CN105967066A - 一种用于海洋平台起重机的预警控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海洋平台起重机的预警控制系统，包括触摸屏、可编程控制器、输入元器件、输出元器件、上位机和无线模块,触摸屏和无线模块分别与可编程控制器相连，输入元器件和输出元器件分别与可编程控制器的输入端和输出端电连接；上位机安装有组态软件，软件系统中设有数据管理模块、寿命评估模块、故障预警模块、日志管理模块、实时监控模块和设置管理模块，上位机通过无线网络读取可编程控制器的数据，进行储存及分析处理后，显示数据信息及处理结果。本发明可降低起重机操作难度和维护成本，提升工作效率，能够提前规避操作风险和安全隐患。在恶劣环境下，也能安全有效的控制起重机完成规定工作任务。

Description

一种用于海洋平台起重机的预警控制系统

技术领域

本发明涉及海洋平台起重机技术领域，尤其是一种海洋平台用起重机控制系统。

背景技术

平台起重机是海洋石油平台的重要特种设备，承担平台运行所需的所有人员、工具、物资交换任务。作为重型工业设备，其造价高昂；作为人员、物资交换特种设备，其安全性倍受关注。

目前，平台起重机在使用过程中，主要是依靠操作人员的个人视觉、听觉等感官来判断起重机的运行情况，经常会出现超载运行，货物碰撞平台或者其它设备的现象。并且由于海洋平台工作环境十分恶劣，起重机的使用频率高、服役时间长、海水腐蚀、暴风雪等极端气候都会对起重机的寿命产生影响。因此，为了减少事故发生，确保安全生产，需要定期对平台起重机进行维护保养。

现有对起重机的检测维护主要包括腐蚀修复、探伤、润滑、动力系统检测等，该项工作主要由专业技术人员人工进行，维保人员轻微的疏忽有可能埋下重大的安全隐患；尤其是对于老龄化的起重机，维修保养的难度及频率更高，这对操作者的经验、能力和责任心提出非常高的要求。

使用时，一旦平台起重机出现故障，只能由专业人员进行检修，再故障排除期间，生产所需的物资甚至生活用品将无法正常供给，严重影响平台上的生产活动及工作效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种用于海洋平台起重机的预警控制系统，该控制系统能对起重机进行运行控制、运行状态在线监测、寿命评估和故障诊断，有效降低操作人员的操作难度及工作强度，提升工作效率，及时的进行故障预警，减少危险事故发生率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于海洋平台起重机的预警控制系统，其特征在于：包括触摸屏、可编程控制器、输入元器件、输出元器件、上位机和无线模块,触摸屏和无线模块分别与可编程控制器相连，输入元器件和输出元器件分别与可编程控制器的输入端和输出端电连接。

所述输入元器件包括控制按钮、活动部件限位传感器、主钩拉力传感器、副钩拉力传感器、变幅角度传感器、风速传感器、回转角度传感器、检测起重机各部件液压系统进出口压力的压力传感器、液压系统流量传感器、液压油温度传感器、液压油液位传感器、防倾覆陀螺仪、马达电流传感器、马达电压传感器和应力光纤传感器。

所述输出元器件包括电机启动继电器、电机停止继电器、活动部件继电器、气喇叭继电器、电机加热继电器、冷却风扇继电器、声光报警器、限位指示灯、负载报警灯、主电机停止灯、主电机运行灯、液压油温高灯、液压油位低灯、液压油位高灯、滤器堵塞指示灯、液压系统压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯。

上位机安装有组态软件，软件系统中设有数据管理模块、寿命评估模块、故障预警模块、日志管理模块、实时监控模块和设置管理模块，上位机通过无线网络读取可编程控制器的数据，进行储存及分析处理后，显示数据信息及处理结果。

