專利名稱：起重機(jī)信息管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起重機(jī)信息管理系統(tǒng)，尤其涉及冶金鑄造式起重機(jī)，單、雙梁橋式 起重機(jī)，港口起重設(shè)備，堆場堆取料設(shè)備等重型起重機(jī)械的監(jiān)控、保護(hù)、設(shè)備管理、故障判 斷、軌跡跟蹤及記錄的管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行對起重機(jī)設(shè)備進(jìn)行邏輯控制的專業(yè)產(chǎn)品很少，現(xiàn)場大多使用PLC進(jìn)行編程、 使用。PLC產(chǎn)品對環(huán)境要求較高，不能在高粉塵等惡劣環(huán)境中使用，而且程序控制邏輯簡單， 且多為現(xiàn)場工程師自行編程設(shè)計，通用性不高，程序好壞依賴于工程師的經(jīng)驗，造成邏輯控 制性能參差不齊，有些地方甚至無法滿足現(xiàn)場要求。尤其當(dāng)起重設(shè)備中的零部件老化到了 使用壽命后，其隨時都會有故障出現(xiàn)，而這種故障往往都是非常致命的，所以一般起重機(jī)設(shè) 備運行一定時間都要進(jìn)行檢修，在檢修過程中往往工程師根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行零部件的更換，由 于是經(jīng)驗就存在著誤差，會出現(xiàn)該更換的沒有更換，不該更換的更換掉了 ；并且在系統(tǒng)出現(xiàn) 故障后，也是需要工程師根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行排查，如果現(xiàn)場沒有非常有經(jīng)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(jī)信息管理系統(tǒng)急需被研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種可對重型起重機(jī)械的監(jiān)控、保護(hù)、設(shè)備管 理、故障判斷、軌跡跟蹤及記錄的管理系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種起重機(jī)信息管理系統(tǒng)，包括起重機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、故障監(jiān)測系統(tǒng)和 設(shè)備管理系統(tǒng)；其特征在于還包括部件壽命監(jiān)測系統(tǒng)和故障診斷分析系統(tǒng)；所述部件壽命 監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感元件對起重機(jī)重要元器件進(jìn)行實時記錄部件已運行的時間，及部件所處 相關(guān)環(huán)境和運行情況進(jìn)行監(jiān)測，即對起重機(jī)中的接觸器、制動器、電機(jī)、變頻器和調(diào)壓器進(jìn) 行上述事項的監(jiān)測，通過已知上述元件的使用壽命同上述監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行差值運算后獲取上 述元件的剩余使用壽命；所述故障診斷分析系統(tǒng)用于對現(xiàn)場人員輸入的事件自動從數(shù)據(jù)庫 中調(diào)取事件對應(yīng)的專家意見，通過顯示裝置顯示給現(xiàn)場人員。所述故障診斷分析系統(tǒng)中的專家數(shù)據(jù)庫能夠進(jìn)行修正，即當(dāng)現(xiàn)場人員根據(jù)專家意 見沒有獲取解決方案，通過自行排查解決問題并獲取新的解決方案，設(shè)計人可以通過更改 權(quán)限確認(rèn)后，將該方案輸入到該事件的專家解決意見中并存入專家?guī)熘?，以備以后?yīng)用。所述電機(jī)壽命的監(jiān)測按如下方法進(jìn)行首先根據(jù)電機(jī)絕緣材料部分發(fā)熱每超出額 定溫度7攝氏度，壽命將減半對電機(jī)發(fā)熱情況進(jìn)行電機(jī)損耗壽命預(yù)估計；其次電機(jī)運行時 啟動電流，減速電流所占電機(jī)運行時間比例進(jìn)一步進(jìn)行電機(jī)繞組壽命計算；另外監(jiān)測電機(jī) 實時運行電流，根據(jù)電流運行平衡度進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子壽命計算監(jiān)測；最后根據(jù)電機(jī)運行環(huán)境 溫度結(jié)合上述三種形式電機(jī)壽命的損耗總體得出電機(jī)預(yù)計剩余壽命。該起重機(jī)信息管理系統(tǒng)同現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點是顯而易見的，具體為邏輯控制性 能強(qiáng)，可靠度高，通用性好。并且其集成監(jiān)控、分析、診斷和顯示于一身的專家系統(tǒng)，能夠大大提高了起重機(jī)維護(hù)效率。該系統(tǒng)獨特的起重機(jī)重要設(shè)備的工作強(qiáng)度記錄與分析功能，能 夠?qū)ΜF(xiàn)場工作強(qiáng)度大，動作頻繁，且作用相對重要的驅(qū)動設(shè)備(如調(diào)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(jī)構(gòu)(如電機(jī)、減速機(jī)等)進(jìn)行全壽命的監(jiān) 測與記錄，并可根據(jù)預(yù)設(shè)的預(yù)警次數(shù)或時間條件進(jìn)行預(yù)警，這樣能夠最大幅度提高起重機(jī) 的安全度，對于安檢人員進(jìn)行安檢時也能夠具有指導(dǎo)作用。另外，該系統(tǒng)具有良好的兼容性 和通用性，對于現(xiàn)有技術(shù)的改造成本非常的低，適于在冶金鑄造式起重機(jī)，單、雙梁橋式起 重機(jī)，港口起重設(shè)備，堆場堆取料設(shè)備等重型起重機(jī)械中廣泛推廣。


