本發(fā)明涉及一種起重機(jī)健康分析方法，尤其是一種起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(mhcims)的智能化的分析方法。
背景技術(shù)：
：目前，國內(nèi)起重機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)很多，但都局限于數(shù)據(jù)的簡單采集、直接存儲、直接顯示、簡單報(bào)警等功能的實(shí)現(xiàn)階段，并且局限于單臺起重機(jī)的監(jiān)控。它只能幫助人們解決現(xiàn)場調(diào)試與事后故障診斷的部分問題。隨著工業(yè)自動化與信息化的發(fā)展，人們需要新的技術(shù)方法來達(dá)到事前維護(hù)的效果，當(dāng)故障或問題發(fā)生前能通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析預(yù)判即將產(chǎn)生的問題，并且能夠評估起重機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)特別是起重機(jī)當(dāng)前的健康狀況，幫助人們更加有效管理、分析起重機(jī)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要提供一種通過mhcims分析起重機(jī)健康狀況的方法，通過對與起重機(jī)相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、報(bào)警信息及元件壽命信息進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)及詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對起重機(jī)健康的評估，預(yù)判起重機(jī)存在問題，幫助維護(hù)人員提煉的關(guān)鍵問題點(diǎn)、維修重點(diǎn)等，使起重機(jī)的運(yùn)行更加安全、高效、節(jié)能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案：一種通過mhcims分析起重機(jī)健康狀況的方法，包括以下步驟：步驟1、設(shè)定可編程邏輯控制器plc采集起重機(jī)數(shù)據(jù)，所述的起重機(jī)數(shù)據(jù)包括：各機(jī)構(gòu)檔位；起升機(jī)構(gòu)載荷；各機(jī)構(gòu)電流；各機(jī)構(gòu)電壓；起升機(jī)構(gòu)制動器；起重機(jī)輸入電壓；各機(jī)構(gòu)啟動時(shí)間；所有報(bào)警；主要接觸器；起重機(jī)電能；電機(jī)速度；步驟2、將采集的起重機(jī)數(shù)據(jù)反饋到agent服務(wù)器；具體步驟如下：步驟21、針對步驟1中可編程邏輯控制器plc所采集的起重機(jī)數(shù)據(jù)地址在agent服務(wù)器進(jìn)行通信設(shè)定；所述的地址指起重機(jī)數(shù)據(jù)在plc寄存器的采集地址；所述的通信指plc和agent服務(wù)器通過rs-485或者modbus通訊協(xié)議進(jìn)行通信，并在agent服務(wù)器設(shè)定與plc寄存器的采集地址一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)接收地址；步驟22、對其步驟1所采集的起重機(jī)數(shù)據(jù)在agent服務(wù)器進(jìn)行掃描以獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)歸檔，即將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按照時(shí)間、數(shù)值保存到agent服務(wù)器上；即數(shù)據(jù)保存的格式是按照數(shù)據(jù)采集的時(shí)間以及數(shù)值進(jìn)行保存的；步驟3、agent服務(wù)器通過agent數(shù)據(jù)的綁定反饋到mhcims；即mhcims通過時(shí)間、數(shù)值在agent服務(wù)器的名字，調(diào)用agent庫文件進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定；步驟4、mhcims針對不同功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將得到的結(jié)果在界面上顯示，具體步驟如下：步驟41、報(bào)表分析，包括系統(tǒng)評價(jià)和故障排行；步驟42、報(bào)警分析，包括報(bào)警數(shù)量分布、報(bào)警率分布、報(bào)警處理時(shí)間排名、破壞性故障統(tǒng)計(jì)和激增故障統(tǒng)計(jì)；步驟43、運(yùn)行信息分析，包括起重機(jī)及機(jī)構(gòu)工作級別、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行效率、加速時(shí)間、減速時(shí)間、機(jī)械制動時(shí)間、最大電流值及對應(yīng)壓降比例，工作循環(huán)總數(shù)、載荷總噸位；步驟44、壽命分析，包括計(jì)算、機(jī)械部件的壽命評定及電氣元件的壽命評定；所述的計(jì)算指：對與起重機(jī)健康狀況相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)現(xiàn)場工程師經(jīng)驗(yàn)整合的軟件算法，得出所關(guān)注量的數(shù)值，通過和以往的數(shù)據(jù)或者設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比得出起重機(jī)的健康狀況；所述的機(jī)械部件的壽命評定指：通過經(jīng)驗(yàn)公式對其是否達(dá)到使用年限進(jìn)行衡量判斷；所述的電氣元件的壽命評定指：通過電氣元件更換次數(shù)、運(yùn)行時(shí)間以及動作次數(shù)指標(biāo)對其進(jìn)行使用壽命的衡量。