一种海上平台起重机状态监测装置的制作方法

文档序号:11899187阅读:227来源:国知局

本实用新型涉及海上石油平台起重机技术领域,尤其是一种海上平台起重机状态监测装置。



背景技术:

海上平台起重机是海洋石油钻井平台的关键装备,也是重要的海洋工程装备。海上平台起重机是复杂的机-电-液一体化设备,其技术含量高,造价高昂;同时,作为海上石油平台人员、物资交换的专用设备,其安全性不容忽视。

海上平台工作环境恶劣,起重机的使用率高、工作时间长,腐蚀、风雪等对起重机的可靠性产生巨大影响。平台起重机使用过程中通常依靠操作者的听觉和视觉判断起重机的运行情况,超载、碰撞平台或者其它设备的现象。为减少事故发生,需要定期对平台起重机进行养护。起重机的日常养护必不可少,包括探伤、腐蚀修复、润滑、更换易损件等,养护工作的疏忽有可能埋下重大的安全隐患;尤其是老龄化的起重机,性能退化,养护频率高,安全隐患高。

平台起重机出现故障,需要专业人员进行检修,往往需要从陆地派遣技术人员维修,故障排查和维修期间,平台石油生产所需的物资将无法正常供给,严重影响平台上工作效率。

液压、电气系统是海上平台起重机的控制系统核心,任何影响安全性的起重机机械系统故障、液压系统故障以及认为操作失误,如超载等都会对液压系统工作状态产生影响,液压系统状态参数反映了起重机的工作状态,因而通过检测液压系统的状态可以间接的对起重机的性能、状态进行监测,避免安全事故发生。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种海上平台起重机状态监测装置,能间接监测起重机性能和工作状态、降低起重机日常养护工作强度和检修工作难度,减少安全事故发生率。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种海上平台起重机状态监测装置,其特征在于:包括工控机、可编程逻辑控制器、触摸屏、传感器和信号输出指示器件, 可编程逻辑控制器分别与传感器、触摸屏以及信号输出指示器件相连接,可编程逻辑控制器与工控机之间通过网络相连接。

所述传感器包括液位传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器、电压互感器、电流互感器、光纤应变传感器,液位传感器用于液压油箱的液位;压力传感器、流量传感器和温度传感器分别用于检测起重机的主钩液压系统回路、副钩液压系统回路、回转液压系统回路、变幅液压系统回路和液压控制系统回路的进出口压力、流量和温度;电气系统传感器包含电压互感器、电流互感器,电压互感器、电流互感器分别用于检测起重机电气系统主回路三相电压电流及控制回路电压;光纤应变传感器用于检测起重机主结构危险点应力。

所述信号输出指示器件包括压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯、液压油温高指示灯、液压油温低指示灯、液压油位高指示灯、三相电流不平衡指示灯、三相电压不平衡指示灯、应力高指示灯和声光报警器。压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯、液压油温高指示灯、液压油温低指示灯、液压油位高灯分别用于指示系统回路中压力异常、流量异常、油温高、油温低和油位高的情况,电压、电流指示灯用于指示电气回路电压、电流异常情况,应力指示灯用于指示主结构应力异常情况。

所述可编程逻辑控制器为西门子S7-300型可编程逻辑控制器;所述流量传感器为涡轮流量传感器,所述温度传感器为插入式温度变送器,所述液位传感器为投入式液位变送器,所述电流互感器为母线式电流互感器,所述电压互感器为单相电压互感器,所述的光纤应变传感器为焊接式光纤应变传感器。

所述触摸屏上设有系统状态实时显示区、预警和故障信息显示区。

可编程逻辑控制器通过多个传感器获得的起重机液压系统的各项状态数据,进行处理的同时将数据传送到工控机进行分析和故障诊断,通过触摸屏显示液压系统状态参数和故障信息及预警信息。

本实用新型的有益效果是:采用上述监测装置,可提升起重机工作效率,提前规避操作风险和安全隐患,降低安全隐患和养护成本。具体是通过集成的压力、流量、温度、液位、电压、电流、应力等传感器监测起重机液压系统的性能、状态,当状态数据异常时进行故障诊断、预警和紧急信号的输出。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型结构的方框示意图。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型一种海上平台起重机现场控制装置,包括可编程逻辑控制器1、工控机2、触摸屏3、传感器4、信号输出指示器件5。可编程逻辑控制器1分别与传感器4、触摸屏3以及信号输出指示器件5相连接,可编程逻辑控制器1与工控机2之间通过网络相连接。

上述传感器4包括液压油箱液位传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器、电压互感器、电流互感器、光纤应变传感器。液位传感器用于液压油箱的液位。压力传感器、流量传感器和温度传感器分别用于检测起重机的主钩液压系统回路、副钩液压系统回路、回转液压系统回路、变幅液压系统回路和液压控制系统回路的进出口压力、流量和温度。电压、电流互感器分别用于检测起重机电气系统主回路三相电压电流及控制回路电压。光纤应变传感器用于检测起重机主结构危险点应力;起重机主结构危险点即容易受力变形出故障的点位。

上述信号输出指示器件5包括压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯、液压油温高指示灯、液压油温低指示灯、液压油位高灯、三相电流不平衡指示灯、三相电压不平衡指示灯、应力高指示灯和声光报警器。压力异常指示灯、液压系统流量异常指示灯、液压油温高指示灯、液压油温低指示灯、液压油位高灯分别用于指示系统回路中压力异常、流量异常、油温高、油温低和油位高的情况,电压、电流指示灯用于指示电气回路电压、电流异常情况,应力指示灯用于指示主结构应力异常情况。

可编程逻辑控制器1通过各传感器获得的起重机液压系统的各种状态数据,进行处理同时将数据传送到工控机进行分析和故障诊断,当获取数据超过设定的阀值时,则发出报警信号,由触摸屏3显示液压系统状态数据和故障诊断信息。

本实施例中,上述可编程逻辑控制器采用西门子S7-300型PLC。所述流量传感器为涡轮流量传感器,安装方式为螺纹连接。温度传感器为插入式温度变送器,液位传感器为投入式液位变送器,电流互感器为母线式电流互感器,电压互感器为单相电压互感器,光纤应变传感器为焊接式光纤应变传感器。

在上述触摸屏3上设有起重机液压系统状态信息显示区和潜在故障信息显示区,能够实时显示可编程逻辑控制器采集到的液压系统的所有状态信息和潜在故障信息。

实际应用时,所有的传感器依照各自的功能安装在起重机的对应部位上,所以指示灯安装在起重机的控制室中。工控机2采用安装有WinCC组态软件的64位win7系统的工控机,能够与可编程控制器1、触摸屏3进行组态连接。软件系统中,WinCC组态软件系统自配的状态监控模块、数据管理模块、故障诊断模块、日志管理模块、系统设置管理模块等,可以满足工程人员的使用需求。具体是以数据库模块为核心,可将可编程控制器采集的液压系统的状态数据储存,工控机根据获取的信息进行分析处理,并在触摸屏上实时显示状态数据。

最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对本实用新型保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

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