CN107399672A - 起重机健康监控系统及方法 - Google Patents

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CN107399672A CN201710813520.8A CN201710813520A CN107399672A CN 107399672 A CN107399672 A CN 107399672A CN 201710813520 A CN201710813520 A CN 201710813520A CN 107399672 A CN107399672 A CN 107399672A
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China
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于波
闫泽涛
刘瑞涛
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SHENZHEN AEROSPACE INNOTECH CO Ltd
Shenzhen Academy of Aerospace Technology
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SHENZHEN AEROSPACE INNOTECH CO Ltd
Shenzhen Academy of Aerospace Technology
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Abstract

本发明提供一种起重机健康监控系统及方法，其中，系统包括，传感器子系统，用于采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；数据采集与处理子系统，用于获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；数据传输子系统，用于对预处理后的数据进行实时传输；诊断与维护子系统，用于将处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。本发明提供的起重机健康监控系统及方法，采用智能传感器对起重机进行监测，且针对不同类型的起重机，进行不同部位不同数量的监测点监测，实现对起重机健康进行监控。

Description

起重机健康监控系统及方法
技术领域
本发明涉及机械监测领域，尤其涉及一种起重机健康监控系统及方法。
背景技术
起重机作为一种装卸设备，广泛应用于货场、港口等场所，在货运行业发挥着重要的作用，其工作性质要求其结构及零部件具有高可靠性。其中，钢结构的安全性尤其重要，钢结构的破损会带来巨大的经济损失甚至人员伤亡事故。
我国起重机技术与世界先进水平相比较，在产品的零部件、元器件和整机的故障率等方面存在可靠性和安全性差，寿命短等差距。造成这种局面的原因是多方面的，主要有以下几个方面：
1)产品监测水平不高。主要表现在长期以来只能对起重机的短期性能指标 (出厂性能)作全面考核，而对产品的可靠性，如平均无故障工作时间(MTBF)等一系列长期性能指标极少涉及，对起重机故障模式、故障率、故障原因缺乏深入了解，缺乏量的概念，致使国内的起重机故障多、寿命短。
2)产品安全监控能力差。与国外产品相比，我国起重机缺少运行自动监控系统，无法给用户提供准确信息对起重机及时维护、按时检修、到时报废。因而使起重机带病运行、超寿命运行现象大量存在，极易造成事故隐患。此外，现有的安全保护系统可靠性差，运行不久就性能下降，精度超标，故障频繁，甚至影响起重机正常作业，许多用户只能将安全保护系统短接，起重机失去安全保护作用，会带来不良后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种起重机健康监控系统及方法，采用智能传感器对起重机进行监测，且针对不同类型的起重机，进行不同部位不同数量的监测点监测，并将监测到的多点监测数据进行实时传输，以进行数据处理，实现对起重机健康进行监控。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一方面，本发明提供一种起重机健康监控系统，包括，
传感器子系统，用于采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；
数据采集与处理子系统，用于获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；
