港口起重机健康监测与预报可视化系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于设备健康监测技术领域，具体涉及一种港口起重机健康监测与预报可 视化系统。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的发展和生产复杂程度的提高，港口起重机在港口码头运输中发挥 着重要作用，港口起重机逐渐向着大型化、功能多元化的方向发展，政府和社会对港口起重 机安全管理工作的要求也越来越高。
[0003] 目前，港口起重机安全管理水平还停留在较低水平，主要表现为以下几个方面：1) 安全保障方面，仍然以定检、监检为主，所采用的技术手段多为相对落后的目测、感观判断、 停机测量、磁粉探伤等，检验人员的工作量大但效率较低，且停机状态下的检测结果不能说 明工作状态下的运行情况；2)港口起重机的安全监控和管理自动化水平低，仍主要依靠日 常人工点检和定期维护等传统方式，存在效率低、实时性差、信息不全面、不便于数据的统 计和分析等问题；3)现有港口起重机监控系统功能单一，无法实时、全面地掌握起重机运行 参数，因此，难以对起重机进行全面有效监控，进而难以保障现场工作人员安全。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种港口起重机健康监测与预报可视化系 统，能全面、高效、实时的监控港口起重机健康状态，保障港口起重机的安全运行。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 本发明提供一种港口起重机健康监测与预报可视化系统，包括：传感器子系统、信 息采集与传输子系统、中心服务器以及系统客户端；
[0007] 所述传感器子系统用于获取起重机实时运行参数；
[0008] 所述信息采集与传输子系统用于采集所述传感器子系统获取到的所述起重机实 时运行参数，并通过无线发送单元将所述起重机实时运行参数发送至所述中心服务器；
[0009] 所述中心服务器用于接收来自所述信息采集与传输子系统的起重机实时运行参 数，对所述起重机实时运行参数进行存储与管理，进而对所述起重机进行健康诊断，得到健 康状况诊断报告；并根据诊断结果预测所述起重机是否失效或发生故障，评价所述起重机 运行安全性，得到安全评价报告；
[0010] 所述系统客户端用于显示所述起重机实时运行参数、所述健康状况诊断报告和所 述安全评价报告。
[0011] 优选的，所述传感器子系统包括：
[0012] 第一类传感器，用于监测起重机机构健康状态；
[0013] 第二类传感器，用于监测起重机结构健康状态；
[0014] 电气控制系统，用于监测起重机电气健康状态；
[0015] 智能标签，安装于起重机关键点检位置，用于标识起重机关键点检位置。
[0016] 优选的，所述第一类传感器包括振动传感器、温度传感器和位移传感器；所述振动 传感器用于采集起升/变幅/回转机构驱动电机、起升/变幅/回转机构减速机的振动信 号；所述温度传感器用于采集起升/变幅/回转机构减速机的温度信号；所述位移传感器 用于采集起升/变幅/回转机构制动器的位移信号；
[0017] 所述第二类传感器包括应变传感器，用于采集起重机门架结构、上传柱、主臂架大 臂、耳板铰接处以及耳板根部的应变信号。
[0018] 优选的，所述振动传感器为压电式加速度传感器，采用打孔方式、焊接方式或磁基 座方式安装到港口起重机各机构中的驱动电机及减速机上，用于感知驱动电机及减速机的 振动加速度变化信息；所述振动传感器的安装位置包括：起升机构/大车运行机构/小车 运行机构的驱动主电机输出轴；起升机构/大车运行机构/小车运行机构的减速机高速轴 外侧Χ、γ、ζ方向、低速轴外侧X、Y、Z方向；
[0019] 所述温度传感器为高导热封装式热电偶，采用螺纹连接方式安装到港口起重机各 机构中的减速机上，用于感知各机构减速机润滑油的温度变化信息；所述温度传感器的安 装位置包括：起升机构/大车运行机构/小车运行机构的减速机低速轴油封孔；
[0020] 所述位移传感器为高精度直线式位移传感器，采用螺栓固定方式安装到港口起重 机各机构中的制动器上，用于感知制动器闸瓦的位移信息；所述位移传感器的安装位置包 括：起升机构/大车运行机构/小车运行机构的制动器闸瓦上；
[0021] 所述应变传感器为自温补光纤光栅应变传感器，采用焊接方式安装到钢结构上； 具体安装位置为：所述主梁/副梁/端梁的腹板或盖板上\大车运行机构/小车运行机构 的车轮上\起升机构的动滑轮或定滑轮上；
[0022] 所述智能标签采用高频RFID射频卡，采用粘贴或打孔安装方式安装于起重机关 键点检部位，用于对关键点检部位进行相应的编号。
[0023] 优选的，所述信息采集与传输子系统包括：振动信号采集单元、温度信号采集单 元、位移信号采集单元、应变信号采集单元、电气控制信号采集单元、智能点检终端和信息 传输系统；所述信息传输系统分别与所述振动信号采集单元、温度信号采集单元、位移信号 采集单元、应变信号采集单元、智能点检终端和所述信息传输系统连接；
[0024] 其中，所述振动信号采集单元、所述温度信号采集单元、所述位移信号采集单元和 所述应变信号采集单元分别采集对应传感器的振动、温度、位移和应变信号，并通过所述信 息传输系统上传到所述中心服务器；
[0025] 所述智能点检终端内置有RFID读写器，用于读取所述智能标签内存储的编号信 息，并直接通过无线发送单元上传到所述中心服务器；
[0026] 所述电气控制信号采集单元用于采集电气控制系统的电气信号，并通过所述信息 传输系统上传到所述中心服务器。
[0027] 优选的，所述信息传输系统包括：数据缓冲队列、数据服务器、Redis服务器和监 控客户端；
[0028] 所述数据缓冲队列作为各传感器与数据服务器之间的数据中转服务器，负责缓冲 从起重机各个传感器采集到的监测数据，并定时将该监测数据数据发送至数据服务器；
[0029] 所述数据服务器包括数据接收端、数据解析器和数据提供端；所述数据接收端提 供数据监听端口，用于监听数据缓冲队列的发送端口所发送的监测数据，并利用数据解析 器对监测数据进行解析，将解析后的数据存入所述Redis服务器；所述数据提供端作为Web 服务器为监控客户端提供服务；当监控客户端发送监测数据请求到所述数据服务器时，所 述数据提供端从Redis服务器读取监测数据作为响应返回到所述监控客户端。
[0030] 优选的，所述中心服务器包括：安全档案管理模块、智能点检模块、机构健康监测 模块、结构健康监测模块、电气健康监测模块、健康诊断预报模块和安全性评价模块；
[0031] 所述安全档案管理模块：用于显示及管理维护港口起重机械安全技术档案，并提 供用户输入和管理接口；通过所述用户输入和管理接口，接收港口起重机械安全技术档案， 通过所述系统客户端查询、显示及维护所述港口起重机械安全技术档案；其中，所述港口起 重机械安全技术档案包括港口起重机的电子图纸、基本参数信息表以及重大维修改造记