一种基于物联网的塔式起重机寿命评估系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种特种设备的寿命及安全评估技术应用，尤其设及一种基于物 联网的塔式起重机寿命评估系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着城市化进程的加快，建筑用塔式起重机正越来越多的被用于建造高 楼大厦。由于其作业环境恶劣、工况复杂多变，塔式起重机倒塌事故不断发生，严重危害人 们的生命财产安全，特别是有一定服役年限的老旧塔式起重机，由于其结构磨损比较严重， 更容易发生事故，为此，住建部规定超过一定服役年限的老旧塔式起重机继续使用必须进 行安全评估；另外，还有相当一部分塔式起重机，由于操作不当发生各种各样的事故，经过 维修评估后仍旧可W使用。多种情况综合可知，评估机构每年需要安全评估的塔式起重机 数量相当庞大。
[0003] 传统塔式起重机的评估一般都是通过人工现场检测，然后经过计算汇总，得出塔 式起重机安全评估结论。在此过程中，需要大量数据检测和计算，采取人工测量的方式，工 作量太大，针对每台塔式起重机进行评估几乎是一个不可完成的任务。另外，很多施工单位 为了赶工期，经常超载作业。采用传统的评估方式，依靠人工进行数据收集、测量、计算，由 于无法统计实际工作中的载荷率、超载时间、冲击抖动等因素，就难W发现该种频繁超载引 起的疲劳隐患，评估更是无从说起。
[0004] 基于W上背景和分析，本实用新型提出了一种基于物联网的塔式起重机寿命评估 系统。该系统基于物联网架构、能够自动收集塔式起重机的工作数据，同时结合部分的手持 式终端的数据采集，统一发送到数据平台进行分析。可W针对塔式起重机的使用寿命进行 在线评估，并自动生成评估报告，提高评估效率和降低计算误差。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的是：针对塔式起重机寿命评估存在测量难、计算难、数据量大的 特点，提供一种基于物联网的塔式起重机寿命评估系统，能够快速、高效、准确的评估塔式 起重机的寿命。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的塔式起重机 寿命评估系统包括；塔式起重机远程监控终端1、无线网络传输系统3、手持评估终端2、寿 命评估服务系统4。
[0007] 所述塔式起重机远程监控终端1通过安装在塔式起重机上的传感器，采集塔式起 重机的各个动作参数；塔式起重机远程监控终端1通过无线数据传输单元1-12发送至寿命 评估服务系统4。
[000引所述塔式起重机远程监控终端1包括；人机交互界面1-1、数据采集处理单元1-2 载荷传感器1-3、幅度传感器1-4、高度传感器1-5、转角传感器1-6、风速传感器1-7、倾角传 感器1-8、操作指令1-9、控制输出1-10、GI^S定位模块1-11、无线数据传输单元1-12)、电源 系统1-13。
[0009] 所述传感器采用高精度无齿轮传动编码器，可w完全电子和数字化设定圈数，可 任意位置设定零点或中途任意点，最大圈数16384圈。
[0010] 所述电源系统1-13采用隔离变压器进行一次降压，使电压能够满足开关电源工 作范围，同时抑制一定的电网干扰；另外增加电源滤波模块，除去电源的高低频波的污染， 然后接入开关电源，供给设备使用。
[0011] 塔式起重机远程监控终端1和各个模块之间的数据传输方式包括；人机交互界面 1-1与数据采集处理单元1-2采用RS232或者RS485传输；数据采集处理单元1-2与传感 器1-3、1-4、1-5、1-6、1-7和1-8之间采用模拟量数据传输；数据采集处理单元1-2与操作 指令1-9采用开关量数据传输；数据采集处理单元1-2与控制输出1-10采用开关量数据传 输；GI^S定位模块1-11与数据采集处理单元1-2采用RS232或者RS485传输；数据采集处 理单元1-2与无线数据传输单元1-12采用RS232或者RS485传输。
[0012] 所述手持评估终端2自带的图像采集设备对被检测的关键位置拍照、摄像记录， 通过手持设备外扩的传感器检测塔式起重机经过现场磨损腐蚀后的实际壁厚、损伤情况、 裂纹长度和深度情况、应力大小、产权编号、安全装置信息，填入重要结构件的变形检测信 息、输入载荷试验的信息；所述手持评估终端2通过自身携带的图像采集设备，可W将现场 的图片和视频进行拍摄和存储，存储器大小不小于16G ;所述手持评估终端2通过串口通讯 方式RS232或者RS485连接外扩传感器；所述手持终端2通过内置的GPRS/GPS信号接收 器，利用无线网络上网，从寿命评估服务系统4中，下载已评估好的评估系统报告，利用U盘 导出或者外接USB打印机直接打印；所述手持终端内置《JGJ/T 189-2009建筑起重机械安 全评估技术规程》中所需要的安全评估所有算法，根据算法可W进行寿命的计算和报告的 输出。