数据传输子系统，用于对预处理后的数据进行实时传输；
诊断与维护子系统，用于将处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。
进一步地，传感器子系统中的至少一个传感器是以阵列的形式粘贴或埋入起重机的金属结构材料中。
进一步地，传感器子系统中的传感器包括，应力传感器，位移传感器，加速度传感器，倾角仪，风速风向仪，温度传感器。
进一步地，应力传感器包括电阻应变传感器和光栅应变传感器。
进一步地，传感器子系统监测的点包括，吊钩，钢丝绳，滑轮，制动器，车轮，联轴器，减速器。
进一步地，起重机三维虚拟模型是采用信息物理融合方式将处理后的数据转换成起重机立体图。
进一步地，还包括，评估子系统，用于根据起重机过程数据对起重机进行健康等级评估，以及根据维护数据、起重机固有数据、起重机过程数据对起重机进行寿命评估；其中，
维护数据为工作人员对起重机的检修记录数据；
起重机固有数据为起重机出厂技术参数数据；
起重机过程数据为起重机历史运行过程中的多点监测数据。
进一步地，健康等级包括，优，良，合格，不合格。
进一步地，数据采集与处理子系统，对所获得的多点监测数据进行预处理的方式包括，将传感器采集的模拟信号转换成数字信号，以及，对不同类型传感器对应的数字信号进行标准化。
另一方面，本发明还提供一种起重机健康监控方法，包括，
传感器子系统采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；
数据采集与处理子系统获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；
数据传输子系统对预处理后的数据进行实时传输；
诊断与维护子系统将处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。
本发明提供的起重机健康监控系统及方法，采用智能传感器对起重机进行监测，且针对不同类型的起重机，进行不同部位不同数量的监测点监测，并将监测到的多点监测数据进行实时传输，以进行数据处理，实现对起重机健康进行监控。
附图说明
图1是本发明实施例提供的起重机健康监控系统的框图；
图2是本发明实施例提供的起重机健康监控方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
实施例一
结合图1，本实施例提供的起重机健康监控系统，包括，
传感器子系统1，用于采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；
数据采集与处理子系统2，用于获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；
数据传输子系统3，用于对预处理后的数据进行实时传输；
诊断与维护子系统4，用于将处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。
本发明实施例提供的起重机健康监控系统，采用智能传感器对起重机进行监测，且针对不同类型的起重机，进行不同部位不同数量的监测点监测，并将监测到的多点监测数据进行实时传输，以进行数据处理，实现对起重机健康进行监控。
具体地，传感器子系统1中的至少一个传感器是以阵列的形式粘贴或埋入起重机的金属结构材料中。
更加具体地，传感器子系统1中的传感器包括但不限于，应力传感器，位移传感器，加速度传感器，倾角仪，风速风向仪，温度传感器。
本实施例中，采用集成在起重机金属结构中的先进的传感器，实时地获取与结构健康状况相关的信息(例如，应力、应变、温度、振动模态等)，并结合信号信息处理方法和材料结构力学建模方法，提取结构损伤特征参数，识别结构的状态及对结构的不安全因素，力求在早期就加以控制以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展，以保证结构的安全和降低维修费用。
进一步具体地，应力传感器包括电阻应变传感器和光栅应变传感器。
1)电阻应变传感器，电阻应变传感器经过长时间的发展，技术成熟，应用范围十分广泛几乎被用到各种结构，如桥梁、道路、大坝、各种建筑物以及机械设备等，且目前也较多地被应用到起重机的健康监测中。电阻应变传感器主要由敏感栅、基底、覆盖层及引出线组成，其功能部分是敏感栅，由金属丝绕成，能够感应待测物表面的形变。使用时，将电阻应变传感器粘贴在待测物的表面，待测物受力变形，会使敏感栅随之变形，导致电阻值发生变化，其变化率和待测物的应变成比例，也就是说，根据电阻应变传感器的电阻变化即可得到待测物表面的应变以及相应的应力。
