冶金起重機械運行安全機載預警系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于設備健康監測技術領域，具體涉及一種冶金起重機械運行安全機載預 警系統。
【背景技術】
[0002] 冶金起重機械工作環境非常惡劣，絕大部分都處于高溫、高粉塵工作環境中，一旦 發生故障，后果往往非常嚴重。如2007年4月18日7時53分，遼寧省鐵嶺市清河特殊鋼 有限公司煉鋼車間出現鋼水包傾覆事故，造成32人死亡，6人重傷，造成嚴重的社會影響。
[0003] 為降低冶金起重機械發生事故的概率，需要監控冶金起重機械的運行狀態，但是， 現有冶金起重機械安全監控和管理自動化水平較低，監控的運行參數不全面，難以對冶金 起重機械進行有效的長期健康監測。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種冶金起重機械運行安全機載預警系 統，能夠全面有效的監控冶金起重機械運行安全狀態，實現對冶金起重機械有效的長期健 康監測。
[0005] 本發明采用的技術方案如下：
[0006] 本發明提供一種冶金起重機械運行安全機載預警系統，包括：數據采集層、數據傳 輸層以及工控機；所述工控機包括數據采集接口、數據監測模塊和預警模塊；
[0007] 其中，所述數據采集層用于采集被監控冶金起重機械運行安全參數，并通過所述 數據傳輸層傳輸到所述工控機的數據采集接口；所述數據監測模塊用于監測所述數據采集 接口所接收到的參數；所述預警模塊用于對所述數據采集接口所接收到的參數進行分析并 預警。
[0008] 優選的，所述數據采集層包括傳感層和信號處理器；
[0009] 所述傳感層包括PLC控制器、振動傳感器和溫度傳感器；其中，所述PLC控制器為 被監控冶金起重機械自身配置的控制器；所述振動傳感器用于采集減速機振動信號；所述 溫度傳感器用于采集減速機溫度信號；
[0010] 所述信號處理器用于采集所述PLC控制器輸出信號，并通過所述數據傳輸層傳輸 到所述工控機的數據采集接口；所述信號處理器還用于對所述溫度傳感器輸出的減速機溫 度信號進行濾波、調理和模數轉換處理，再發送到所述工控機的數據采集接口；所述信號處 理器還用于對所述振動傳感器輸出的減速機振動信號進行濾波、調理和模數轉換處理，再 發送到所述工控機的數據采集接口。
[0011] 優選的，所述振動傳感器采用壓電式加速度傳感器，自身配置有電荷放大器，其供 電和信號輸出共用一根同軸電纜；自身帶有磁吸座，通過磁吸座將所述振動傳感器安裝在 所述冶金起重機械減速機軸端的減速器箱體上。
[0012] 優選的，所述溫度傳感器采用鉬電阻溫度傳感器PTlOO其通過螺紋連接的方式安 裝在減速機軸端的減速器箱體上。
[0013] 優選的，所述信號處理器通過以下方法采集所述溫度傳感器和所述振動傳感器輸 出的參數：
[0014] 所述信號處理器創建一個用于對某一被控設備進行絕對控制的設備對象句柄；
[0015] 所述信號處理器設置與每一個采樣通道相對應的采樣參數，該采樣參數包括采樣 頻率、該采樣通道對應的傳感器類型；
[0016] 所述信號處理器按所述采樣頻率讀取某一采樣通道傳輸的模擬量數據，然后對所 述模擬量數據進行模數轉換，實現連續不間斷循環采樣；
[0017] 當需要讀取其他采樣通道傳輸的數據時，修改采樣通道以及采樣頻率參數，重復 上述循環采樣過程；
[0018] 當需要停止采樣時，釋放該設備對象句柄。
[0019] 優選的，所述信號處理器通過以下方法采集所述PLC控制器輸出信號：
[0020] 所述信號處理器創建一個用于對某一被控設備進行絕對控制的設備對象句柄；其 中，所述被控設備安裝有PLC控制器；
[0021] 初始化所述信號處理器與所述PLC控制器之間的采樣通道；
[0022] 所述信號處理器直接讀取所述PLC控制器內部存儲的參數。
[0023] 優選的，所述PLC控制器輸出信號包括：監控參數和監控狀態；
[0024] 所述監控參數包括：主起升/副起升/副副起升的起重量、起升高度、工作時間和 對應的操作指令，該操作指令包括起升指令、停止指令或下降指令；所述監控參數還包括大 車/主小車/副小車的運行行程、安全距離和對應的操作指令，該操作指令包括左行指令、 右行指令和停止指令；
[0025] 所述監控狀態包括主起升/副起升/副副起升的制動狀態、門限位聯鎖保護狀態 以及機構間運行聯鎖保護狀態；其中，主起升/副起升/副副起升的制動狀態為制動器是 否打開的狀態；
[0026] 所述工作時間統計為主起升/副起升/副副起升/大車/主小車/副小車的開 始動作時間、結束動作時間以及工作時間段。
[0027] 優選的，所述數據監測模塊包括數據顯示子模塊、數據存儲子模塊和數據回放子 模塊；
[0028] 所述數據顯示子模塊用于實時顯示冶金起重機械運行安全參數，還用于顯示被監 控的冶金起重機械安全狀態；所述數據存儲子模塊用于通過數據庫分類存儲各個冶金起重 機械對應的運行安全參數；所述數據回放子模塊用于調取任意歷史時間的運行安全歷史數 據。
[0029] 優選的，所述預警模塊包括閾值設置子模塊和超限報警子模塊；
[0030] 所述閾值設置子模塊用于設置各個監測參數的運行安全極限值；
[0031] 所述超限報警子模塊用于當接收到的監測參數超過對應閾值時，進行報警。
[0032] 優選的，所述超限報警子模塊包括控制電路和若干個驅動電路；所述控制電路用 于與所述工控機通信，當工控機接收到的監測值超過預設閾值時，則向所述控制電路發出 驅動信號；所述控制電路接收到所述驅動信號時，驅動對應的驅動電路進行聲光報警。
[0033] 本發明的有益效果如下：
[0034] 本發明提供的冶金起重機械運行安全機載預警系統，實現對冶金起重機械的起重 量、起升高度/下降深度、運行行程等運行參數，起升機構制動器狀態、門限位等工作狀態， 以及減速機的振動、軸承溫度等多項參數的實時監測與預警，并能夠對各運行參數、工作狀 態、操作指令、報警情況等實時記錄和數據查看，預防或消除因故障導致的運行安全問題。 解決了目前冶金起重機運行安全方面存在的問題，提升冶金起重機的運行安全監控水平， 從而保障起重機的安全運行，減少重大事故的發生。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發明提供的冶金起重機械運行安全機載預警系統的整體結構示意圖；
[0036] 圖2為本發明提供的采集PLC控制器輸出信號的流程示意圖；
[0037] 圖3為本發明提供的采集溫度傳感器和振動傳感器輸出參數的流程示意圖；
[0038] 圖4為本發明提供的工控機結構示意圖；
[0039] 圖5為本發明提供的控制電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0040] 以下結合附圖對本發明進行詳細說明：
[0041] 如圖1所示，本發明提供一種冶金起重機械運行安全機載預警系統，包括：數據采 集層、數據傳輸層以及工控機；工控機包括數據采集接口、數據監測模塊和預警模塊；
[0042] 其中，數據采集層用于采集被監控冶金起重機械運行安全參數，并通過數據傳輸 層傳輸到工控機的數據采集接口；數據監測模塊用于監測數據采集接口所接收到的參數； 預警模塊用于對所述數據采集接口所接收