一种轮胎吊分布式数据采集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轮胎吊分布式数据采集系统及方法，该系统包括：小车平台采集器，其包括司机室监控点、小车装置监控点和起升机构监控点；动力房采集器，其包括动力房监控点和动力侧大车装置监控点；电气房采集器，其包括斜梯监控点、电气房监控点、电气房侧大车装置监控点和OPC接口，电气房采集器通过OPC接口与集控中心服务器相连接；小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机进行信号连接，电气房采集器作为主采集器，动力房采集器和电气房采集器作为辅采集器，辅采集器将各个监控点的数据收集并发送至主采集器，主采集器汇总所有辅采集器的数据。

A distributed data acquisition system and method for tire crane

The invention discloses a distributed data acquisition system and method for a tyre crane. The system includes the car platform collector, which includes the monitoring point of the driver's room, the monitoring point of the car device and the monitoring point of the lifting mechanism, and the power house collector, which includes the monitoring points of the power house and the power side, and the electrical house collector, It includes the monitoring point of the slanting ladder, the monitoring point of the electric room, the monitoring point of the electric house side big car device and the OPC interface. The electrical house collector is connected to the centralized control center server through the OPC interface; the car platform collector, the power house collector and the electrical house collector are connected by the switch, and the electrical house collector is taken as the main collection. The device, the power house collector and the electrical house collector are used as the auxiliary collector. The auxiliary collector collects and sends the data of each monitoring point to the main collector. The main collector collects all the data of the auxiliary collector.

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎吊分布式数据采集系统及方法
本专利技术涉及起重机设备故障诊断、分布式数据采集技术，更具体地说，涉及一种轮胎吊分布式数据采集系统及方法。
技术介绍
起重机械作为主要物料运输工具，已频繁用于工业生产和基础设施建设中，一旦发生事故，经济损失惨重、社会影响恶劣。由于起重机械制造成本高，事故发生后社会影响恶劣，经济损失较大，所以进行事前预防性评估具有非常重要的社会意义。有效地对起重机械进行故障评估，对于促进起重、机械制造业的技术进步，提高大型起重装置的安全性能具有重要作用，将直接关系到国民经济的技术进步和国家战略目标的实现。港口大型起重机作为特殊的起重设备，工作繁忙、负荷重、易损坏，严重的故障引起设备瘫痪和倒塌，危及码头设备和人身安全。采集系统作为港口起重机故障诊断的前端数据来源，还有诸多应用的瓶颈，主要表现为以下几个方面：(1)港口的环境比较恶劣，采集系统传感器易受到高温、高湿度、高盐度等环境的考验，传感器容易产生零漂，丢失精度，甚至损坏。