一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，包括觸摸屏、可編程控制器、輸入元器件、輸出元器件、上位機和無線模塊,觸摸屏和無線模塊分別與可編程控制器相連，輸入元器件和輸出元器件分別與可編程控制器的輸入端和輸出端電連接；上位機安裝有組態(tài)軟件，軟件系統(tǒng)中設(shè)有數(shù)據(jù)管理模塊、壽命評估模塊、故障預(yù)警模塊、日志管理模塊、實時監(jiān)控模塊和設(shè)置管理模塊，上位機通過無線網(wǎng)絡(luò)讀取可編程控制器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行儲存及分析處理后，顯示數(shù)據(jù)信息及處理結(jié)果。本發(fā)明可降低起重機操作難度和維護成本，提升工作效率，能夠提前規(guī)避操作風(fēng)險和安全隱患。在惡劣環(huán)境下，也能安全有效的控制起重機完成規(guī)定工作任務(wù)。
【專利說明】
一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋平臺起重機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種海洋平臺用起重機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]平臺起重機是海洋石油平臺的重要特種設(shè)備，承擔(dān)平臺運行所需的所有人員、工具、物資交換任務(wù)。作為重型工業(yè)設(shè)備，其造價高昂；作為人員、物資交換特種設(shè)備，其安全性倍受關(guān)注。
[0003]目前，平臺起重機在使用過程中，主要是依靠操作人員的個人視覺、聽覺等感官來判斷起重機的運行情況，經(jīng)常會出現(xiàn)超載運行，貨物碰撞平臺或者其它設(shè)備的現(xiàn)象。并且由于海洋平臺工作環(huán)境十分惡劣，起重機的使用頻率高、服役時間長、海水腐蝕、暴風(fēng)雪等極端氣候都會對起重機的壽命產(chǎn)生影響。因此，為了減少事故發(fā)生，確保安全生產(chǎn)，需要定期對平臺起重機進(jìn)行維護保養(yǎng)。
[0004]現(xiàn)有對起重機的檢測維護主要包括腐蝕修復(fù)、探傷、潤滑、動力系統(tǒng)檢測等，該項工作主要由專業(yè)技術(shù)人員人工進(jìn)行，維保人員輕微的疏忽有可能埋下重大的安全隱患；尤其是對于老齡化的起重機，維修保養(yǎng)的難度及頻率更高，這對操作者的經(jīng)驗、能力和責(zé)任心提出非常高的要求。
[0005]使用時，一旦平臺起重機出現(xiàn)故障，只能由專業(yè)人員進(jìn)行檢修，再故障排除期間，生產(chǎn)所需的物資甚至生活用品將無法正常供給，嚴(yán)重影響平臺上的生產(chǎn)活動及工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能對起重機進(jìn)行運行控制、運行狀態(tài)在線監(jiān)測、壽命評估和故障診斷，有效降低操作人員的操作難度及工作強度，提升工作效率，及時的進(jìn)行故障預(yù)警，減少危險事故發(fā)生率。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:包括觸摸屏、可編程控制器、輸入元器件、輸出元器件、上位機和無線模塊，觸摸屏和無線模塊分別與可編程控制器相連，輸入元器件和輸出元器件分別與可編程控制器的輸入端和輸出端電連接。
[0008]所述輸入元器件包括控制按鈕、活動部件限位傳感器、主鉤拉力傳感器、副鉤拉力傳感器、變幅角度傳感器、風(fēng)速傳感器、回轉(zhuǎn)角度傳感器、檢測起重機各部件液壓系統(tǒng)進(jìn)出口壓力的壓力傳感器、液壓系統(tǒng)流量傳感器、液壓油溫度傳感器、液壓油液位傳感器、防傾覆陀螺儀、馬達(dá)電流傳感器、馬達(dá)電壓傳感器和應(yīng)力光纖傳感器。
