基于门式起重运行状况的造船生产管理系统及方法与流程

本发明涉及电气自动化和物联网技术领域，具体涉及一种基于门式起重运行状况的造船生产管理系统及方法。

背景技术：

目前，在造船生产中常用到门式起重机以实现对物料进行吊运、升降、分段空中翻身和空中水平回转等。金属结构在使用过程中受到损害会产生变形，在目前的管理生产中，缺乏对起重机的机械结构故障的预见性，仍然沿用传统定期检修的方式，这样只能检测到特定时间的应力应变情况，而不能了解生产中的应力应变情况。因此，当突发故障发生时，往往只能临时安排其他设备救急，甚至当故障设备无法被替代时，只能暂停作业，导致整个生产进度被拖延。这种情况没能做到全面综合考量起重运行状况与生产需求，不利于生产管理。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于门式起重运行状况的造船生产管理系统及方法。

本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统，具有这样的特征，包括：多个应力应变数据采集装置，分别设置在船厂的多台门式起重机上，应力应变数据采集装置包含贴附在门式起重机的结构件表面的传感器阵列；多个现场主机，分别与多个应力应变数据采集装置连接；以及管理员计算机，与多个现场主机通信连接。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统中，还可以具有这样的特征：其中，传感器阵列为光纤光栅传感器阵列，包含与门式起重机的多个结构件相对应的多条光缆支线，每条光缆支线连接有多个fbg传感器，应力应变数据采集装置还包含光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪具有多个光学接口，分别与多条光缆支线相连接。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统中，还可以具有这样的特征：其中，fbg传感器串联有有光纤光栅温度补偿金属片。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统中，还可以具有这样的特征：其中，结构件的表面粘附有胶粘层，fbg传感器埋入胶粘层的内部。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统中，还可以具有这样的特征：其中，应力应变数据采集装置还设置有a/d转换器，a/d转换器与现场主机连接。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统中，还可以具有这样的特征：其中，管理员计算机与多个现场主机为无线通信连接，现场主机连接有无线发射装置，现场主机与管理员计算机之间设置有无线网桥，管理员计算机连接有无线ap设备。

本发明还提供一种基于门式起重运行状况的造船生产管理方法，，应用于上述的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统中，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据船厂的所有门式起重机的历史生产数据以及历史故障维修应力应变数据存入现场主机建立数据库；步骤二，通过管理员计算机预设起重生产任务，起重生产任务包含生产任务量以及任务起始时间和任务终止时间；步骤三，采用应力应变数据采集装置实时采集船厂的所有门式起重机的生产数据以及门式起重机的结构件表面的应力应变数据；步骤四，根据采集生产数据以及应力应变数据，基于数据库的数据，通过现场主机判断起重机的状态；步骤五，根据步骤四的起重机的状态，通过现场主机判断预设起重生产任务的可行性，并将可行性判断结果显示在管理员计算机。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中起重机的状态包括以下情况：故障中状态：实时的应力应变数据大于或等于历史故障维修应力应变数据或者实时的生产数据不符合标准生产数据；非故障状态：实时的应力应变数据小于历史故障维修应力应变数据且实时的生产数据符合标准生产数据。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理方法中，还可以具有这样的特征：其中，非故障状态包括正常状态以及趋于故障状态，当前时间段内的应力应变数据的变化符合预定应力应变变化量，判断为正常状态；当前时间段内的应力应变数据的变化大于预定应力应变变化量，判断为趋于故障状态。

在本发明提供的基于门式起重运行状况的造船生产管理方法中，其特征在于，还包括以下步骤：将采集的生产数据以及应力应变数据实时追加到数据库中。

本发明的作用与效果：

本发明的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统及方法，实现了实时采集船厂中所有起重机表面的应力应变数据，可以获取生产状态下各台起重机的应力应变情况，从而获知其状态。系统中设置a/d转换器实现信号转换，并设置无线通信设备实现信号传输，使得不仅可在现场主机上让操作员实时监控到自己操作的起重机表面的应力应变数据，同时通过现场主机基于数据库和预设数据进行分析判断，对生产任务的可行性进行判断，从而有利于管理员根据当前的船厂所有起重机的状态以及判断结果来合理安排后续的生产任务。