[0013] 所述无线传输系统3采用集成GPRS/GPS DTU数据传输单元模块，内置TCP/IP协 议，利用无线移动网络，将位置信息、工作状态等数据传输至移动网络的服务基站，由服务 基站接收，然后通过网络输出至服务平台。
[0014] 所述寿命评估服务系统根据寿命评估要求，实时分析、整理数据，并进行寿命计算 与报告输出。
[0015] 所述寿命评估服务系统4包括进行功能算法选择的主界面模块4-1、为存储材料 性能参数和载荷应变数据的数据库管理模块4-2、为计算寿命所需要的各类算法集合的寿 命计算模块4-3、结构寿命可靠性计算的安全决策模块4-4 ;所述寿命评估服务系统4可 根据前述计算模块，自动生成评估报告，实现无纸化办公的评估报告模块4-5 ;所述寿命评 估服务系统4根据拍摄到的塔式起重机的图片、人工输入的信息W及扫描到的关键部件的 受损情况，结合出厂设计图纸，进行位置匹配，结合塔式起重机远程监控终端1采集到的信 息，经过算法处理，生成可W打印的报告，W备查询下载。
[0016] 本实用新型的有益效果是，该系统基于物联网架构、能够自动收集塔式起重机的 工作数据，同时结合部分的手持式终端的数据采集，统一发送到数据平台进行分析。可W针 对塔式起重机的使用寿命进行在线评估，并自动生成评估报告，提高评估效率和降低计算 误差。
【附图说明】
[0017] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0018] 图1是塔式起重机寿命评估系统模块构架图。
[0019] 图2是远程监控终端连接方式示意图。
[0020] 图3是远程监控终端和其他模块连接方式示意图。
[0021] 图4是寿命评估系统软件架构图。
[0022] 图5是无漏磁隔离变压器示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0024] 由图1所示，一种基于物联网的塔式起重机寿命评估系统包括：塔式起重机远程 监控终端1、无线网络传输系统3、手持评估终端2、寿命评估服务系统4。塔式起重机远程 监控终端1通过安装在塔式起重机上的传感器，采集塔式起重机的各个动作参数，检测信 号通过无线数据传输单元1-12发送至寿命评估服务系统4。寿命评估服务系统4根据寿命 评估要求，实时分析、整理数据，并进行寿命计算与报告输出。
[0025] 由图2所示，人机交互界面1-1与数据采集处理单元1-2采用RS232或者RS485 传输；数据采集处理单元1-2与传感器1-3、1-4、1-5、1-6、1-7和1-8之间采用模拟量数据 传输；
[0026] 数据采集处理单元1-2与操作指令1-9采用开关量数据传输；数据采集处理单元 1-2与控制输出1-10采用开关量数据传输；GI^S定位模块1-11与数据采集处理单元1-2采 用RS232或者RS485传输；数据采集处理单元1-2与无线数据传输单元1-12采用RS232或 者RS485传输。
[0027] 由图3所示，手持设备外扩的传感器检测塔式起重机经过现场磨损腐蚀后的实际 壁厚、损伤情况；通过手持设备外扩的传感器检测塔式起重机的裂纹长度和深度情况、应力 大小、产权编号相关参数、安全装置信息、变形检测信息；通过手持评估终端2输入载荷试 验的信息；按照《JGJ/T 189-2009建筑起重机械安全评估技术规程》，通过手持评估终端2 输入所有的需要参数；手持评估终端2通过串口通讯方式RS232或者RS485连接外扩传感 器；手持评估终端2通过自身携带的图像采集设备，可W将现场的图片和视频进行拍摄和 存储，存储器大小不小于16G ;手持评估终端2可W通过内置的GPRS/GI^S信号接收器，利用 无线网络上网，从寿命评估服务系统4中，下载已评估好的评估系统报告，利用U盘导出或 者外接USB打印机直接打印；手持评估终端2内置《JGJ/T 189-2009建筑起重机械安全评 估技术规程》中所需要的安全评估所有算法，根据算法可W进行寿命的计算和报告的输出。 [002引 由图4所示，寿命评估服务系统4包括进行功能算法选择的主界面模块4-1、为存 储材料性能参数和载荷应变数据的数据库管理模块4