[0009]所述輸出元器件包括電機啟動繼電器、電機停止繼電器、活動部件繼電器、氣喇叭繼電器、電機加熱繼電器、冷卻風(fēng)扇繼電器、聲光報警器、限位指示燈、負(fù)載報警燈、主電機停止燈、主電機運行燈、液壓油溫高燈、液壓油位低燈、液壓油位高燈、濾器堵塞指示燈、液壓系統(tǒng)壓力異常指示燈、液壓系統(tǒng)流量異常指示燈。
[0010]上位機安裝有組態(tài)軟件，軟件系統(tǒng)中設(shè)有數(shù)據(jù)管理模塊、壽命評估模塊、故障預(yù)警模塊、日志管理模塊、實時監(jiān)控模塊和設(shè)置管理模塊，上位機通過無線網(wǎng)絡(luò)讀取可編程控制器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行儲存及分析處理后，顯示數(shù)據(jù)信息及處理結(jié)果。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述控制按鈕包括電機啟動按鈕、電機停止按鈕、急停按鈕、超越按鈕、液壓油加熱旋鈕、箱燈測試按鈕、消音按鈕;所述活動部件限位傳感器包括主勾上升限位傳感器、主勾下降限位傳感器、副勾上升限位傳感器、副勾下降限位傳感器、變幅上升限位傳感器、副勾下降限位傳感器;所述活動部件繼電器包括變幅上升繼電器、變幅下降繼電器、主鉤上升繼電器、主鉤下降繼電器、副鉤上升繼電器、副鉤下降繼電器;所述限位指示燈包括主鉤上限燈、主鉤下降燈、副鉤上限燈、副鉤下降燈、變幅上限燈、變幅下限燈。
[0012]進(jìn)一步地，所述觸摸屏上設(shè)有與所述操作按鈕相對應(yīng)的觸摸按鍵和起重機狀態(tài)信息的顯示區(qū)。
[0013]進(jìn)一步地，所述觸摸屏和可編程控制器、可編程控制器和無線模塊之間通過Prof ibus總線通信。所述上位機為工控機，所述組態(tài)軟件為WinCC組態(tài)軟件。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:采用上述預(yù)警控制系統(tǒng)，可降低起重機操作難度和維護成本，提升工作效率，能夠提前規(guī)避操作風(fēng)險和安全隱患。在雨、雪等惡劣氣候條件以及夜間光線較差的環(huán)境下，操作者不需要再憑借感官去規(guī)避操作風(fēng)險，通過觀察駕駛室內(nèi)的觸摸屏及警示信息，就可以安全有效的控制起重機完成規(guī)定工作任務(wù)。
[0015]本發(fā)明可以控制柜可以控制吊車的所有功能;通過傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;相關(guān)狀態(tài)量的實時顯示;讀取上位機設(shè)定的閾值;超出閾值警報并啟動相關(guān)安全措施。具體是通過系統(tǒng)集成的風(fēng)速、溫度等傳感器感知環(huán)境狀況，通過吊重、角度、位移、加速度、應(yīng)力/應(yīng)變等傳感器感知吊機的姿態(tài)和安全性，通過壓力、流量、液位、電流、電壓等傳感器感知控制系統(tǒng)的狀態(tài)。同時系統(tǒng)軟件根據(jù)吊機薄弱環(huán)節(jié)的受力情況及歷史使用記錄可以評估吊機的剩余壽命，根據(jù)故障數(shù)據(jù)庫進(jìn)行故障診斷，尋找故障位置和解決方案。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]圖1為本發(fā)明的原理方框示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，包括、觸摸屏1、可編程控制器2、輸入元器件3、輸出元器件4、上位機5和無線模塊6。其中，觸摸屏I和無線模塊6分別與可編程控制器2相連，輸入元器件3和輸出元器件4分別與可編程控制器2的輸入端和輸出端電連接。
