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浅谈龙门吊安全监控系统内容研究---郑州恺德尔起重机安全监控系统

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2021-03-30 10:32:00

随着我国经济的快速增长,起重机在电力、能源、石化、交通、造船等行业的强劲推动下得到了广泛应用,随之对起重机的安全性与有效性提出了更高层次的要求。据不完全统计,我国门式起重机在起重机领域占比达到八成以上,但是门式起重机的状恭监测与故障分析监测系统仍不完善,用户大多凭借肉眼和经验对起重机运行状态进行检测,存在严重的安全隐患。针对门式起重机的监测系统不完善且基本采用C/S结构,鲜有远程监测与诊断分析功能的本地监测系统的情况,因此,本项目开发一个基于web平台的门式起重机远程监测及诊断分析系统,全面保障起重机安全运行。

具体研究工作包括以下几点:

1)分析了当前关于国内外门式起重机远程监测与故障诊断分析相关技术的国内外研宄现状。根据《GB/T 28264-2017起重机械安全监控管理系统》文件要求及项目需求,分析了门式起重机远程监测系统与诊断分析系统功能与需要监测的参数。

2)设计了远程监测及诊断分析系统的总体结构。选用B/S总体架构,将系统功能划分为:状态监测、故障诊断、数据分析、数据管理与用户权限5大模块,设计并实现各个模块的功能。对系统开发中关键技术进行研究,实现了Socket网络通信技术、Websocket数据传输实时性技术及Activex控件绘图技术在远程监测及信号诊断分析中的应用,并验证了关键技术的有效性。

3)在分析故障树分析法与专家系统的基础上,构建了门式起重机起升机构、运行机构与电气结构故障树,分别作定性定量分析,计算最小割集与重要度概率构建了专家系统知识库与推理机。

4)在对状态监测与诊断数据分析基础上,构建了基于Mongo DBB的门式起重机远程监测及诊断分析系统数据库,为状态监测及诊断分析系统开发提供帮助。

5)研制了门式起重机远程监测及诊断分析系统,并通过门式起重机小车运行机构故障验证诊断专家系统的有效性与准确性;以某齿轮箱实验台的故障监测数据验证了本系统齿轮箱故障分析诊断的有效性。 安装起重机监控系统意义:

   我国经济的发展,起重机被应用在越来越多的领域中,尤其是能源、电力、石化、冶金、交通等领域,起重机械得到空前的发展。起重机械逐渐向自动化、专业化、智能化的方向发展,对起重机械的要求也越来越严格。起重机作为一种被各行业广泛应用的大型机械设备,其复杂的机械结构在高强度的工作下难免发生电气或者结构类的故障,一旦发生事故,可能带来不可估量的损失。因此,必须通过全面的监测与可行的措施来保证起重机的安全性与可靠性。据国家质检总局公布的数据可知,2012年,全国共发生228起特种设备事故,导致292人死亡,354人受伤。特种设备死亡率为0.517/万台,其中起重机械事故数和死亡人数所占比重最大,分别占比33.3%、44.2%。2006年某电厂69T门起机因大风发生侧翻,造成7死9伤重大人身伤亡事故;2013年湖北汉川电厂1#机组的塔式起重机安装时坍塌,造成4死2重伤事故。一起起大型起重设备事故案例表明:必须对特种设备的安全性进行实时监测,并通过一定的报警形式通知现场工作人员及时处理相关问题,避免事故再次发生,从而减少不必要的人身伤害,降低事故带来的经济损失。因此,2012年,国家质检总局针对起重机生产的安全性相继出台了一些要求和规范,要求每台大型起重机必须加装安全监控管理系统,能够监控起重机工作工程,并记录起重机运行参数和安全状态。

