿命计算；另外监测电机实时运行电流，根据电流运行平衡度进行电机转子寿命计算监测；最后根据电机运行环境温度结合上述三种形式电机寿命的损耗总体得出电机预计剩余寿命。

该起重机信息管理系统同现有技术相比其优点是显而易见的，具体为逻辑控制性能强，可靠度高，通用性好。并且其集成监控、分析、诊断和显示于一身的专家系统，能够大大提高了起重机维护效率。该系统独特的起重机重要设备的工作强度记录与分析功能，能够对现场工作强度大，动作频繁，且作用相对重要的驱动设备(如调压装置、变频器等)、元器件(如方向接触器、制动接触器等)以及损耗机构(如电机、减速机等)进行全寿命的监测与记录，并可根据预设的预警次数或时间条件进行预警，这样能够最大幅度提高起重机的安全度，对于安检人员进行安检时也能够具有指导作用。另外，该系统具有良好的兼容性和通用性，对于现有技术的改造成本非常的低，适于在冶金铸造式起重机，单、双梁桥式起重机，港口起重设备，堆场堆取料设备等重型起重机械中广泛推广。

附图说明

本发明只有一幅附图：

图1为本发明所述系统构架框图。

具体实施方式

如图1所示该起重机信息管理系统是基于PLC(Programmable LogicController)与工业计算机(IPC)及计算机网络的计算机系统，是集起重机操作、数据记录、故障监测、专家诊断、设备管理于一身的计算机网络管理系统。通过对现场起重机设备运行过程中的操作过程、生产故障、工作状态、设备运行等数据进行有效的、统一的数据采集和管理，同时进行分析并提出专家意见。该管理系统，对现场起重机生产运行状态进行实时监控，对大量的生产信息进行统一的编辑和分析，进而提供有效的故障帮助系统和设备维护管理功能。通过对现场的生产数据进行系统的、统一的分析，从而使码头、堆场、冶金等各种工业现场的操作人员能够对起重机的维护、生产高效准确地做出决策，能够有效地提高生产效率和起重机的利用率。另外，其毫秒级的数据采集周期，使起重机的工作状态，各种参数的动态值及曲线都能够实时显示在操作者面前。任何一个重要元器件的开关状态和工作强度及累计寿命，都可以在系统中得到显示并可查询。根据现场情况，采用光纤网络和无线网络两种通讯方式，可以进行灵活的网络(高速和宽频的局域网技术，使对起重机这样的移动设备进行监控成为可能)。该系统采用开放的协议方式，可以支持多种PLC、驱动装置、多种板卡或其他硬件设备；支持动态数据交换方式(DDE)的设备驱动程序和符合OPC标准的驱动程序。

本发明最具特点的地方在于：

该起重机信息管理系统，具有部件寿命监测功能，针对起重机重要元器件：接触器，制动器，电机，变频器和调压器进行监测。其可以实时记录部件已运行的时间，并根据部件所处相关环境和运行情况进行计算，给出部件剩余使用寿命。其中接触器和制动器同计数器对其启动和关闭的次数进行记录，通过同其额定使用次数进行比对获取剩余使用寿命。变频器和调压器虽然处于现场环境，但是由于其不是直接动作部件，所以一般都采用相应的保护措施，相对受环境的影响不大，可以采用时间积累计算方法来计算其使用了多长时间，根据产品使用寿命，可计算出其还剩余时间。特殊的在于电机使用寿命的监测具体方法如下：由于电机发热曲线遵循指数曲线形式，且电机绝缘材料部分发热每超出额定温度7摄氏度时，寿命将减半，因此根据电机发热情况进行电机剩余寿命预估计；同时结合电机运行时启动电流，减速电流所占电机运行时间比例进一步进行电机绕组寿命计算；同时监测电机实时运行电流，根据电流运行平衡度进行电机转子寿命计算监测；最后再根据电机运行环境温度结合上述三种形式总体得出电机预计剩余寿命。

还具有故障诊断分析系统，用于对现场人员输入的事件自动从数据库中调取事件对应的专家意见，通过显示装置显示给现场人员。专家对发生事件给出的可能故障点意见存储在数据库中，当发生事件后，现场人员将发生的事件输入到系统中，系统根据输入的事件自动从数据库中调取事件相应的专家意见，这样现场人员就可以根据专家意见进行逐一排查，直至解决问题。另外，该故障诊断分析系统还具有输入端，当现场人员根据专家意见没有获取解决方案，通过自行排查解决问题，可以将自身的解决方案，通过更改权限确认后，将该方案输入到该事件的专家解决意见中并存入专家库中，已被以后应用；还可自动从数据库中调用故障时刻前后一定时间的数据(各种开关量，模拟量，驱动设备实时状态)进行综合分析，给出故障可能原因及相关处理意见。例如：起重机发生溜钩故障：系统自动调用相关数据进行分析，分析结果发现溜钩时刻司机指令给定为零位，电机无力矩输出，电机转速超速，制动器已经抱闸。综合结论给出制动器失灵可能性最大，建议检查制动器相关参数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种起重机信息管理系统，包括起重机操作系统、数据记录系统、故障监测系统和设备管理系统；其特征在于还包括部件寿命监测系统和故障诊断分析系统；所述部件寿命监测系统通过传感元件对起重机重要元器件进行实时记录部件已运行的时间，及部件所处相关环境和运行情况进行监测，即对起重机中的接触器、制动器、电机、变频器和调压器进行上述事项的监测，通过已知上述元件的使用寿命同上述监测结果进行差值运算后获取上述元件的剩余使用寿命；所述故障诊断分析系统用于对现场人员输入的事件自动从数据库中调取事件对应的专家意见，通过显示装置显示给现场人员。

2.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于所述故障诊断分析系统中的专家数据库能够进行修正，即当现场人员根据专家意见没有获取解决方案，通过自行排查解决问题并获取新的解决方案，设计人可以通过更改权限确认后，将该方案输入到该事件的专家解决意见中并存入专家库中，以备以后应用。

3.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于所述电机寿命的监测按如下方法进行：首先根据电机绝缘材料部分发热每超出额定温度7摄氏度，寿命将减半对电机发热情况进行电机损耗寿命预估计；其次电机运行时启动电流，减速电流所占电机运行时间比例进一步进行电机绕组寿命计算；另外监测电机实时运行电流，根据电流运行平衡度进行电机转子寿命计算监测；最后根据电机运行环境温度结合上述三种形式电机寿命的损耗总体得出电机预计剩余寿命。

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