2)光栅应变传感，光栅应变传感在传感领域应用较为成熟，具有诸多优点：抗电磁干扰，不受噪声影响；具有高灵敏度和高可靠性；封装方式灵活，耐久性好。此外，光栅应变传感技术是利用传感器内部布拉格光栅对温度、应力的敏感特性来探测应变或温度的变化，利用解调仪对反射光进行解调和数据处理，通过波长变化得到温度、应变、位移、压力等物理量信息。其技术的优点使其成为对起重机等大型特殊结构长期健康监测的最佳选择。其主要技术优势包括：
A、容量大。可利用光栅应变传感网络复用技术在一根光纤上同时布置很多传感器，同时测量几十个位置的温度、应变、压力、振动等多种参量；
B、灵敏度和测量精度高。光栅应变传感器采用光测量的技术手段，以光波长表征被测量，分辨率高。精确的透射和反射特征使其更加准确的反映了应力、温度等的变化且光栅应变传感绝对波长测量能很好的避免相对测量带来的误差；
C、无零漂。出厂后不需要定期检定，系统维护成本很低；
D、可靠性和稳定性好、抗电磁干扰。光栅应变传感部分探测被测信息变化并通过光纤直接进行信号传输，现场不需供电，光纤本身又是电绝缘的传输媒质，抗电磁干扰的能力很强，它不会与电磁场产生作用，本身安全可靠，光栅应变传感采用波长编码，不受光源强度的起伏、藕合损耗、光纤弯曲的影响；
E、传感器结构简单，尺寸、外形可根据实际需要设计，适于各种应用场合，便于安装，可以制作专门用于起重机结构健康监测的光栅应变传感器；
F、耐久性好，长寿命。这样能很好的满足长期监测的要求，保证了长期监测中的有效性。
进一步优选地，传感器子系统1监测的点包括但不限于，吊钩，钢丝绳，滑轮，制动器，车轮，联轴器，减速器。
本实施例中，由于港口起重机型号众多，组成结构差别很大，因此不同型号的港口起重机的监测点及评估依据略有不同，且对于任一起重机，主要的评估点如表1所示：
表1港口起重机健康状态评估表
且更加具体地，表2至5为对于评估单元中的具体评估内容的陈列，且其中，表2为起重机金属结构单元评估项，表3为主要零部件单元检查项，表4 为电气系统单元检查项，表5为安全防护装置单元检查项。
表2起重机金属结构单元评估项
表3主要零部件单元检查项
表4电气系统单元检查项
表5安全防护装置单元检查项
序号 检查内容 备注
5.1 高度限位器
5.2 运行机构行程限位器
5.3 运行机构缓冲器及止挡
5.4 电气联锁保护装置
5.5 检修吊笼
5.6 导电滑线防护板
5.7 防护罩及防雨罩
5.8 扫轨板
5.9 起重量限制器
此外，需要说明的是，表1至表5中的检查项为规划内容，在项目实施过程中可根据起重机的实际状况和起重机维护保养部门的操作规范进行增减，本实施例不作具体限定。
进一步优选地，起重机三维虚拟模型是采用信息物理融合方式将处理后的数据转换成起重机立体图。
本实施中，传感器采集的多点监测数据可以反映起重机的实时载荷和工况，这些数据传输到数字仿真平台后，能够构建一个动态的物理模型，且该动态物理模型能够与起重机的三维虚拟模型融合，构成信息物理融合系统(CPS)。通过大数据分析，平台能计算出“虚拟起重机”上每个点的变形情况，并通过三维仿真预测，一旦发现关键部件出现金属疲劳、温度异常等“亚健康”症状，都能通过监控中心的三维虚拟模型，及时发出故障预警，让工作人员及时做好设备的维护保养工作。
进一步优选地，还包括，评估子系统，用于根据起重机过程数据对起重机进行健康等级评估，以及根据维护数据、起重机固有数据、起重机过程数据对起重机进行寿命评估；其中，
维护数据为工作人员对起重机的检修记录数据；
起重机固有数据为起重机出厂技术参数数据；
起重机过程数据为起重机历史运行过程中的多点监测数据。
本实施例中，疲劳破坏是起重机金属结构失效的主要形式，而起重机金属结构作为一个承载结构系统，它的失效不仅使起重机失去功能，而且容易导致断臂等重大事故。此外，引起起重机金属结构失效的故障主要有裂纹、局部或整体变形、折断、锈蚀、刚度不足等，其中裂纹是目前港口起重机金属结构的主要故障形式，在港口起重机的转柱、门架、臂架等主要构件上经常出现。裂纹主要出现在焊缝或焊缝附近的母材上，它在一定的变化载荷作用下往往会扩展，致使金属结构出现故障。
使用较频繁的、工作较繁重的港口起重机的金属结构、各工作机构的主要受力部件，如吊臂上的焊缝和热影响区，吊臂销接座及销接头与上、下弦杆的对接焊缝，吊臂、平衡臂拉杆焊缝；标准节和顶升套架的焊缝和热影响区等部位，短则3、5年，长则10年在无损检测中都发现过有不同程度的疲劳裂纹存在。这种疲劳裂纹比较细小，大多出现在工件表面，仅凭肉眼较难发现。在裂纹形成的初期，对于设备的正常使用无任何影响，不会出现异常状况导致结构破断。但是对于使用年限较长的起重机，主要受力构件的焊缝及其热影响区长期受到交变应力的作用。疲劳裂纹会大量增加并不断扩展，当结构疲劳损伤积累到一定程度后，遇到超载、超力矩，大风等偶发事件，细小的疲劳裂纹就可能迅速扩展，造成主要受力构件的焊缝或热影响区撕裂，导致受力截面减小，当缺陷处承受的最大应力超过其抗拉强度时，就会引发突然断裂的事故。