進(jìn)一步地，步驟41所述的系統(tǒng)評價(jià)是通過查詢行車數(shù)據(jù)庫中記錄的相關(guān)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷是否超出基準(zhǔn)值，顯示系統(tǒng)當(dāng)前存在的問題，概括指出行車存在的主要問題；所述的故障排行是通過對數(shù)據(jù)庫中起重機(jī)機(jī)構(gòu)故障按照出現(xiàn)次數(shù)進(jìn)行排序，直觀顯示從某一時(shí)刻到當(dāng)前問題最多的故障。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明能夠?qū)εc起重機(jī)總體運(yùn)行健康狀況相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)及元件壽命信息進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)及詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上得出一些具有具體指導(dǎo)意義的結(jié)論性提示及建議，并將現(xiàn)場工程師豐富的經(jīng)驗(yàn)整合為軟件算法，融入報(bào)警信息的分析功能中，形成對于故障原因的解析和提示及處理措施的建議。本發(fā)明不僅可以針對單臺行車進(jìn)行詳盡的健康管理還可以升級為對多臺行車進(jìn)行信息的匯總統(tǒng)計(jì)及分析對比，為車間級、工廠級設(shè)備的集中管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。附圖說明圖1為本發(fā)明方法流程圖。圖2為本發(fā)明系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明分析報(bào)表模塊結(jié)果圖。圖4為本發(fā)明報(bào)警分析模塊結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明運(yùn)行分析模塊結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明壽命分析模塊結(jié)構(gòu)圖。圖7為mhcims內(nèi)部模塊之間據(jù)流圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。圖1為本發(fā)明起方法流程圖，本地?cái)?shù)據(jù)庫通過wcf與mhcims連接，mhcims通過調(diào)用agent庫文件綁定數(shù)據(jù)與agent服務(wù)器相連，agent服務(wù)器通過綁定數(shù)據(jù)在plc地址進(jìn)行綁定與plc相連；plc通過硬件與起重機(jī)相連。表1所示為本發(fā)明用到的縮略語。圖2為健康管理總體視圖，包括報(bào)表分析、運(yùn)行分析和報(bào)警分析壽命相關(guān)功能。圖3中系統(tǒng)評價(jià)：目的是通過查詢行車數(shù)據(jù)庫中記錄的相關(guān)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)(見表2)，判斷是否超出基準(zhǔn)值，顯示系統(tǒng)當(dāng)前存在的問題，概括指出行車存在的主要問題；故障排行：通過對數(shù)據(jù)庫中起重機(jī)機(jī)構(gòu)故障按照出現(xiàn)次數(shù)進(jìn)行排序，直觀顯示從某一時(shí)刻到當(dāng)前問題最多的故障。圖4為針對起重機(jī)報(bào)警設(shè)計(jì)的相關(guān)功能包含報(bào)警數(shù)量分布、報(bào)警率分布、報(bào)警處理時(shí)間排名、破壞性故障統(tǒng)計(jì)、激增故障統(tǒng)計(jì)、通過現(xiàn)場工程師的經(jīng)驗(yàn)整合的軟件算法解析和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中記錄的所有報(bào)警信息得出相對應(yīng)結(jié)果。例如激增報(bào)警統(tǒng)計(jì)目的是統(tǒng)計(jì)并顯示在指定時(shí)間段內(nèi)所有激增報(bào)警前十名。具體算法如下：統(tǒng)計(jì)環(huán)比增加數(shù)量或幅度超過一定范圍的報(bào)警：當(dāng)上一周期該項(xiàng)報(bào)警數(shù)量為5個(gè)及5個(gè)以內(nèi)，增加數(shù)量大于或等于3個(gè)，即為激增故障；當(dāng)上一周期該項(xiàng)報(bào)警數(shù)量大于5個(gè)，增加幅度大于或等于50％，即為激增故障；注：“上一周期”指的是與本周期對應(yīng)的時(shí)間范圍；圖5為運(yùn)行分析本項(xiàng)功能主要對與起重機(jī)健康狀況相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行展示，主要對象是生產(chǎn)人員、維護(hù)人員。管理人員也可以通過該項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，了解起重機(jī)的運(yùn)行情況。