进一步地，所述控制按钮包括电机启动按钮、电机停止按钮、急停按钮、超越按钮、液压油加热旋钮、箱灯测试按钮、消音按钮；所述活动部件限位传感器包括主勾上升限位传感器、主勾下降限位传感器、副勾上升限位传感器、副勾下降限位传感器、变幅上升限位传感器、副勾下降限位传感器；所述活动部件继电器包括变幅上升继电器、变幅下降继电器、主钩上升继电器、主钩下降继电器、副钩上升继电器、副钩下降继电器；所述限位指示灯包括主钩上限灯、主钩下降灯、副钩上限灯、副钩下降灯、变幅上限灯、变幅下限灯。

进一步地，所述触摸屏上设有与所述操作按钮相对应的触摸按键和起重机状态信息的显示区。

进一步地，所述触摸屏和可编程控制器、可编程控制器和无线模块之间通过Profibus总线通信。所述上位机为工控机，所述组态软件为WinCC组态软件。

本发明的有益效果是：采用上述预警控制系统，可降低起重机操作难度和维护成本，提升工作效率，能够提前规避操作风险和安全隐患。在雨、雪等恶劣气候条件以及夜间光线较差的环境下，操作者不需要再凭借感官去规避操作风险，通过观察驾驶室内的触摸屏及警示信息，就可以安全有效的控制起重机完成规定工作任务。

本发明可以控制柜可以控制吊车的所有功能；通过传感器进行数据采集；相关状态量的实时显示；读取上位机设定的阈值；超出阈值警报并启动相关安全措施。具体是通过系统集成的风速、温度等传感器感知环境状况，通过吊重、角度、位移、加速度、应力/应变等传感器感知吊机的姿态和安全性，通过压力、流量、液位、电流、电压等传感器感知控制系统的状态。同时系统软件根据吊机薄弱环节的受力情况及历史使用记录可以评估吊机的剩余寿命，根据故障数据库进行故障诊断，寻找故障位置和解决方案。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的原理方框示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种用于海洋平台起重机的预警控制系统，包括、触摸屏1、可编程控制器2、输入元器件3、输出元器件4、上位机5和无线模块6。其中，触摸屏1和无线模块6分别与可编程控制器2相连，输入元器件3和输出元器件4分别与可编程控制器2的输入端和输出端电连接。

所述输入元器件3包括控制按钮、活动部件限位传感器、主钩拉力传感器、副钩拉力传感器、变幅角度传感器、风速传感器、回转角度传感器、检测起重机各部件液压系统进出口压力的压力传感器、液压系统流量传感器、液压油温度传感器、液压油液位传感器、防倾覆陀螺仪、马达电流传感器、马达电压传感器和应力光纤传感器。使用时，所有的传感器依照各自的功能安装在起重机的对应部位上，控制按钮安装在控制室内。

所述输出元器件4包括电机启动继电器、电机停止继电器、活动部件继电器、气喇叭继电器、电机加热继电器、冷却风扇继电器、声光报警器、限位指示灯、负载报警灯、主电机停止灯、主电机运行灯、液压油温高灯、液压油位低灯、液压油位高灯、滤器堵塞指示灯、液压系统压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯。使用时，所有的继电器安装在起重机的控制柜中，所有指示灯安装在起重机的控制室中。

上位机5安装有组态软件，软件系统中设有数据管理模块、寿命评估模块、故障预警模块、日志管理模块、实时监控模块和设置管理模块，上位机通过无线网络读取可编程控制器获得的传感器采集到的起重机的相应状态数据数据，进行储存及分析处理后，显示数据信息及处理结果。具体的处理是，数据管理模块读取到起重机的相应状态数据，并储存在软件系统的数据库中进行数据处理；寿命评估模块、故障预警模块可以依据采集到的数据，与数据库中的数据模型进行对比，做出寿命评估报告和故障预警报告，并启动相关安全措施。寿命评估报告和故障预警报告能够给维护人员进行参考，尽早做好相应的维护，能够提高安全系数及延长起重机的使用寿命。实时监控模块能够在上位机实时监控起重机的各方面状态信息，也可以根据情况进行干预。通过设置管理模块，能够对系统进行设置，包括数据模型中的数据阀值的设置。

