一种通过MHCIMS分析起重机健康状况的方法与流程

本发明涉及一种起重机健康分析方法，尤其是一种起重机监控系统(mhcims)的智能化的分析方法。
背景技术：
：目前，国内起重机的监控系统很多，但都局限于数据的简单采集、直接存储、直接显示、简单报警等功能的实现阶段，并且局限于单台起重机的监控。它只能帮助人们解决现场调试与事后故障诊断的部分问题。随着工业自动化与信息化的发展，人们需要新的技术方法来达到事前维护的效果，当故障或问题发生前能通过数据的统计分析预判即将产生的问题，并且能够评估起重机的当前状态特别是起重机当前的健康状况，帮助人们更加有效管理、分析起重机。技术实现要素：鉴于已有技术存在的缺陷，本发明要提供一种通过mhcims分析起重机健康状况的方法，通过对与起重机相关的运行数据、报警信息及元件寿命信息进行全面统计及详细分析，并在此基础上实现对起重机健康的评估，预判起重机存在问题，帮助维护人员提炼的关键问题点、维修重点等，使起重机的运行更加安全、高效、节能。为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种通过mhcims分析起重机健康状况的方法，包括以下步骤：步骤1、设定可编程逻辑控制器plc采集起重机数据，所述的起重机数据包括：各机构档位；起升机构载荷；各机构电流；各机构电压；起升机构制动器；起重机输入电压；各机构启动时间；所有报警；主要接触器；起重机电能；电机速度；步骤2、将采集的起重机数据反馈到agent服务器；具体步骤如下：步骤21、针对步骤1中可编程逻辑控制器plc所采集的起重机数据地址在agent服务器进行通信设定；所述的地址指起重机数据在plc寄存器的采集地址；所述的通信指plc和agent服务器通过rs-485或者modbus通讯协议进行通信，并在agent服务器设定与plc寄存器的采集地址一一对应的数据接收地址；步骤22、对其步骤1所采集的起重机数据在agent服务器进行扫描以获取实时数据，将实时数据归档，即将实时数据按照时间、数值保存到agent服务器上；即数据保存的格式是按照数据采集的时间以及数值进行保存的；步骤3、agent服务器通过agent数据的绑定反馈到mhcims；即mhcims通过时间、数值在agent服务器的名字，调用agent库文件进行数据绑定；步骤4、mhcims针对不同功能对数据进行分析，将得到的结果在界面上显示，具体步骤如下：步骤41、报表分析，包括系统评价和故障排行；步骤42、报警分析，包括报警数量分布、报警率分布、报警处理时间排名、破坏性故障统计和激增故障统计；步骤43、运行信息分析，包括起重机及机构工作级别、运行时间、运行效率、加速时间、减速时间、机械制动时间、最大电流值及对应压降比例，工作循环总数、载荷总吨位；步骤44、寿命分析，包括计算、机械部件的寿命评定及电气元件的寿命评定；所述的计算指：对与起重机健康状况相关的运行数据进行统计分析，根据现场工程师经验整合的软件算法，得出所关注量的数值，通过和以往的数据或者设定的标准值进行对比得出起重机的健康状况；所述的机械部件的寿命评定指：通过经验公式对其是否达到使用年限进行衡量判断；所述的电气元件的寿命评定指：通过电气元件更换次数、运行时间以及动作次数指标对其进行使用寿命的衡量。进一步地，步骤41所述的系统评价是通过查询行车数据库中记录的相关项目相关数据，判断是否超出基准值，显示系统当前存在的问题，概括指出行车存在的主要问题；所述的故障排行是通过对数据库中起重机机构故障按照出现次数进行排序，直观显示从某一时刻到当前问题最多的故障。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明能够对与起重机总体运行健康状况相关的运行数据及元件寿命信息进行全面统计及详细分析，并在此基础上得出一些具有具体指导意义的结论性提示及建议，并将现场工程师丰富的经验整合为软件算法，融入报警信息的分析功能中，形成对于故障原因的解析和提示及处理措施的建议。本发明不仅可以针对单台行车进行详尽的健康管理还可以升级为对多台行车进行信息的汇总统计及分析对比，为车间级、工厂级设备的集中管理提供数据基础。附图说明图1为本发明方法流程图。图2为本发明系统模块结构图。图3为本发明分析报表模块结果图。图4为本发明报警分析模块结构图。图5为本发明运行分析模块结构图。图6为本发明寿命分析模块结构图。图7为mhcims内部模块之间据流图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。