本發(fā)明只有一幅附圖圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)構(gòu)架框圖。
具體實施例方式如圖1所示該起重機(jī)信息管理系統(tǒng)是基于PLC (Programmable LogicController) 與工業(yè)計算機(jī)(IPC)及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)系統(tǒng)，是集起重機(jī)操作、數(shù)據(jù)記錄、故障監(jiān)測、 專家診斷、設(shè)備管理于一身的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。通過對現(xiàn)場起重機(jī)設(shè)備運行過程中的 操作過程、生產(chǎn)故障、工作狀態(tài)、設(shè)備運行等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和管理，同時 進(jìn)行分析并提出專家意見。該管理系統(tǒng)，對現(xiàn)場起重機(jī)生產(chǎn)運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，對大量 的生產(chǎn)信息進(jìn)行統(tǒng)一的編輯和分析，進(jìn)而提供有效的故障幫助系統(tǒng)和設(shè)備維護(hù)管理功能。 通過對現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的、統(tǒng)一的分析，從而使碼頭、堆場、冶金等各種工業(yè)現(xiàn)場 的操作人員能夠?qū)ζ鹬貦C(jī)的維護(hù)、生產(chǎn)高效準(zhǔn)確地做出決策，能夠有效地提高生產(chǎn)效率和 起重機(jī)的利用率。另外，其毫秒級的數(shù)據(jù)采集周期，使起重機(jī)的工作狀態(tài)，各種參數(shù)的動態(tài) 值及曲線都能夠?qū)崟r顯示在操作者面前。任何一個重要元器件的開關(guān)狀態(tài)和工作強(qiáng)度及累 計壽命，都可以在系統(tǒng)中得到顯示并可查詢。根據(jù)現(xiàn)場情況，采用光纖網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)兩種 通訊方式，可以進(jìn)行靈活的網(wǎng)絡(luò)(高速和寬頻的局域網(wǎng)技術(shù)，使對起重機(jī)這樣的移動設(shè)備 進(jìn)行監(jiān)控成為可能)。該系統(tǒng)采用開放的協(xié)議方式，可以支持多種PLC、驅(qū)動裝置、多種板卡 或其他硬件設(shè)備；支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換方式(DDE)的設(shè)備驅(qū)動程序和符合OPC標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動程 序。本發(fā)明最具特點的地方在于該起重機(jī)信息管理系統(tǒng)，具有部件壽命監(jiān)測功能，針對起重機(jī)重要元器件接觸 器，制動器，電機(jī)，變頻器和調(diào)壓器進(jìn)行監(jiān)測。其可以實時記錄部件已運行的時間，并根據(jù) 部件所處相關(guān)環(huán)境和運行情況進(jìn)行計算，給出部件剩余使用壽命。其中接觸器和制動器同 計數(shù)器對其啟動和關(guān)閉的次數(shù)進(jìn)行記錄，通過同其額定使用次數(shù)進(jìn)行比對獲取剩余使用壽 命。變頻器和調(diào)壓器雖然處于現(xiàn)場環(huán)境，但是由于其不是直接動作部件，所以一般都采用相 應(yīng)的保護(hù)措施，相對受環(huán)境的影響不大，可以采用時間積累計算方法來計算其使用了多長 時間，根據(jù)產(chǎn)品使用壽命，可計算出其還剩余時間。特殊的在于電機(jī)使用壽命的監(jiān)測具體方 法如下由于電機(jī)發(fā)熱曲線遵循指數(shù)曲線形式，且電機(jī)絕緣材料部分發(fā)熱每超出額定溫度 7攝氏度時，壽命將減半，因此根據(jù)電機(jī)發(fā)熱情況進(jìn)行電機(jī)剩余壽命預(yù)估計；同時結(jié)合電機(jī) 運行時啟動電流，減速電流所占電機(jī)運行時間比例進(jìn)一步進(jìn)行電機(jī)繞組壽命計算；同時監(jiān)測電機(jī)實時運行電流，根據(jù)電流運行平衡度進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子壽命計算監(jiān)測；最后再根據(jù)電機(jī) 運行環(huán)境溫度結(jié)合上述三種形式總體得出電機(jī)預(yù)計剩余壽命。還具有故障診斷分析系統(tǒng)，用于對現(xiàn)場人員輸入的事件自動從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取事件 對應(yīng)的專家意見，通過顯示裝置顯示給現(xiàn)場人員。專家對發(fā)生事件給出的可能故障點意見 存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)發(fā)生事件后，現(xiàn)場人員將發(fā)生的事件輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)根據(jù)輸入的事 件自動從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取事件相應(yīng)的專家意見，這樣現(xiàn)場人員就可以根據(jù)專家意見進(jìn)行逐一 排查，直至解決問題。