采集系统没有比较好的检测手段，来检测异常数据，采集到的不良数据会影响最终的故障诊断；(2)起重机的空间比较大、系统繁多，各个子系统的数据采集系统往往孤立存在。传感器的数据不能够有效地联合起重机的工作工况和安全状态等，采集系统不能够全面地汇总起重机数据；(3)数据采集系统采用分布式架构，由于通信距离较长，很难保障严格的数据同步。数据如果无法有效地建立在严格的时间标签下，故障诊断和寿命预测等功能会受到影响；(4)起重机设备采集系统的检测点较多，而且必须保障全天候作业情况下的检测采集，采集到的数据量将非常庞大。如果采集处理模块没有严格有效的数据筛选功能，关键数据往往会淹没在海量数据中；(5)数据采集系统厂家繁多，采集软件对外的接口不统一，采集系统与采集系统、电气系统之间缺乏数据共享性，限制了全方位的起重机故障诊断。轮胎式集装箱起重机(以下简称轮胎吊)作为一种最常见的港口起重机，是集装箱码头堆场装卸作业的主力军，在各个港区及堆场都有广泛的使用。轮胎吊本身的可靠运行直接关系到一个码头的作业效率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种轮胎吊分布式数据采集系统及方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种轮胎吊分布式数据采集系统，包括：小车平台采集器，其包括司机室监控点、小车装置监控点和起升机构监控点；动力房采集器，其包括动力房监控点和动力侧大车装置监控点；电气房采集器，其包括斜梯监控点、电气房监控点、电气房侧大车装置监控点和OPC接口，电气房采集器通过OPC接口与集控中心服务器相连接；小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机进行信号连接，电气房采集器作为主采集器，动力房采集器和电气房采集器作为辅采集器，辅采集器将各个监控点的数据收集并发送至主采集器，主采集器汇总所有辅采集器的数据。进一步地，司机室监控点设有烟雾检测器；小车装置监控点设有轴承座振动传感器；起升机构监控点设有减速箱低速轴振动传感器、减速箱高速轴振动传感器、温度传感器、减速箱壳体振动传感器、减速箱联轴节转速传感器、卷筒放叠层限位传感器。进一步地，动力房监控点设有烟雾检测器；动力侧大车装置监控点设有减速箱低速轴振动传感器和胎压检测器。进一步地，斜梯监控点设有人员检测装置、电气房监控点设有烟雾检测器，电气房侧大车装置监控点设有减速箱低速轴振动传感器和胎压检测器。进一步地，小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机连接电气系统，电气系统进一步连接中央管理系统、PLC以及其他辅助系统。为实现上述目的，本专利技术还采用如下技术方案：一种轮胎吊分布式数据采集方法，包括：在司机室、小车装置和起升机构上分别设置监控点，并通过设定小车平台采集器来采集司机室、小车装置和起升机构监控点的数据；在动力房和动力侧大车装置上分别设置监控点，并通过设定动力房采集器来采集在动力房和大车装置监控点的数据；在斜梯、电气房和电气房侧大车装置上分别设置监控点，并通过设定电气房采集器来采集斜梯、电气房和电气房侧大车装置监控点的数据；将小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机进行信号连接，将电气房采集器设为主采集器，动力房采集器和电气房采集器作为辅采集器，辅采集器将各个监控点的数据收集并发送至主采集器，主采集器汇总所有辅采集器的数据。进一步地，分布式数据采集包括以下步骤：复位；系统配置；系统自检；数据采集、时钟同步；预处理、预诊断；数据筛选；数据存储；数据转发。进一步地，系统配置用以配置硬件状态、各通道的采集方式和传感器通道，其中：配置硬件状态包括运行工况、组网形式；配置各通道的采集方式包括多周期测量、功能触发测量、优先级采集；配置传感器通道包括报警阈值、报警方式、报警处理方式。进一步地，数据采集、时钟同步包括：各个采集器根据配置参数，获取传感器的数据，定期利用时钟同步技术同步本地时钟，将数据建立在统一的时钟标签下，主采集器完成各辅采集数据的汇总整理。进一步地，预处理、预诊断包括：根据时域、频谱、趋势分析等特征提取技术，获取采集通道的特征，并根据特征进行简单的预诊断。进一步地，数据筛选包括：对预处理后的数据，选择与故障诊断密切相关的数据，利用机器学习或深度学习算法，对异常的传感器或传感器通道进行异常值检测，防止无效数据污染检测样本。进一步地，数据存储包括：将采集到的传感器数据与轮胎吊整体的工况数据建立起本地非关系型实时数据映射关系，并将数据缓存到内存和本地硬盘内。相对于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术采用的轮胎吊分布式数据采集方案，整合数据采集系统和轮胎吊上的电气系统，可适应不用的应用需求，具有利于布线安装施工、可靠性高、方便检修、实时性强等特点。