CN109798940A - 钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，包括：数据采集装置，用于采集升船机的运行数据；主控装置，接收并储存数据采集装置采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常；以及云端服务装置，用于接收主控装置发送的运行状态数据；所述数据采集装置、主控装置和云端服务装置依次通信连接。本发明还公开了基于上述系统的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法。可实现对升船机的自动化、智能化和科学化的实时在线监测和安全评估，既能保障设备的可靠性安全性，又能节约大量的人力物力。
Description
技术领域
本发明属于船舶技术领域，具体涉及钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统及方法。
背景技术
升船机是利用机械装置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物，其作为一种提升高度大、过船时间短以及运行费用相对较低的船舶下水、上墩装置，在大型船厂正在得到越来越广泛的应用。
通常，升船机可分为垂直升船机和斜面升船机，垂直升船机又分为齿轮齿条式垂直升船机、钢丝绳卷扬式垂直升船机和水力式垂直升船机，其中以钢丝绳卷扬式垂直升船机应用最为广泛。
钢丝绳卷扬式垂直升船机由承船厢、支承导向结构、驱动装置和事故装置等组成。在运行过程中，由于各部件受力大，一旦出现故障，将造成极大的损失，目前还没有能实时有效监测升船机的运行状态并诊断出故障隐患的解决方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统及方法，实现对升船机的自动化、智能化和科学化的实时在线监测和安全评估，既能保障设备的可靠性安全性，又能节约大量的人力物力。
本发明所采用的技术方案为：钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，包括：数据采集装置，用于采集升船机的运行数据；主控装置，接收并储存数据采集装置采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常；以及云端服务装置，用于接收主控装置发送的运行状态数据；所述数据采集装置、主控装置和云端服务装置依次通信连接。
优选地，所述数据采集装置包括应变传感器、加速度传感器、声发射传感器、索力传感器和倾角传感器。
优选地，所述主控装置包括CPU控制器、以及与CPU控制器通信连接的信号处理模块、存储模块、显示模块和报警模块。
优选地，所述云端服务装置包括云端服务器、以及与云端服务器通信连接的客户端和移动终端。
本发明中，通过数据采集装置采集数据以对升船机主要部件、关键部位进行监测，监测项目包括结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力和倾斜位移等，分析确定可能的危险结构点位置。
具体地，通过在升船机的主要部件、关键部位处安装应变传感器、加速度传感器、声发射传感器、索力传感器和倾角传感器等，其中，应变传感器用于采集结构应力数据，加速度传感器用于采集振动模态数据，声发射传感器用于采集萌生缺陷数据，索力传感器用于采集绳索拉力数据，倾角传感器用于采集倾斜位移数据；采集的所有数据通过第一通信模块发送至主控装置。
主控装置通过第二通信模块接收数据采集装置采集的升船机实时在线监测数据，并通过CPU控制器和信号处理模块，根据已有的升船机安全评价指标体系预警数据库和在线监测数据库，对升船机的运行现状及其安全可靠性做出综合评估，判断升船机的结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力和倾斜位移等是否处于合理范围内，设备是否处于运行稳态，将判断结果通过显示模块显示，若判断存在故障，则CPU控制器控制报警模块发出报警。其中，安全评价指标体系预警数据库和在线监测数据库由采集并处理后的升船机监测数据组成。
云端服务装置通过第三通信模块接收主控装置发送的升船机实时在线监测及运行安全管理数据，并通过云端服务器存储，可通过远程客户端和移动终端访问云端服务器查询。
本发明还公开了钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法，包括以下步骤：
A、采集升船机的运行数据；
B、接收并存储采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常，获得运行状态数据；
C、存储获得的运行状态数据。
优选地，步骤A中的所述运行数据包括升船机的结构应力参数、振动模态参数、萌生缺陷参数、绳索拉力参数和倾斜位移参数。
优选地，所述步骤B包括以下过程：将接收的运行数据与预存的标准值范围进行比对，判断运行数据是否在标准值范围内，判断结果构成运行状态数据。
本发明中，采用理论模型对升船机主要部件、关键部位进行监测，监测项目包括：结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力、倾斜位移等，进行数值分析以确定可能的危险结构点位置，研究升船机在不同工况下的运行特性，并建立预警数据库，使用升船机运行大数据云服务，实现了远程控制和查询。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，可以获得更加完整的升船机运行使用数据，并同时对升船机进行了安全预警、可靠性综合评估，开启升船机运行大数据云服务，实现了远程客户端控制和移动终端查询；实现“无人值班、少人值守”的运营模式，成为目前运营管理水平和技术创新的发展趋势，是防止失效、避免事故的有效方法。
(2)本发明提供的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法，通过采集升船机主要部件、关键部位的结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力、倾斜位移等参数，进行数值分析以确定可能的危险结构点位置，研究升船机在不同工况下的运行特性，并建立预警数据库，使用升船机运行大数据云服务，实现了远程控制和查询。
附图说明
图1是本发明钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统的原理框图。
