一种起重机起升机构电机老化程度检测系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种起重机起升机构电机老化程度检测系统及其方法，所述系统包括压力传感器、增量编码器、以及上位机；所述上位机包括：用于判断起重机吊载重量是否超过预设重量的第一判断单元；用于判断起升机构运行状态的第二判断单元；用于获取起升机构加速时间，获取起升机构减速时间的第一获取单元；用于获取减速距离的第二获取单元；用于生成两个初步检测结果表的第一处理单元；用于得到中间检测结果表的第二处理单元；用于得到最后检测值的第一计算单元；用于根据获得的最后检测值，查询专家知识库获知起升机构电机老化程度信息的第三获取单元。本发明只需要安装少量的传感器，实施成本低，实现过程简便易行。
【专利说明】一种起重机起升机构电机老化程度检测系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及起重机电动机【技术领域】，具体为一种起重机起升机构电机老化程度检测系统及其方法。
【背景技术】
[0002]任何起重机均具备用于使物品获得升降运动的起升机构，其中电机是起升机构驱动装置的必要组成部分；而经过一定时间起升作业之后，起升机构电机均会出现不同程度的老化，若不能及时了解和掌握起升机构电机的老化程度，不仅不利于起升机构电机的及时维护、保养或更换，更对起升作业的正常运行带来了潜在风险。现有技术中的起升机构电机老化程度检测方式主要通过多种传感器对温度、电流和振动等信号进行采集后，通过综合比较分析得出起升机构电机的老化程度信息，这种检测方式不仅缺乏针对性，且实现过程过于复杂，综合考虑的因素较多，需要采集的数据量较大，实施成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种简便易行、节约成本的起重机起升机构电机老化程度检测系统及其方法。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]一种起重机起升机构电机老化程度检测系统，包括用于检测起重机吊载重量的压力传感器、用于检测起升机构运行速度的增量编码器、以及上位机；
[0006]所述上位机包括:
[0007]连接压力传感器，用于判断起重机吊载重量是否超过预设重量的第一判断单元；
[0008]连接增量编码器和第一判断单元，用于当起重机吊载重量超过预设重量时根据起升机构运行速度变化判断起升机构运行状态的第二判断单元；
[0009]连接第二判断单元，用于当起升机构处于加速状态时获取起升机构加速时间，当起升机构处于减速状态时获取起升机构减速时间的第一获取单元；
[0010]连接第二判断单元，用于当起升机构处于减速状态时获取减速距离的第二获取单元;
[0011]用于生成两个初步检测结果表的第一处理单元；所述初步检测结果表用于记录起升机构的任一吊载重量和电机老化状态的对应关系；所述第一处理单元包括:连接第一获取单元和第二获取单元，用于计算每一吊载重量对应的多个起升机构加速时间、减速时间和减速距离的各自标准差、以及各自标准差与相应预设标准值的比值的计算模块；还包括连接计算模块，用于判断任一吊载重量条件下的起升机构加速时间、减速时间和减速距离分别对应的所述比值是否均超过预设比例的判断模块；还包括连接判断模块，用于当某一吊载重量条件下的所述比值均超过预设比例时，将初步检测结果表中该吊载重量对应的电机老化状态记录为1，当某一吊载重量条件下的任一所述比值不超过预设比例时，将初步检测结果表中该吊载重量对应的电机老化状态记录为O的记录模块，其中I表示老化，O表示正常；
[0012]连接第一处理单元，用于根据生成的两个初步检测结果表，对同一吊载重量对应的电机老化状态执行逻辑与操作，得到中间检测结果表的第二处理单元，所述中间检测结果表记录任一吊载重量和执行逻辑与操作后的电机老化状态的对应关系；
[0013]连接第二处理单元，用于利用公式;C =______________~_____^对中间检测结果表所
B