具体地，起重机的健康状态评估的对象主要为使用年限较长的港口起重机的金属结构、各工作机构、重要零部件、电气元器件、安全保护装置等。港口起重机由三大部分组成：钢结构、机械系统(起升和运行机构等)、控制系统(电气或液压系统等)。健康评估围绕此三部分采集的以下各项对应的数字量进行：
1)钢结构的疲劳损伤或存在的缺陷；
2)机械传动系统存在的缺陷，磨损和损伤状况，系统能耗状况；
3)控制系统的先进性，电气元件的老化程度，液压系统的泄漏情况，液压元件的可靠性，系统能耗状况；
4)建立传动系统的数学模型，进行力学分析或应用许用应力法进行核算，利用模型进行磨损、损伤分析；
5)利用振动测试技术，对高速旋转的机械部件进行失效性故障的监测与诊断；
6)对传动系统、电气系统进行能耗监测来推算是否有故障。
具体地，本实施例中，健康等级包括，优，良，合格，不合格。更加具体地，起重机结构件寿命估算采用如下两种方法中的一种或两种的组合实现，且方法一，根据使用工况进行计算，得到估算寿命；方法二，对起重机过去工况的估算和对现阶段工况进行测试，叠加后得出估算寿命。
此外，通过数学模型的计算和量化，起重机健康状态整体评估采用4级形式，即优、良、合格、不合格，分别对应安全中的特级安全级、安全级、临界级、危险级。
进一步优选地，数据采集与处理子系统2，对所获得的多点监测数据进行预处理的方式包括，将传感器采集的模拟信号转换成数字信号，以及，对不同类型传感器对应的数字信号进行标准化。
本实施例中，对不同类型传感器采集到的模拟信号，先转换成数字信号，然后对这些不同的数字信号进行标准化，通过制定统一的数字标准，有助于实现各类设备的统一管理。
实施例二
结合图2，本实施例提供的起重机健康监控方法，包括，
步骤S1：传感器子系统1采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；
步骤S2：数据采集与处理子系统2获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；
步骤S3：数据传输子系统3对预处理后的数据进行实时传输；
步骤S4：诊断与维护子系统4将处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。
本实施例提供的起重机健康监控方法，采用智能传感器对起重机进行监测，且针对不同类型的起重机，进行不同部位不同数量的监测点监测，并将监测到的多点监测数据进行实时传输，以进行数据处理，实现对起重机健康进行监控。
具体地，传感器子系统1中的至少一个传感器是以阵列的形式粘贴或埋入起重机的金属结构材料中。
更加具体地，传感器子系统1中的传感器包括但不限于，应力传感器，位移传感器，加速度传感器，倾角仪，风速风向仪，温度传感器。
本实施例中，采用集成在起重机金属结构中的先进的传感器，实时地获取与结构健康状况相关的信息(例如，应力、应变、温度、振动模态等)，并结合信号信息处理方法和材料结构力学建模方法，提取结构损伤特征参数，识别结构的状态及对结构的不安全因素，力求在早期就加以控制以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展，以保证结构的安全和降低维修费用。
进一步具体地，应力传感器包括电阻应变传感器和光栅应变传感器。
1)电阻应变传感器，电阻应变传感器经过长时间的发展，技术成熟，应用范围十分广泛几乎被用到各种结构，如桥梁、道路、大坝、各种建筑物以及机械设备等，且目前也较多地被应用到起重机的健康监测中。电阻应变传感器主要由敏感栅、基底、覆盖层及引出线组成，其功能部分是敏感栅，由金属丝绕成，能够感应待测物表面的形变。使用时，将电阻应变传感器粘贴在待测物的表面，待测物受力变形，会使敏感栅随之变形，导致电阻值发生变化，其变化率和待测物的应变成比例，也就是说，根据电阻应变传感器的电阻变化即可得到待测物表面的应变以及相应的应力。
2)光栅应变传感，光栅应变传感在传感领域应用较为成熟，具有诸多优点：抗电磁干扰，不受噪声影响；具有高灵敏度和高可靠性；封装方式灵活，耐久性好。此外，光栅应变传感技术是利用传感器内部布拉格光栅对温度、应力的敏感特性来探测应变或温度的变化，利用解调仪对反射光进行解调和数据处理，通过波长变化得到温度、应变、位移、压力等物理量信息。其技术的优点使其成为对起重机等大型特殊结构长期健康监测的最佳选择。其主要技术优势包括：
A、容量大。可利用光栅应变传感网络复用技术在一根光纤上同时布置很多传感器，同时测量几十个位置的温度、应变、压力、振动等多种参量；