另外，該故障診斷分析系統(tǒng)還具有輸入端，當(dāng)現(xiàn)場人員根據(jù)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(quán)限確認(rèn) 后，將該方案輸入到該事件的專家解決意見中并存入專家?guī)熘?，已被以后?yīng)用；還可自動從 數(shù)據(jù)庫中調(diào)用故障時刻前后一定時間的數(shù)據(jù)(各種開關(guān)量，模擬量，驅(qū)動設(shè)備實時狀態(tài))進(jìn) 行綜合分析，給出故障可能原因及相關(guān)處理意見。例如起重機(jī)發(fā)生溜鉤故障系統(tǒng)自動調(diào) 用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)溜鉤時刻司機(jī)指令給定為零位，電機(jī)無力矩輸出，電機(jī) 轉(zhuǎn)速超速，制動器已經(jīng)抱間。綜合結(jié)論給出制動器失靈可能性最大，建議檢查制動器相關(guān)參 數(shù)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種起重機(jī)信息管理系統(tǒng)，包括起重機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、故障監(jiān)測系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)；其特征在于還包括部件壽命監(jiān)測系統(tǒng)和故障診斷分析系統(tǒng)；所述部件壽命監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感元件對起重機(jī)重要元器件進(jìn)行實時記錄部件已運行的時間，及部件所處相關(guān)環(huán)境和運行情況進(jìn)行監(jiān)測，即對起重機(jī)中的接觸器、制動器、電機(jī)、變頻器和調(diào)壓器進(jìn)行上述事項的監(jiān)測，通過已知上述元件的使用壽命同上述監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行差值運算后獲取上述元件的剩余使用壽命；所述故障診斷分析系統(tǒng)用于對現(xiàn)場人員輸入的事件自動從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取事件對應(yīng)的專家意見，通過顯示裝置顯示給現(xiàn)場人員。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管理系統(tǒng)，其特征在于所述故障診斷分析系統(tǒng)中的專家數(shù)據(jù) 庫能夠進(jìn)行修正，即當(dāng)現(xiàn)場人員根據(jù)專家意見沒有獲取解決方案，通過自行排查解決問題 并獲取新的解決方案，設(shè)計人可以通過更改權(quán)限確認(rèn)后，將該方案輸入到該事件的專家解 決意見中并存入專家?guī)熘?，以備以后?yīng)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管理系統(tǒng)，其特征在于所述電機(jī)壽命的監(jiān)測按如下方法進(jìn) 行首先根據(jù)電機(jī)絕緣材料部分發(fā)熱每超出額定溫度7攝氏度，壽命將減半對電機(jī)發(fā)熱情 況進(jìn)行電機(jī)損耗壽命預(yù)估計；其次電機(jī)運行時啟動電流，減速電流所占電機(jī)運行時間比例 進(jìn)一步進(jìn)行電機(jī)繞組壽命計算；另外監(jiān)測電機(jī)實時運行電流，根據(jù)電流運行平衡度進(jìn)行電 機(jī)轉(zhuǎn)子壽命計算監(jiān)測；最后根據(jù)電機(jī)運行環(huán)境溫度結(jié)合上述三種形式電機(jī)壽命的損耗總體 得出電機(jī)預(yù)計剩余壽命。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種起重機(jī)信息管理系統(tǒng)，包括起重機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、故障監(jiān)測系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)；還包括部件壽命監(jiān)測系統(tǒng)和故障診斷分析系統(tǒng)；部件壽命監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感元件對起重機(jī)重要元器件進(jìn)行實時記錄部件已運行的時間，及部件所處相關(guān)環(huán)境和運行情況進(jìn)行監(jiān)測，即對起重機(jī)中的接觸器、制動器、電機(jī)、變頻器和調(diào)壓器進(jìn)行上述事項的監(jiān)測，通過已知上述元件的使用壽命同上述監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行差值運算后獲取上述元件的剩余使用壽命；所述故障診斷分析系統(tǒng)用于對現(xiàn)場人員輸入的事件自動從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取事件對應(yīng)的專家意見，通過顯示裝置顯示給現(xiàn)場人員。該系統(tǒng)具有邏輯控制性能強(qiáng)，可靠度高及良好的兼容性和通用性，適于在起重設(shè)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(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者滕波 申請人:大連美恒時代科技有限公司