[发明专利]港口起重机械运行安全机载预警系统

权利要求书

1.一种港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，包括：数据采集层、数据传输层以及工控机；所述工控机包括数据采集接口、数据监测模块和预警模块；

其中，所述数据采集层用于采集被监控港口起重机械监控值，并通过所述数据传输层传输到所述工控机的数据采集接口；所述数据监测模块用于为每一个监控参数设置预警值，如果某一监控值超过预警值，则通过所述预警模块用进行报警。

2.根据权利要求1所述的港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，所述数据采集层包括传感层和信号采集器；

所述传感层包括PLC控制器、振动传感器、温度传感器和声发射传感器；其中，所述PLC控制器为被监控港口起重机械自身配置的控制器；所述振动传感器用于采集减速机振动信号；所述温度传感器用于采集减速机温度信号；所述声发射传感器用于采集减速机声发射信号；

所述信号采集器包括：PLC信号采集器、振动信号采集器、温度信号采集器和声发射信号采集器；

其中，所述PLC信号采集器通过通讯卡与工控机直接连接，用于采集所述PLC控制器输出信号，并通过所述通讯卡传输到所述工控机的数据采集接口；

所述振动信号采集器为基于USB接口的并行数据采集系统，其输入端与振动传感器连接，输出端与工控机连接，内置有多种采样通道，用于对所述振动传感器输出的减速机振动信号进行滤波、调理和模数转换处理，再发送到所述工控机的数据采集接口；

所述温度信号采集器为基于EIA RS-485通讯协议的多点双向信号处理器，内置有光隔离器，其输入端与温度传感器连接，输出端与工控机连接，用于对所述温度传感器输出的减速机温度信号进行滤波、调理和模数转换处理，再发送到所述工控机的数据采集接口；

所述声发射信号采集器用于对所述声发射传感器输出的减速机声发射信号进行滤波、调理和模数转换处理，再发送到所述工控机的数据采集接口。

3.根据权利要求2所述的港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，所述振动传感器采用压电式加速度传感器，自身配置有电荷放大器，其供电和信号输出共用一根同轴电缆；自身带有磁吸座，通过磁吸座将所述振动传感器安装在所述港口起重机械减速机轴端的减速器箱体上。

4.根据权利要求2所述的港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，所述温度传感器采用铂电阻温度传感器PT100，其通过螺纹连接的方式安装在减速机轴端的减速器箱体上。

5.根据权利要求2所述的港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，所述信号采集器通过以下方法采集所述温度传感器和所述振动传感器输出的参数：

所述信号采集器创建一个用于对某一被控设备进行绝对控制的设备对象句柄；

所述信号采集器设置与每一个采样通道相对应的采样参数，该采样参数包括采样频率、该采样通道对应的传感器类型；

所述信号采集器按所述采样频率读取某一采样通道传输的模拟量数据，然后对所述模拟量数据进行模数转换，实现连续不间断循环采样；

当需要读取其他采样通道传输的数据时，修改采样通道以及采样频率参数，重复上述循环采样过程；

当需要停止采样时，释放该设备对象句柄。

6.根据权利要求2所述的港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，所述信号采集器通过以下方法采集所述PLC控制器输出信号：

所述信号采集器创建一个用于对某一被控设备进行绝对控制的设备对象句柄；其中，所述被控设备安装有PLC控制器；

初始化所述信号采集器与所述PLC控制器之间的采样通道；

所述信号采集器直接读取所述PLC控制器内部存储的参数。

7.根据权利要求2所述的港口起重机械运行安全机载预警系统，其特征在于，所述PLC控制器输出信号包括：监控参数和监控状态；

所述监控参数包括：起重量、起重力矩、起升高度、大车运行距离、幅度、风速、回转角度、工作时间和安全距离；

所述监控状态包括起升机构制动器状态、抗风防滑状态、供电电缆卷筒状态、门限位和机构运行联锁；

所述工作时间统计为起升机构／变幅机构／旋转机构／行走机构的开始动作时间、结束动作时间以及工作时间段。