记录的数据进行加权平均，得到最后检测值?的第一计算单元，其中Xk表示任一吊载重量的检测次数、fk为I或0，表示中间检测结果表中任一吊载重量对应的电机老化状态、η表示不同吊载重量的检测次数总和；
[0014]连接第一计算单元，用于根据获得的最后检测值查询专家知识库获知起升机构电机老化程度信息的第三获取单元；
[0015]进一步地，所述上位机还包括连接第三获取单元，用于显示最后检测值T及其对应的起升机构电机老化程度信息的显示单元；
[0016]进一步地:
[0017]所述第二判断单元通过起重机运行速度从零变化至预设速度的时间间隔小于等于预设时间间隔时，来判断起升机构处于加速状态；
[0018]所述第二判断单元通过起升机构运行速度从预设速度变化至零的时间间隔小于等于预设时间间隔，并且起升机构预设速度为零的保持时间达到预设时间值，来判断起升机构处于减速状态；
[0019]另外，还包括连接压力传感器、增量编码器和上位机的PLC;所述PLC用于将压力传感器和增量编码器所检测的数据传输给上位机。
[0020]一种起重机起升机构电机老化程度检测方法，包括如下步骤:
[0021]步骤1:检测起重机吊载重量，执行步骤2 ；
[0022]步骤2:判断起重机吊载重量是否超过预设重量，是则执行步骤3，否则返回步骤I ;
[0023]步骤3:判断起升机构运行状态，若起升机构处于加速状态，执行步骤4，若起升机构处于减速状态，执行步骤5;
[0024]步骤4:获取起升机构加速时间，执行步骤6 ；
[0025]步骤5:获取起升机构减速时间和减速距离，执行步骤6 ；
[0026]步骤6:执行初步检测结果表生成过程两次，得到两个初步检测结果表，所述初步检测结果表记录起升机构的任一吊载重量和电机老化状态的对应关系，执行步骤7 ；
[0027]所述初步检测结果表生成过程包括如下步骤:
[0028]①基于不同吊载重量条件重复执行步骤I至步骤5，获得每一吊载重量对应的多个起升机构加速时间、减速时间和减速距离；
[0029]②计算每一吊载重量对应的多个起升机构加速时间、减速时间和减速距离的各自标准差、以及各自标准差与预设标准值的比值；
[0030]③判断任一吊载重量条件下的起升机构加速时间、减速时间和减速距离分别对应的所述比值是否均超过预设比例，是则将初步检测结果表中该吊载重量对应的电机老化状态记录为I，否则记录为O,其中I表示老化,O表示正常；
[0031]步骤7:根据生成的两个初步检测结果表，分别对同一吊载重量对应的两个电机老化状态执行逻辑与操作，得到中间检测结果表，所述中间检测结果表记录任一吊载重量和执行逻辑与操作后的电机老化状态的对应关系，执行步骤8 ；
[0032]步骤8:利用公式
【权利要求】
1.一种起重机起升机构电机老化程度检测系统，其特征在于包括用于检测起重机吊载重量的压力传感器、用于检测起升机构运行速度的增量编码器、以及上位机； 所述上位机包括: 连接压力传感器，用于判断起重机吊载重量是否超过预设重量的第一判断单元； 连接增量编码器和第一判断单元，用于当起重机吊载重量超过预设重量时根据起升机构运行速度变化判断起升机构运行状态的第二判断单元； 连接第二判断单元，用于当起升机构处于加速状态时获取起升机构加速时间，当起升机构处于减速状态时获取起升机构减速时间的第一获取单元； 连接第二判断单元，用于当起升机构处于减速状态时获取减速距离的第二获取单元；用于生成两个初步检测结果表的第一处理单元；所述初步检测结果表用于记录起升机构的任一吊载重量和电机老化状态的对应关系；所述第一处理单元包括:连接第一获取单元和第二获取单元，用于计算每一吊载重量对应的多个起升机构加速时间、减速时间和减速距离的各自标准差、以及各自标准差与相应预设标准值的比值的计算模块；还包括连接计算模块，用于判断任一吊载重量条件下的起升机构加速时间、减速时间和减速距离分别对应的所述比值是否均超过预设比例的判断模块；还包括连接判断模块，用于当某一吊载重量条件下的所述比值均超过预设比例时，将初步检测结果表中该吊载重量对应的电机老化状态记录为1，当某一吊载重量条件下的任一所述比值不超过预设比例时，将初步检测结果表中该吊载重量对应的电机老化状态记录为O的记录模块，其中I表示老化，O表示正常； 连接第一处理单元，用于根据生成的两个初步检测结果表，对同一吊载重量对应的电机老化状态执行逻辑与操作，得到中间检测结果表的第二处理单元，所述中间检测结果表记录任一吊载重量和执行逻辑与操作后的电机老化状态的对应关系； 连接第二处理单元，用于利用公式