B、灵敏度和测量精度高。光栅应变传感器采用光测量的技术手段，以光波长表征被测量，分辨率高。精确的透射和反射特征使其更加准确的反映了应力、温度等的变化且光栅应变传感绝对波长测量能很好的避免相对测量带来的误差；
C、无零漂。出厂后不需要定期检定，系统维护成本很低；
D、可靠性和稳定性好、抗电磁干扰。光栅应变传感部分探测被测信息变化并通过光纤直接进行信号传输，现场不需供电，光纤本身又是电绝缘的传输媒质，抗电磁干扰的能力很强，它不会与电磁场产生作用，本身安全可靠，光栅应变传感采用波长编码，不受光源强度的起伏、藕合损耗、光纤弯曲的影响；
E、传感器结构简单，尺寸、外形可根据实际需要设计，适于各种应用场合，便于安装，可以制作专门用于起重机结构健康监测的光栅应变传感器；
F、耐久性好，长寿命。这样能很好的满足长期监测的要求，保证了长期监测中的有效性。
进一步优选地，传感器子系统1监测的点包括但不限于，吊钩，钢丝绳，滑轮，制动器，车轮，联轴器，减速器。
本实施例中，由于港口起重机型号众多，组成结构差别很大，因此不同型号的港口起重机的监测点及评估依据略有不同，且对于任一起重机，主要的评估点如表1所示：
表1港口起重机健康状态评估表
且更加具体地，表2至5为对于评估单元中的具体评估内容的陈列，且其中，表2为起重机金属结构单元评估项，表3为主要零部件单元检查项，表4 为电气系统单元检查项，表5为安全防护装置单元检查项。
表2起重机金属结构单元评估项
表3主要零部件单元检查项
表4电气系统单元检查项
表5安全防护装置单元检查项
序号 检查内容 备注
5.1 高度限位器
5.2 运行机构行程限位器
5.3 运行机构缓冲器及止挡
5.4 电气联锁保护装置
5.5 检修吊笼
5.6 导电滑线防护板
5.7 防护罩及防雨罩
5.8 扫轨板
5.9 起重量限制器
此外，需要说明的是，表1至表5中的检查项为规划内容，在项目实施过程中可根据起重机的实际状况和起重机维护保养部门的操作规范进行增减，本实施例不作具体限定。
进一步优选地，起重机三维虚拟模型是采用信息物理融合方式将处理后的数据转换成起重机立体图。
本实施中，传感器采集的多点监测数据可以反映起重机的实时载荷和工况，这些数据传输到数字仿真平台后，能够构建一个动态的物理模型，且该动态物理模型能够与起重机的三维虚拟模型融合，构成信息物理融合系统(CPS)。通过大数据分析，平台能计算出“虚拟起重机”上每个点的变形情况，并通过三维仿真预测，一旦发现关键部件出现金属疲劳、温度异常等“亚健康”症状，都能通过监控中心的三维虚拟模型，及时发出故障预警，让工作人员及时做好设备的维护保养工作。
进一步优选地，还包括，评估子系统，用于根据起重机过程数据对起重机进行健康等级评估，以及根据维护数据、起重机固有数据、起重机过程数据对起重机进行寿命评估；其中，
维护数据为工作人员对起重机的检修记录数据；
起重机固有数据为起重机出厂技术参数数据；
起重机过程数据为起重机历史运行过程中的多点监测数据。
本实施例中，疲劳破坏是起重机金属结构失效的主要形式，而起重机金属结构作为一个承载结构系统，它的失效不仅使起重机失去功能，而且容易导致断臂等重大事故。此外，引起起重机金属结构失效的故障主要有裂纹、局部或整体变形、折断、锈蚀、刚度不足等，其中裂纹是目前港口起重机金属结构的主要故障形式，在港口起重机的转柱、门架、臂架等主要构件上经常出现。裂纹主要出现在焊缝或焊缝附近的母材上，它在一定的变化载荷作用下往往会扩展，致使金属结构出现故障。
使用较频繁的、工作较繁重的港口起重机的金属结构、各工作机构的主要受力部件，如吊臂上的焊缝和热影响区，吊臂销接座及销接头与上、下弦杆的对接焊缝，吊臂、平衡臂拉杆焊缝；标准节和顶升套架的焊缝和热影响区等部位，短则3、5年，长则10年在无损检测中都发现过有不同程度的疲劳裂纹存在。这种疲劳裂纹比较细小，大多出现在工件表面，仅凭肉眼较难发现。在裂纹形成的初期，对于设备的正常使用无任何影响，不会出现异常状况导致结构破断。但是对于使用年限较长的起重机，主要受力构件的焊缝及其热影响区长期受到交变应力的作用。疲劳裂纹会大量增加并不断扩展，当结构疲劳损伤积累到一定程度后，遇到超载、超力矩，大风等偶发事件，细小的疲劳裂纹就可能迅速扩展，造成主要受力构件的焊缝或热影响区撕裂，导致受力截面减小，当缺陷处承受的最大应力超过其抗拉强度时，就会引发突然断裂的事故。
具体地，起重机的健康状态评估的对象主要为使用年限较长的港口起重机的金属结构、各工作机构、重要零部件、电气元器件、安全保护装置等。港口起重机由三大部分组成：钢结构、机械系统(起升和运行机构等)、控制系统(电气或液压系统等)。健康评估围绕此三部分采集的以下各项对应的数字量进行：
1)钢结构的疲劳损伤或存在的缺陷；