进一步地，上述控制按钮包括电机启动按钮、电机停止按钮、急停按钮、超越按钮、液压油加热旋钮、箱灯测试按钮、消音按钮。

上述活动部件限位传感器包括主勾上升限位传感器、主勾下降限位传感器、副勾上升限位传感器、副勾下降限位传感器、变幅上升限位传感器、副勾下降限位传感器。

上述活动部件继电器包括变幅上升继电器、变幅下降继电器、主钩上升继电器、主钩下降继电器、副钩上升继电器、副钩下降继电器。

上述限位指示灯包括主钩上限灯、主钩下降灯、副钩上限灯、副钩下降灯、变幅上限灯、变幅下限灯。

进一步地，在上述触摸屏1上设有与所述操作按钮相对应的触摸按键；如此设计，能够在触摸屏1上也进行控制操作，能够在控制按钮损坏时进行操作，避免因一个控制按钮的损坏而停止工作，有利于保证生产的延续性。在触摸屏界面上还设有起重机状态信息的显示区，能够对应实时显示可编程控制器通过各传感器采集到的起重机的状态信息。

本实施例中，上述触摸屏1和可编程控制器2、可编程控制器2和无线模块6之间通过Profibus总线通信。所述上位机5为工控机，组态软件采用WinCC组态软件，能够与可编程控制器、触摸屏进行组态连接。软件系统中，以数据库模块为核心，通过无线模块读取可编程控制器中采集到的数据并储存，系统则根据获取的信息进行分析处理，而软件系统具有的数据管理模块、寿命评估模块、故障预警模块、日志管理模块、实时监控模块、设置管理模块等，可以满足工程人员的使用需求。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种用于海洋平台起重机的预警控制系统，其特征在于：包括触摸屏、可编程控制器、输入元器件、输出元器件、上位机和无线模块,触摸屏和无线模块分别与可编程控制器相连，输入元器件和输出元器件分别与可编程控制器的输入端和输出端电连接；

所述输入元器件包括控制按钮、活动部件限位传感器、主钩拉力传感器、副钩拉力传感器、变幅角度传感器、风速传感器、回转角度传感器、检测起重机各部件液压系统进出口压力的压力传感器、液压系统流量传感器、液压油温度传感器、液压油液位传感器、防倾覆陀螺仪、马达电流传感器、马达电压传感器和应力光纤传感器；

所述输出元器件包括电机启动继电器、电机停止继电器、活动部件继电器、气喇叭继电器、电机加热继电器、冷却风扇继电器、声光报警器、限位指示灯、负载报警灯、主电机停止灯、主电机运行灯、液压油温高灯、液压油位低灯、液压油位高灯、滤器堵塞指示灯、液压系统压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯；

上位机安装有组态软件，软件系统中设有数据管理模块、寿命评估模块、故障预警模块、日志管理模块、实时监控模块和设置管理模块，上位机通过无线网络读取可编程控制器的数据，进行储存及分析处理后，显示数据信息及处理结果。

2.根据权利要求1所述的用于海洋平台起重机的预警控制系统，其特征在于:所述控制按钮包括电机启动按钮、电机停止按钮、急停按钮、超越按钮、液压油加热旋钮、箱灯测试按钮、消音按钮；

所述活动部件限位传感器包括主勾上升限位传感器、主勾下降限位传感器、副勾上升限位传感器、副勾下降限位传感器、变幅上升限位传感器、副勾下降限位传感器；

所述活动部件继电器包括变幅上升继电器、变幅下降继电器、主钩上升继电器、主钩下降继电器、副钩上升继电器、副钩下降继电器；

所述限位指示灯包括主钩上限灯、主钩下降灯、副钩上限灯、副钩下降灯、变幅上限灯、变幅下限灯。

3.根据权利要求1所述的用于海洋平台起重机的预警控制系统，其特征在于：所述触摸屏上设有与所述操作按钮相对应的触摸按键和起重机状态信息的显示区。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的用于海洋平台起重机的预警控制系统，其特征在于：所述触摸屏和可编程控制器、可编程控制器和无线模块之间通过Profibus总线通信。

5.根据权利要求3所述的用于海洋平台起重机的预警控制系统，其特征在于：所述上位机为工控机，所述组态软件为WinCC组态软件。