据统计,门式起重机在起重机领域所占比例达到八成以上。近几十年来,我国起重机产品只注重数量和实用性的发展,缺少相关的安全监控措施,大部分设备仅仅安装了起升重量限制传感器,缺少比较完善的工况监测与故障诊断分析系统,存在非常严重的安全问题。在生产和检查时,用户只能凭借肉眼和经验来判断起重机运行状态,这样必然存在严重的安全隐患,同时起重机维检也具有一定的盲目性。为了改变缺少有效监测手段的现状,有必要加大起重机监测系统的开发力度,并对起重机运行各参数进行全面的实时监测,对可能出现的故障进行故障诊断与分析,并进一步提高起重机设备的监管技术和维检手段。本项目就解决此类问题而展开的,通过与某特院深入交流,并结合生产实际需求,针对门式起重机状态监测系统与故障分析技术展开研宄。本项目的开发与实施满足起重机安全监测管理系统规范,弥补国内对门起机监测系统与故障诊断分析技术的不足。

起重机监测系统,主要用于起重机运行状态的采集、实时状态监测、故障信息实时报警与记录、起重机设备运行维护、生产统计以及整机设备使用状况分析,还可通过对监测对象历史数据进行故障诊断分析,从而判别系统的运行状态与故障类型,给出合适的解决方案,来保障起重机安全生产。对于起重机监测管理系统的研究和开发国外大型起重设备制造商在上世纪80年代己经取得巨大的技术果。德国利勃海尔公司开发的Likas系统具有监视、力矩限制、作业空间限制、防碰撞与数据记录分析等多个子系统,居于国际先进水平,用户可根据需求设置个性化模块,甚至开发新的可控制系统以满足其现场操作的需求。ABB公司开发的基于GPS数据传输与卫星定位的监控系统,能够将现场采集终端获取的实时数据打包后通过GPS卫星定位和无线数据传输技术上传到监控总站,具有远程实时状态监测及故障诊断分析功能。美国CRANE公司研制的基于卫星的Enthenet和移动基站接入技术的起重机无线监测系统,实现了“点对点”的智能监测,系统性能高等特点。随着互联网技术和传感器技术的发展,更多的新技术也开始应用于监测系统,多机联合监测的智能系统逐渐取代了单机监测系统,同时随着物联网技术的应用与发展,基于物联网技术的监测系统也随之应运而生。虽然国内对起重机监测系统研究起步较晚,但也取得了长足的发展与进步。特别是随着传感器技术物联网技术以及云计算技术的发展,起重机监测系统的研究也取得了巨大的进步。太原科技大学开发的基于Web平台的动态监测系统,能够远程监测起重机运行参数,实现了同时在线监测多台塔机,此外该系统还能对多台塔机进行集中管理。东南大学研发的基于C/S架构的门式起重机在线监测及故障诊断系统,通过线采集卡将监测数据传输到操作室监控中心,远程监测起重机的运行状态,通过视频与报警信息掌握现场设备实时状况。同时,能够根据历史数据对起重机齿轮箱故障进行诊断分析,其对起重机状态实现了较全面的监测和报警,并提出基于AR建模的vpmcd方法,能够高效、快速的针对齿轮箱故障进行诊断。武汉科技大学研制的起重机无线监测及安全评估系统,实现了无线技术下对起重机的状态监测,并通过机器学习实现了起重机的安全评估,在一定程度上具有较高的监测和安全评估精度和使用性。北京邮电大学开发了一套基于Node.js的针对城市功能设施的温度监控报警系统,实现了对供热系统状态的监控,和数据库的分布式集群布置,满足了高并发和高性能的功能需求。

综上所述,国内的起重机监测系统主要是基于C/S架构,相当部分仅监测起重机起升机构等部分结构,而对于起重机其他的参数鲜有涉及,比如起重机大小车驱动电机电流、大小车行车位移、起升梁、行走支架以及起升机构齿轮箱。对这些关键部位缺少有效的监测手段,也是导致起重机事故多发的原因。国内的监测系统不但没有全面的对这些参数进行有效的监测和后续的分析,而且在数据的传输、保存、分析与后续的管理上仍有不足。