2)机械传动系统存在的缺陷，磨损和损伤状况，系统能耗状况；
3)控制系统的先进性，电气元件的老化程度，液压系统的泄漏情况，液压元件的可靠性，系统能耗状况；
4)建立传动系统的数学模型，进行力学分析或应用许用应力法进行核算，利用模型进行磨损、损伤分析；
5)利用振动测试技术，对高速旋转的机械部件进行失效性故障的监测与诊断；
6)对传动系统、电气系统进行能耗监测来推算是否有故障。
具体地，本实施例中，健康等级包括，优，良，合格，不合格。更加具体地，起重机结构件寿命估算采用如下两种方法中的一种或两种的组合实现，且方法一，根据使用工况进行计算，得到估算寿命；方法二，对起重机过去工况的估算和对现阶段工况进行测试，叠加后得出估算寿命。
此外，通过数学模型的计算和量化，起重机健康状态整体评估采用4级形式，即优、良、合格、不合格，分别对应安全中的特级安全级、安全级、临界级、危险级。
进一步优选地，数据采集与处理子系统2，对所获得的多点监测数据进行预处理的方式包括，将传感器采集的模拟信号转换成数字信号，以及，对不同类型传感器对应的数字信号进行标准化。
本实施例中，对不同类型传感器采集到的模拟信号，先转换成数字信号，然后对这些不同的数字信号进行标准化，通过制定统一的数字标准，有助于实现各类设备的统一管理。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims (10)

1.一种起重机健康监控系统，其特征在于，包括，
传感器子系统，用于采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；
数据采集与处理子系统，用于获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；
数据传输子系统，用于对预处理后的数据进行实时传输；
诊断与维护子系统，用于将所述处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。
2.根据权利要求1所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述传感器子系统中的至少一个传感器是以阵列的形式粘贴或埋入起重机的金属结构材料中。
3.根据权利要求2所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述传感器子系统中的传感器包括，应力传感器，位移传感器，加速度传感器，倾角仪，风速风向仪，温度传感器。
4.根据权利要求3所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述应力传感器包括电阻应变传感器和光栅应变传感器。
5.根据权利要求1所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述传感器子系统监测的点包括，吊钩，钢丝绳，滑轮，制动器，车轮，联轴器，减速器。
6.根据权利要求1所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述起重机三维虚拟模型是采用信息物理融合方式将所述处理后的数据转换成起重机立体图。
7.根据权利要求1所述的起重机健康监控系统，其特征在于，还包括，评估子系统，用于根据起重机过程数据对起重机进行健康等级评估，以及根据维护数据、起重机固有数据、起重机过程数据对起重机进行寿命评估；其中，
所述维护数据为工作人员对起重机的检修记录数据；
所述起重机固有数据为起重机出厂技术参数数据；
所述起重机过程数据为起重机历史运行过程中的多点监测数据。
8.根据权利要求7所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述健康等级包括，优，良，合格，不合格。
9.根据权利要求1所述的起重机健康监控系统，其特征在于，所述数据采集与处理子系统，对所获得的多点监测数据进行预处理的方式包括，将传感器采集的模拟信号转换成数字信号，以及，对不同类型传感器对应的数字信号进行标准化。
10.一种起重机健康监控方法，其特征在于，包括，
传感器子系统采用至少一个传感器对起重机进行多点监测；
数据采集与处理子系统获取多点监测数据，并对所获得的多点监测数据进行预处理；
数据传输子系统对预处理后的数据进行实时传输；
诊断与维护子系统将所述处理后的数据传送至预先构建的起重机三维虚拟模型，以供工作人员实时观测包含各监测点状态的起重机立体图，并在任一个监测点存在异常时，发出故障报警信号，以告知工作人员进行相应处理。
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