2.根据权利要求1所述的一种起重机起升机构电机老化程度检测系统，其特征在于所述上位机还包括连接第三获取单元，用于显示最后检测值?及其对应的起升机构电机老化程度信息的显示单元。
3.根据权利要求1所述的一种起重机起升机构电机老化程度检测系统，其特征在于: 所述第二判断单元通过起重机运行速度从零变化至预设速度的时间间隔小于等于预设时间间隔时，来判断起升机构处于加速状态； 所述第二判断单元通过起升机构运行速度从预设速度变化至零的时间间隔小于等于预设时间间隔，并且起升机构预设速度为零的保持时间达到预设时间值，来判断起升机构处于减速状态。
4.根据权利要求3所述的一种起重机起升机构电机老化程度检测系统，其特征在于还包括连接压力传感器、增量编码器和上位机的PLC;所述PLC用于将压力传感器和增量编码器所检测的数据传输给上位机。
5.一种起重机起升机构电机老化程度检测方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤1:检测起重机吊载重量，执行步骤2 ； 步骤2:判断起重机吊载重量是否超过预设重量，是则执行步骤3，否则返回步骤I ;步骤3:判断起升机构运行状态，若起升机构处于加速状态，执行步骤4，若起升机构处于减速状态，执行步骤5 ; 步骤4:获取起升机构加速时间，执行步骤6 ； 步骤5:获取起升机构减速时间和减速距离，执行步骤6 ； 步骤6:执行初步检测结果表生成过程两次，得到两个初步检测结果表，所述初步检测结果表记录起升机构的任一吊载重量和电机老化状态的对应关系，执行步骤7 ； 所述初步检测结果表生成过程包括如下步骤: ①基于不同吊载重量条件重复执行步骤I至步骤5，获得每一吊载重量对应的多个起升机构加速时间、减速时间和减速距离； ②计算每一吊载重量对应的多个起升机构加速时间、减速时间和减速距离的各自标准差、以及各自标准差与预设标准值的比值； ③判断任一吊载重量条件下的起升机构加速时间、减速时间和减速距离分别对应的所述比值是否均超过预设比例，是则将初步检测结果表中该吊载重量对应的电机老化状态记录为1，否则记录为O，其中I表示老化，O表示正常； 步骤7:根据生成的两个初步检测结果表，分别对同一吊载重量对应的两个电机老化状态执行逻辑与操作，得到中间检测结果表，所述中间检测结果表记录任一吊载重量和执行逻辑与操作后的电机老化状态的对应关系，执行步骤8 ；
步骤8:利用公式X =对中间检测结果表所记录的数据进行加权
η平均，得到最后检测值?,其中xk表示任一吊载重量的检测次数、fk为I或O，表示中间检测结果表中任一吊载重量对应的电机老化状态、k为正整数且I < k < η、η表示不同吊载重量的检测次数总和，执行步骤9 ; 步骤9:根据获得的最后检测值查询专家知识库获知起升机构电机老化程度信息。
6.根据权利要求5所述的一种起重机起升机构电机老化程度检测方法，其特征在于: 当起重机运行速度从零变化至预设速度的时间间隔小于等于预设时间间隔时，则判断起升机构处于加速状态； 当起升机构运行速度从预设速度变化至零的时间间隔小于等于预设时间间隔，并且起升机构预设速度为零的保持时间达到预设时间值，则判断起升机构处于减速状态。
7.根据权利要求6所述的一种起重机起升机构电机老化程度检测方法，其特征在于: 通过对起升机构运行速度达到预设速度的时间Τ2与起升机构运行速度为零的时间Tl作差，来获取加速时间Τ2-Τ1 ； 通过对起升机构运行速度达到零的时间Τ4与起升机构运行速度为预设速度的时间Τ3作差，来获取减速时 间T4-T3。
【文档编号】G01R31/34GK103969584SQ201410230898
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】张书峰, 金文成, 林春浩 申请人:大连美恒时代科技有限公司