[发明专利]港口机械设备故障智能预诊断及维保智能预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及港口机械设备故障维保领域，尤其涉及一种港口机械设备故障智能预诊断及维保智能预警方法。

背景技术

目前不期望港口机械设备故障停机，仍然是码头投资方，特别是运营方，面临的具体困难和问题。一方面严重影响码头的装卸效率，甚至船舶的靠岸时间。另一方面，可能引起严重的设备和人员的安全事故。

目前港口机械设备无类似故障预诊断及维保智能预警系统，现有港口机械设备均是故障停机或设备损坏后才进行维修。现有港口机械设备的维保是按照维护保养手册中规定的时间进行定期维保，无类似维保预警方法。现有的这种方法，发现问题晚，发现问题时通常港口机械设备已经对码头运营和生产，甚至设备和人身安全造成影响或事故。

EMD，经验模态分解（EMDEmpiricalModeDecomposition）算法。该方法是依据数据自身的时间尺度特征来进行信号分解，无须预先设定任何基函数。该方法的关键是经验模式分解，它能使复杂信号分解为有限个本征模函数（IntrinsicModeFunction，简称IMF），所分解出来的各IMF分量包含了原信号的不同时间尺度的局部特征信号。

相关分析（correlationanalysis）数据分析法，相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度。相关关系是一种非确定性的关系，例如，以X和Y分别记港口机械设备的负载重量和电机电流。则X与Y显然有关系，而又没有确切到可由其中的一个去精确地决定另一个的程度。工业计算机控制系统通过对当前采集的X，Y数据的关系与正常运行时所学习或预先制定X1，Y1数据集中的信息，进行比对分析。预判出目前正在运行的港口机械设备的工作状况。

加权平均数算法，主要用来对港口机械设备不同部件在不同工况下。某一循环周期内采集的电流或电压值进行加权平均数计算，把计算结果和正常状态下的数据进行比对。依据比对的实际数值或趋势来分析判断不同部件是否可能将出现故障或需要维保。

微型电流互感器原理是依据变压器原理制成的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。

电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比值的电压互感器。电压互感器主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。

作为港口机械设备上关键的主驱动设备和配套设备是港口机械设备安全、高效、稳定运行的关键重要部分。如果这些主驱动设备或配套设备出现问题，将直接导致港口机械设备整机的故障、停机、甚至安全事故。对码头的运行成本、船舶的靠岸时间、码头装卸的效率、安全造成影响。目前，尽管其它领域实时状态监测、智能故障诊断等技术已得到广泛关注，但是很少涉及到港口机械设备，并且现有的状态监测和故障诊断方法，一般直到主驱动设备或配套设备明显或完全损坏了才能发现问题。很少考虑对不完全数据（即对正常状态和故障状态下的监测数据）的充分挖掘利用。更没有通过数据分析提醒维修人员对相关设备进行提前维修或保养的有效方法。

发明内容

本发明的目的：提供一种港口机械设备故障智能预诊断及维保智能预警方法，能在港口机械设备关键部件出现故障或损坏停机前能预先诊断出可能发生的故障，并预警维修人员；能精确的提醒相应部件是否需要进行维保，改进按维护手册定期进行维保造成的不必要的浪费或不及时性、不合理性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种港口机械设备故障智能预诊断及维保智能预警方法，该方法至少包括如下步骤：

步骤1：在用电设备的断路器或接触器或变频器下端安装微型电流或电压互感器，在电动机底座上安装震动传感器，齿轮箱内安装温度传感器，并在港口机械设备上安装独立的工业计算机装置或使用港口机械设备原有的工业控制装置。

步骤2：设定好工业控制器模拟量输入模块的工程参数。