[0019]所述輸入元器件3包括控制按鈕、活動部件限位傳感器、主鉤拉力傳感器、副鉤拉力傳感器、變幅角度傳感器、風(fēng)速傳感器、回轉(zhuǎn)角度傳感器、檢測起重機各部件液壓系統(tǒng)進(jìn)出口壓力的壓力傳感器、液壓系統(tǒng)流量傳感器、液壓油溫度傳感器、液壓油液位傳感器、防傾覆陀螺儀、馬達(dá)電流傳感器、馬達(dá)電壓傳感器和應(yīng)力光纖傳感器。使用時，所有的傳感器依照各自的功能安裝在起重機的對應(yīng)部位上，控制按鈕安裝在控制室內(nèi)。
[0020]所述輸出元器件4包括電機啟動繼電器、電機停止繼電器、活動部件繼電器、氣喇叭繼電器、電機加熱繼電器、冷卻風(fēng)扇繼電器、聲光報警器、限位指示燈、負(fù)載報警燈、主電機停止燈、主電機運行燈、液壓油溫高燈、液壓油位低燈、液壓油位高燈、濾器堵塞指示燈、液壓系統(tǒng)壓力異常指示燈、液壓系統(tǒng)流量異常指示燈。使用時，所有的繼電器安裝在起重機的控制柜中，所有指示燈安裝在起重機的控制室中。
[0021]上位機5安裝有組態(tài)軟件，軟件系統(tǒng)中設(shè)有數(shù)據(jù)管理模塊、壽命評估模塊、故障預(yù)警模塊、日志管理模塊、實時監(jiān)控模塊和設(shè)置管理模塊，上位機通過無線網(wǎng)絡(luò)讀取可編程控制器獲得的傳感器采集到的起重機的相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行儲存及分析處理后，顯示數(shù)據(jù)信息及處理結(jié)果。具體的處理是，數(shù)據(jù)管理模塊讀取到起重機的相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并儲存在軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;壽命評估模塊、故障預(yù)警模塊可以依據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行對比，做出壽命評估報告和故障預(yù)警報告，并啟動相關(guān)安全措施。壽命評估報告和故障預(yù)警報告能夠給維護人員進(jìn)行參考，盡早做好相應(yīng)的維護，能夠提高安全系數(shù)及延長起重機的使用壽命。實時監(jiān)控模塊能夠在上位機實時監(jiān)控起重機的各方面狀態(tài)信息，也可以根據(jù)情況進(jìn)行干預(yù)。通過設(shè)置管理模塊，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，包括數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)閥值的設(shè)置。
[0022]進(jìn)一步地，上述控制按鈕包括電機啟動按鈕、電機停止按鈕、急停按鈕、超越按鈕、液壓油加熱旋鈕、箱燈測試按鈕、消音按鈕。
[0023]上述活動部件限位傳感器包括主勾上升限位傳感器、主勾下降限位傳感器、副勾上升限位傳感器、副勾下降限位傳感器、變幅上升限位傳感器、副勾下降限位傳感器。
[0024]上述活動部件繼電器包括變幅上升繼電器、變幅下降繼電器、主鉤上升繼電器、主鉤下降繼電器、副鉤上升繼電器、副鉤下降繼電器。
[0025]上述限位指示燈包括主鉤上限燈、主鉤下降燈、副鉤上限燈、副鉤下降燈、變幅上限燈、變幅下限燈。
[0026]進(jìn)一步地，在上述觸摸屏I上設(shè)有與所述操作按鈕相對應(yīng)的觸摸按鍵;如此設(shè)計，能夠在觸摸屏I上也進(jìn)行控制操作，能夠在控制按鈕損壞時進(jìn)行操作，避免因一個控制按鈕的損壞而停止工作，有利于保證生產(chǎn)的延續(xù)性。在觸摸屏界面上還設(shè)有起重機狀態(tài)信息的顯示區(qū)，能夠?qū)?yīng)實時顯示可編程控制器通過各傳感器采集到的起重機的狀態(tài)信息。