附图说明

图1是本发明的实施例中基于门式起重运行状况的造船生产管理系统的示意图；

图2是本发明的实施例中基于门式起重运行状况的造船生产管理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明基于门式起重运行状况的造船生产管理系统及方法作具体阐述。

如图1所示，本实施例中的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统100包括：多个应力应变数据采集装置、多个现场主机20、多个无线通信设备、管理员计算机40。

多个应力应变数据采集装置分别设置在船厂的多台门式起重机上，用于采集门式起重机表面的应力应变数据。在本实施例中，每个应力应变数据采集装置由光纤光栅传感器阵列11、光纤光栅解调仪12以及a/d转换器13组成。

光纤光栅传感器阵列11用于采集到门式起重机表面的应力应变产生的光信号。每个光纤光栅传感器阵列11对应于一台门式起重机，光纤光栅传感器阵列11包含与该门式起重机的多个结构件相对应的多条光缆支线，每条光缆支线连接有多个fbg传感器，fbg传感器串联有有光纤光栅温度补偿金属片。门式起重机的结构件的表面在感应位点出粘附有胶粘层，fbg传感器埋入胶粘层的内部。

光纤光栅解调仪12与光纤光栅传感器阵列11相连接，用于将光信号转换为电信号。光纤光栅解调仪12具有多个光学接口，分别与多条光缆支线相连接。光纤光栅解调仪12中采用波长扫描型光纤激光器作为光源，以实现光路增益。

a/d转换器13与光纤光栅解调仪12相连接，用于将光纤光栅解调仪12输出的电信号由模拟信号转换为数字信号。

现场主机20为门式起重机的工控机，工控机内设置有起重机工作cms系统。多个现场主机20分别与多个应力应变数据采集装置中的a/d转换器13相连接。

管理员计算机40与多个现场主机20为通过多个无线通信设备通信连接：现场主机20连接有无线发射装置31，用于发射无线信号；现场主机20与管理员计算机40之间设置有无线网桥32，用于信号中转，管理员计算机40连接有无线ap设备33，用于接收信号。

如图2所示，本实施例的基于门式起重运行状况的造船生产管理方法，应用于上述的基于门式起重运行状况的造船生产管理系统100中。

基于门式起重运行状况的造船生产管理方法包括以下步骤：

步骤一，根据船厂的所有门式起重机的历史生产数据以及历史故障维修应力应变数据存入现场主机建立数据库。

步骤二，通过管理员计算机预设起重生产任务，起重生产任务包含生产任务量以及任务起始时间和任务终止时间。

步骤三，采用应力应变数据采集装置实时采集船厂的所有门式起重机的生产数据以及门式起重机的结构件表面的应力应变数据。

步骤四，根据采集生产数据以及应力应变数据，基于数据库的数据，通过现场主机判断起重机的状态。同时将采集的生产数据以及应力应变数据实时追加到数据库中。

步骤四中起重机的状态包括以下情况：故障中状态：实时的应力应变数据大于或等于历史故障维修应力应变数据或者实时的生产数据不符合标准生产数据；非故障状态：实时的应力应变数据小于历史故障维修应力应变数据且实时的生产数据符合标准生产数据。标准生产数据根据门式起重机在历史正常使用下的生产数据或者理论生产数据来设定。

非故障状态包括正常状态以及趋于故障状态：当前时间段内的应力应变数据的变化符合预定应力应变变化量，判断为正常状态；当前时间段内的应力应变数据的变化大于预定应力应变变化量，判断为趋于故障状态。预定应力应变变化量根据门式起重机在历史正常使用下的应力应变变化量或者理论应力应变变化量设定。

步骤五，根据步骤四的起重机的状态，通过现场主机判断预设起重生产任务的可行性，并将可行性判断结果显示在管理员计算机。以便管理员可以参考该结果合理安排生产任务。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。