图中：10-数据采集装置，101-第一通信模块，102-应变传感器，103-加速度传感器，104-声发射传感器，105-索力传感器，106倾角传感器，20-主控装置，201-CPU控制器，202-第二通信模块，203-信号处理模块，204-存储模块，205-显示模块，206-报警模块，30-云端服务装置，301-移动终端，302-客户端，303-云端服务器，304-第三通信模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例
如图1所示，本实施例提供钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，包括：数据采集装置10，用于采集升船机的运行数据；主控装置20，接收并储存数据采集装置10采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常；以及云端服务装置30，用于接收主控装置20发送的运行状态数据；所述数据采集装置10、主控装置20和云端服务装置30依次通信连接。
在另一个实施中，所述数据采集装置10包括应变传感器102、加速度传感器103、声发射传感器104、索力传感器105和倾角传感器106。
在另一个实施中，所述主控装置20包括CPU控制器201、以及与CPU控制器201通信连接的信号处理模块203、存储模块204、显示模块205和报警模块206。
在另一个实施中，所述云端服务装置30包括云端服务器303、以及与云端服务器303通信连接的客户端302和移动终端301。
本发明中，通过数据采集装置10采集数据以对升船机主要部件、关键部位进行监测，监测项目包括结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力和倾斜位移等，分析确定可能的危险结构点位置。
具体地，通过在升船机的主要部件、关键部位处安装应变传感器102、加速度传感器103、声发射传感器104、索力传感器105和倾角传感器106等，其中，应变传感器102用于采集结构应力数据，加速度传感器103用于采集振动模态数据，声发射传感器104用于采集萌生缺陷数据，索力传感器105用于采集绳索拉力数据，倾角传感器106用于采集倾斜位移数据；采集的所有数据通过第一通信模块101发送至主控装置20。
主控装置20通过第二通信模块202接收数据采集装置10采集的升船机实时在线监测数据，并通过CPU控制器201和信号处理模块203，根据已有的升船机安全评价指标体系预警数据库和在线监测数据库，对升船机的运行现状及其安全可靠性做出综合评估，判断升船机的结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力和倾斜位移等是否处于合理范围内，设备是否处于运行稳态，将判断结果通过显示模块205显示，若判断存在故障，则CPU控制器201控制报警模块206发出报警。其中，安全评价指标体系预警数据库和在线监测数据库由采集并处理后的升船机监测数据组成。
云端服务装置30通过第三通信模块304接收主控装置20发送的升船机实时在线监测及运行安全管理数据，并通过云端服务器303存储，可通过客户端302和移动终端301访问云端服务器303查询。
本发明还公开了钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法，包括以下步骤：
A、采集升船机的运行数据；
B、接收并存储采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常，获得运行状态数据；
C、存储获得的运行状态数据。
在另一个实施中，步骤A中的所述运行数据包括升船机的结构应力参数、振动模态参数、萌生缺陷参数、绳索拉力参数和倾斜位移参数。
在另一个实施中，所述步骤B包括以下过程：将接收的运行数据与预存的标准值范围进行比对，判断运行数据是否在标准值范围内，判断结果构成运行状态数据。
本发明中，采用理论模型对升船机主要部件、关键部位进行监测，监测项目包括：结构应力、振动模态、萌生缺陷、绳索拉力、倾斜位移等，进行数值分析以确定可能的危险结构点位置，研究升船机在不同工况下的运行特性，并建立预警数据库，使用升船机运行大数据云服务，实现了远程控制和查询。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (7)
1.钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，其特征在于：包括：数据采集装置，用于采集升船机的运行数据；主控装置，接收并储存数据采集装置采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常；以及云端服务装置，用于接收主控装置发送的运行状态数据；所述数据采集装置、主控装置和云端服务装置依次通信连接。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，其特征在于：所述数据采集装置包括应变传感器、加速度传感器、声发射传感器、索力传感器和倾角传感器。
3.根据权利要求1所述的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，其特征在于：所述主控装置包括CPU控制器、以及与CPU控制器通信连接的信号处理模块、存储模块、显示模块和报警模块。
4.根据权利要求1所述的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测系统，其特征在于：所述云端服务装置包括云端服务器、以及与云端服务器通信连接的客户端和移动终端。
5.钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、采集升船机的运行数据；
B、接收并存储采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断升船机的运行状态是否正常，获得运行状态数据；
C、存储获得的运行状态数据。
6.根据权利要求5所述的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法，其特征在于：步骤A中的所述运行数据包括升船机的结构应力参数、振动模态参数、萌生缺陷参数、绳索拉力参数和倾斜位移参数。
7.根据权利要求5所述的钢丝绳卷扬式垂直升船机实时在线安全检测方法，其特征在于，所述步骤B包括以下过程：将接收的运行数据与预存的标准值范围进行比对，判断运行数据是否在标准值范围内，判断结果构成运行状态数据。
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