图1为本发明起方法流程图，本地数据库通过wcf与mhcims连接，mhcims通过调用agent库文件绑定数据与agent服务器相连，agent服务器通过绑定数据在plc地址进行绑定与plc相连；plc通过硬件与起重机相连。表1所示为本发明用到的缩略语。图2为健康管理总体视图，包括报表分析、运行分析和报警分析寿命相关功能。图3中系统评价：目的是通过查询行车数据库中记录的相关项目相关数据(见表2)，判断是否超出基准值，显示系统当前存在的问题，概括指出行车存在的主要问题；故障排行：通过对数据库中起重机机构故障按照出现次数进行排序，直观显示从某一时刻到当前问题最多的故障。图4为针对起重机报警设计的相关功能包含报警数量分布、报警率分布、报警处理时间排名、破坏性故障统计、激增故障统计、通过现场工程师的经验整合的软件算法解析和统计数据库中记录的所有报警信息得出相对应结果。例如激增报警统计目的是统计并显示在指定时间段内所有激增报警前十名。具体算法如下：统计环比增加数量或幅度超过一定范围的报警：当上一周期该项报警数量为5个及5个以内，增加数量大于或等于3个，即为激增故障；当上一周期该项报警数量大于5个，增加幅度大于或等于50％，即为激增故障；注：“上一周期”指的是与本周期对应的时间范围；图5为运行分析本项功能主要对与起重机健康状况相关的运行数据的统计结果进行展示，主要对象是生产人员、维护人员。管理人员也可以通过该项统计数据，了解起重机的运行情况。其包含的统计项目如下：起重机及机构工作级别；运行时间、运行效率；加速时间、减速时间、机械制动时间；最大电流值及对应压降比例；工作循环总数、载荷总吨位。通过现场工程师的经验整合的软件算法解析和统计得出相对应结果举例如下：1)运行时间及运行效率算法：为任何一个电机开始运行即为起重机开始运行，以此作为起重机运行时间的计时起点；运行效率＝运行时间/自然时间。2)统计加速时间及减速时间计算方法：需满足条件：a、减速过程：档位从4到0的时间t<＝0.8s；加速过程：档位从0到4的时间t<＝0.8s；b、在0档处延时3s；记录数值：a、档位从四档开始变化的起始时间t1；b、速度为0时的时间t2；加速时间的数值为t2-t1。3)机械制动时间计算方法：记录速度agent为0时的时间点列表，在制动器agent的lgd文件中寻找与上述时间点对应的制动器接触器值为0的时间点，逐一相减，获得一系列机械制动时间。图6为计算及评定机械部件及电气元件的寿命的示意图，对于机械部件，主要通过经验公式对其是否达到使用年限进行衡量判断；对于电气元件，主要通过更换次数、运行时间以及动作次数等指标对其进行使用使用寿命的衡量。部分机械部件相关算法：a)整车钢结构寿命：①估算剩余寿命变量：工作级别、使用时间；②机构实时状况变量：上拱度h1、主梁高低差h2；计算上拱度h1：小车停于主梁一端，设定水平高度线，测量每根主梁的两端高度和跨中高度，具体步骤如下：输入“跨度s”、“小车轨距k”、“左端高度a”、“右端高度b”、“跨中高度c”，定义上拱度：h1≥0.7跨度正常使用范围，h1＜0.7跨度建议修复，计算公式如下：h1＝c-(a+b)/2；计算主梁高低差h2；主梁高低差h2即两根梁同一断面高低差，公式h2等于两根主梁c值差；主梁高低差是否正常的评判标准如下：当小车轨距k≤2米，h2≤3mm；当小车轨距2米≤k≤6.6米，h2≤0.0015k；当小车轨距k＞6.6米，h2≤10mm。b)钢丝绳寿命：①统计运行距离，自学习数据为标准；②做功总量统计，公式w＝fs，f为吊载重量，s为运行距离，自学习数据为标准；③钢丝绳直径监测，测量钢丝绳直径d′，公式d′≥0.93d正常使用，d为公称直径；c)吊钩寿命：①使用时间，自学习数据为标准；②吊钩开口尺寸监测，输入“原开口尺寸a”，测量“开口尺寸a′”，公式a′≤1.15a，正常使用；d)制动轮寿命：①制动次数，自学习数据为标准；②制动轮轮缘公称值b，测量值b′；起升、变幅机构b′≥0.6b，正常使用；其他机构b′≥0.5b，正常使用；e)制动带摩擦垫片寿命：①制动次数，自学习数据为标准；②公称厚度b，测量厚度b′：公式b≥0.5b′，正常使用；图7所示为mhcims内部模块之间通过服务层接口与数据库进行通讯。软件模块需要共享的数据，通过数据库进行。表1为本发明所用到的术语和缩略语缩略语解释wcf微软的通用网络通信架构plc可编程逻辑控制器mhcims起重机监控系统agentmh‐scada中的变量表2为系统评价的相关项目相关数据加速时间减速时间机械制动时间最大电流值及对应压降比例报警总数安全事故警告设备烧损警告故障率增加警告司机不规范操作警告故障停机警告设备寿命报警警告当前第1页12