其包含的統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目如下：起重機(jī)及機(jī)構(gòu)工作級別；運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行效率；加速時(shí)間、減速時(shí)間、機(jī)械制動時(shí)間；最大電流值及對應(yīng)壓降比例；工作循環(huán)總數(shù)、載荷總噸位。通過現(xiàn)場工程師的經(jīng)驗(yàn)整合的軟件算法解析和統(tǒng)計(jì)得出相對應(yīng)結(jié)果舉例如下：1)運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行效率算法：為任何一個(gè)電機(jī)開始運(yùn)行即為起重機(jī)開始運(yùn)行，以此作為起重機(jī)運(yùn)行時(shí)間的計(jì)時(shí)起點(diǎn)；運(yùn)行效率＝運(yùn)行時(shí)間/自然時(shí)間。2)統(tǒng)計(jì)加速時(shí)間及減速時(shí)間計(jì)算方法：需滿足條件：a、減速過程：檔位從4到0的時(shí)間t<＝0.8s；加速過程：檔位從0到4的時(shí)間t<＝0.8s；b、在0檔處延時(shí)3s；記錄數(shù)值：a、檔位從四檔開始變化的起始時(shí)間t1；b、速度為0時(shí)的時(shí)間t2；加速時(shí)間的數(shù)值為t2-t1。3)機(jī)械制動時(shí)間計(jì)算方法：記錄速度agent為0時(shí)的時(shí)間點(diǎn)列表，在制動器agent的lgd文件中尋找與上述時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的制動器接觸器值為0的時(shí)間點(diǎn)，逐一相減，獲得一系列機(jī)械制動時(shí)間。圖6為計(jì)算及評定機(jī)械部件及電氣元件的壽命的示意圖，對于機(jī)械部件，主要通過經(jīng)驗(yàn)公式對其是否達(dá)到使用年限進(jìn)行衡量判斷；對于電氣元件，主要通過更換次數(shù)、運(yùn)行時(shí)間以及動作次數(shù)等指標(biāo)對其進(jìn)行使用使用壽命的衡量。部分機(jī)械部件相關(guān)算法：a)整車鋼結(jié)構(gòu)壽命：①估算剩余壽命變量：工作級別、使用時(shí)間；②機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)狀況變量：上拱度h1、主梁高低差h2；計(jì)算上拱度h1：小車停于主梁一端，設(shè)定水平高度線，測量每根主梁的兩端高度和跨中高度，具體步驟如下：輸入“跨度s”、“小車軌距k”、“左端高度a”、“右端高度b”、“跨中高度c”，定義上拱度：h1≥0.7跨度正常使用范圍，h1＜0.7跨度建議修復(fù)，計(jì)算公式如下：h1＝c-(a+b)/2；計(jì)算主梁高低差h2；主梁高低差h2即兩根梁同一斷面高低差，公式h2等于兩根主梁c值差；主梁高低差是否正常的評判標(biāo)準(zhǔn)如下：當(dāng)小車軌距k≤2米，h2≤3mm；當(dāng)小車軌距2米≤k≤6.6米，h2≤0.0015k；當(dāng)小車軌距k＞6.6米，h2≤10mm。b)鋼絲繩壽命：①統(tǒng)計(jì)運(yùn)行距離，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)；②做功總量統(tǒng)計(jì)，公式w＝fs，f為吊載重量，s為運(yùn)行距離，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)；③鋼絲繩直徑監(jiān)測，測量鋼絲繩直徑d′，公式d′≥0.93d正常使用，d為公稱直徑；c)吊鉤壽命：①使用時(shí)間，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)；②吊鉤開口尺寸監(jiān)測，輸入“原開口尺寸a”，測量“開口尺寸a′”，公式a′≤1.15a，正常使用；d)制動輪壽命：①制動次數(shù)，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)；②制動輪輪緣公稱值b，測量值b′；起升、變幅機(jī)構(gòu)b′≥0.6b，正常使用；其他機(jī)構(gòu)b′≥0.5b，正常使用；e)制動帶摩擦墊片壽命：①制動次數(shù)，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)；②公稱厚度b，測量厚度b′：公式b≥0.5b′，正常使用；圖7所示為mhcims內(nèi)部模塊之間通過服務(wù)層接口與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通訊。軟件模塊需要共享的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行。表1為本發(fā)明所用到的術(shù)語和縮略語縮略語解釋wcf微軟的通用網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)plc可編程邏輯控制器mhcims起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)agentmh‐scada中的變量表2為系統(tǒng)評價(jià)的相關(guān)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)加速時(shí)間減速時(shí)間機(jī)械制動時(shí)間最大電流值及對應(yīng)壓降比例報(bào)警總數(shù)安全事故警告設(shè)備燒損警告故障率增加警告司機(jī)不規(guī)范操作警告故障停機(jī)警告設(shè)備壽命報(bào)警警告當(dāng)前第1頁12