[0027]本實施例中，上述觸摸屏I和可編程控制器2、可編程控制器2和無線模塊6之間通過Prof ibus總線通信。所述上位機5為工控機，組態(tài)軟件采用WinCC組態(tài)軟件，能夠與可編程控制器、觸摸屏進(jìn)行組態(tài)連接。軟件系統(tǒng)中，以數(shù)據(jù)庫模塊為核心，通過無線模塊讀取可編程控制器中采集到的數(shù)據(jù)并儲存，系統(tǒng)則根據(jù)獲取的信息進(jìn)行分析處理，而軟件系統(tǒng)具有的數(shù)據(jù)管理模塊、壽命評估模塊、故障預(yù)警模塊、日志管理模塊、實時監(jiān)控模塊、設(shè)置管理模塊等，可以滿足工程人員的使用需求。
[0028]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:包括觸摸屏、可編程控制器、輸入元器件、輸出元器件、上位機和無線模塊，觸摸屏和無線模塊分別與可編程控制器相連，輸入元器件和輸出元器件分別與可編程控制器的輸入端和輸出端電連接； 所述輸入元器件包括控制按鈕、活動部件限位傳感器、主鉤拉力傳感器、副鉤拉力傳感器、變幅角度傳感器、風(fēng)速傳感器、回轉(zhuǎn)角度傳感器、檢測起重機各部件液壓系統(tǒng)進(jìn)出口壓力的壓力傳感器、液壓系統(tǒng)流量傳感器、液壓油溫度傳感器、液壓油液位傳感器、防傾覆陀螺儀、馬達(dá)電流傳感器、馬達(dá)電壓傳感器和應(yīng)力光纖傳感器； 所述輸出元器件包括電機啟動繼電器、電機停止繼電器、活動部件繼電器、氣喇叭繼電器、電機加熱繼電器、冷卻風(fēng)扇繼電器、聲光報警器、限位指示燈、負(fù)載報警燈、主電機停止燈、主電機運行燈、液壓油溫高燈、液壓油位低燈、液壓油位高燈、濾器堵塞指示燈、液壓系統(tǒng)壓力異常指示燈、液壓系統(tǒng)流量異常指示燈； 上位機安裝有組態(tài)軟件，軟件系統(tǒng)中設(shè)有數(shù)據(jù)管理模塊、壽命評估模塊、故障預(yù)警模塊、日志管理模塊、實時監(jiān)控模塊和設(shè)置管理模塊，上位機通過無線網(wǎng)絡(luò)讀取可編程控制器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行儲存及分析處理后，顯示數(shù)據(jù)信息及處理結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制按鈕包括電機啟動按鈕、電機停止按鈕、急停按鈕、超越按鈕、液壓油加熱旋鈕、箱燈測試按鈕、消音按鈕； 所述活動部件限位傳感器包括主勾上升限位傳感器、主勾下降限位傳感器、副勾上升限位傳感器、副勾下降限位傳感器、變幅上升限位傳感器、副勾下降限位傳感器； 所述活動部件繼電器包括變幅上升繼電器、變幅下降繼電器、主鉤上升繼電器、主鉤下降繼電器、副鉤上升繼電器、副鉤下降繼電器； 所述限位指示燈包括主鉤上限燈、主鉤下降燈、副鉤上限燈、副鉤下降燈、變幅上限燈、變幅下限燈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏上設(shè)有與所述操作按鈕相對應(yīng)的觸摸按鍵和起重機狀態(tài)信息的顯示區(qū)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏和可編程控制器、可編程控制器和無線模塊之間通過Profibus總線通信。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于海洋平臺起重機的預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機為工控機，所述組態(tài)軟件為WinCC組態(tài)軟件。
【文檔編號】B66C13/48GK105967066SQ201610550480
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】張華偉, 陳啟愉, 羅良傳, 吳智恒, 鄧志文, 郭偉科
【申請人】廣東省自動化研究所