(2)本专利技术采用分布式数据采集器具有传感器自检功能，利用机器学习和深度学习等先进技术，可对异常传感器或采集通道检测，必要时将采集通道隔离，可防止无效数据污染设备的检测，提高检测的准确性；(3)本专利技术数据采集系统具有时间同步功能。采集器均具有本地的RTC时钟或GPS授时，采集系统之间以及与服务器之间，采用简单网络时间协议(SimpleNetworkTimeprotocol，SNTP)或IEEE1588时间同步技术来同步时钟，采集的数据是建立在严格的时钟同步下，方便了精准的故障预测。(4)本专利技术采集系统具有数据筛选功能。数据的筛选会根据时域、频谱、趋势分析等特征提取技术，选择与故障诊断相关性较高的数据，抛弃大量无关的重复的数据，减轻数据上传的带宽压力(5)本专利技术数据采集器对码头的集控服务器采用OPC软件接口，由于是统一的软件接口，具备统一的软硬件接口，有较好的系统兼容性。附图说明图1是本专利技术的轮胎吊分布式数据采集系统整体示意图；图2是本专利技术的轮胎吊分布式数据采集系统小车平台采集器示意图；图3是本专利技术的轮胎吊分布式数据采集系统动力房采集器示意图；图4是本专利技术的轮胎吊分布式数据采集系统电气房采集器示意图；图5是本专利技术的轮胎吊分布式数据采集系统电气系统示意图；图6是本专利技术的轮胎吊分布式数据采集系统软件流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术提出了一种轮胎吊分布式数据采集系统及方法。整个轮胎吊的采集系统按位置划分为三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎吊分布式数据采集系统，其特征在于，包括：小车平台采集器，其包括司机室监控点、小车装置监控点和起升机构监控点；动力房采集器，其包括动力房监控点和动力侧大车装置监控点；电气房采集器，其包括斜梯监控点、电气房监控点、电气房侧大车装置监控点和OPC接口，电气房采集器通过所述OPC接口与集控中心服务器相连接；小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机进行信号连接，所述电气房采集器作为主采集器，动力房采集器和电气房采集器作为辅采集器，辅采集器将各个监控点的数据收集并发送至主采集器，主采集器汇总所有辅采集器的数据。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎吊分布式数据采集系统，其特征在于，包括：小车平台采集器，其包括司机室监控点、小车装置监控点和起升机构监控点；动力房采集器，其包括动力房监控点和动力侧大车装置监控点；电气房采集器，其包括斜梯监控点、电气房监控点、电气房侧大车装置监控点和OPC接口，电气房采集器通过所述OPC接口与集控中心服务器相连接；小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机进行信号连接，所述电气房采集器作为主采集器，动力房采集器和电气房采集器作为辅采集器，辅采集器将各个监控点的数据收集并发送至主采集器，主采集器汇总所有辅采集器的数据。2.如权利要求1所述的轮胎吊分布式数据采集系统，其特征在于：所述司机室监控点设有烟雾检测器；所述小车装置监控点设有轴承座振动传感器；所述起升机构监控点设有减速箱低速轴振动传感器、减速箱高速轴振动传感器、温度传感器、减速箱壳体振动传感器、减速箱联轴节转速传感器、卷筒放叠层限位传感器。3.如权利要求1所述的轮胎吊分布式数据采集系统，其特征在于：所述动力房监控点设有烟雾检测器；所述动力侧大车装置监控点设有减速箱低速轴振动传感器和胎压检测器。4.如权利要求1所述的轮胎吊分布式数据采集系统，其特征在于：所述斜梯监控点设有人员检测装置、所述电气房监控点设有烟雾检测器，所述电气房侧大车装置监控点设有减速箱低速轴振动传感器和胎压检测器。5.如权利要求1所述的轮胎吊分布式数据采集系统，其特征在于：小车平台采集器、动力房采集器和电气房采集器通过交换机连接电气系统，所述电气系统进一步连接中央管理系统、PLC以及其他辅助系统。6.一种轮胎吊分布式数据采集方法，其特征在于，包括：在司机室、小车装置和起升机构上分别设置监控点，并通过设定小车平台采集器来采集司机室、小车装置和起升机构监控点的数据；在动力房和动力侧大车装置上分别设置监控点，并通过设定动力房采集器来采集在动力房和大车装置监控点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何平，石岩，曹仪明，杨惠良，冯杰，程嵘，卜先知，夏嘉靖，凤斐，余守锦，
申请(专利权)人：上海沪东集装箱码头有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31