[发明专利]一种起重机在线监测与故障诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及起重机的监测与维护领域，具体是一种起重机的在线监测与故障诊断系统，尤其适用于桥式起重机、门式起重机和塔式起重机。

背景技术

起重机是一种用于起吊和运送重物的大型工程机械，常用于建筑、桥梁、冶金、港口、电力、石化及汽车等行业。按结构形状可分为：桥式起重机、门式起重机和塔式起重机等。

一些起重机在室外露天作业，经历风霜雪雨，甚至超负荷运行，经过长时间的运行后，难免会出现各种各样的故障。故障的出现不仅影响了起重机正常的作业，还有可能导致安全事故，甚至造成重大经济损失或人员伤亡。起重机运行过程中由于出现故障未及时被发现而导致安全事故的报道屡见不鲜。

由此可见，起重机运行的安全检查和维护是十分必要的。通常的安检手段有事后检查维修和定期检查维修。这些安检手段很大程度上依靠检测仪器的精度和检验人员的经验水平，很难对起重机的运行状况做到实时监测和故障的早期预报，而利用传感技术、通信技术和计算机技术开发的起重机在线监测与故障诊断系统能很好地解决该问题。

近年来，国内外一些单位开发了许多起重机监测系统。如港口起重机金属结构在线监测系统、塔式起重机在线监测系统、集装箱起重机远程监测系统和基于在线监测的门座式起重机维修决策支持系统等。

专利文献200420030955.3公开了一种塔式起重机检测仪，该监测仪由重量传感器、小车距离传感器、吊钩高度传感器、微处理器、显示器和喇叭组成。这种检测仪能测量出所吊物品的重量、高度、进行语音提示报警并自动停车，防止了失误操作和事故的发生。专利文献201020658325.6公开了一种起重机负荷跟踪数据采集记录装置，其包括压力传感器、A/D转换、数据处理和数据显示装置、实时数据采集和数据存储的电子芯片。该装置对违章操作起到一定的警示作用，同时对生产物流的数据管理有一定的辅助作用。专利文献200910074260.2公开了一种大型铸造起重机监测与故障报警系统，其包括传感器、数据采集单元、信号调理箱、采集监测计算机及计算机相关软件，还配置有外置存储器。可同时获取振动、温度、电流、电压和电器开关量等多源信息，可进行多参数的同步故障分析和综合判断，特别适合于安全级别要求高的大型冶金起重机。

以上监测系统或是仅针对某种类型的起重机，不具有通用性，或是仅针对起重机的某些参数指标，监测信息不全面，或是只有监测功能、没有诊断和预测功能等。

发明内容

本发明的目的是针对目前存在的问题，提供一种起重机在线监测与故障诊断系统，该系统能在线监测起重机工作过程中起吊机构、钢丝绳、减速机构、电机、金属梁和风速等的信息，具有在线监测功能、提前预警和报警功能、分析和诊断功能和无线通信远程监测功能，可以为起重机的安全运行提供可靠的依据，避免或减少出现安全事故。

实现本发明目的的一种起重机在线监测与故障诊断系统包括：

信号拾取子系统，用于获取起重机运行过程中的状态信息，包括吊重的重量、起升高度、起升速度、钢丝绳的状态、减速机的振动、电机的温度、金属梁关键点的应力和环境风速；

数据采集子系统，用于对信号拾取子系统获取的信息进行预处理，并对其进行采集输出；

现场监测与报警子系统，用于对所述数据采集子系统输出的信息进行分析处理，以在驾驶室进行起重机的状态显示和故障报警；

无线通信子系统，其通过卫星全球定位系统GPS实现起重机的坐标定位，并通过无线通信方式传输采集的原始数据和经现场监测与报警子系统处理的特征数据；

远程监测与诊断子系统，其用于接收无线通信子系统传输的数据并对数据进行分析处理，以在远程进行起重机的状态显示、故障报警、故障诊断和趋势分析。

作为本发明的改进，所述的远程监测与诊断子系统包括：

状态显示模块，用于显示获取的所述状态信息，以实现对设备的在线监测；

报警模块，用于根据所述状态信息对设备的运行状况进行预警和报警，包括声音报警和颜色报警；

分析诊断模块，用于对接收的数据进行分析诊断，包括时域波形分析、频谱分析、相关分析、故障诊断、趋势分析和统计图分析；

数据管理模块，用于对接收的数据及分析诊断的结果数据进行实时存储、查询、删除和备份。