一種基于物聯(lián)網(wǎng)的塔式起重機(jī)壽命評(píng)估系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種特種設(shè)備的壽命及安全評(píng)估技術(shù)應(yīng)用，尤其設(shè)及一種基于物 聯(lián)網(wǎng)的塔式起重機(jī)壽命評(píng)估系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑用塔式起重機(jī)正越來越多的被用于建造高 樓大廈。由于其作業(yè)環(huán)境惡劣、工況復(fù)雜多變，塔式起重機(jī)倒塌事故不斷發(fā)生，嚴(yán)重危害人 們的生命財(cái)產(chǎn)安全，特別是有一定服役年限的老舊塔式起重機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)磨損比較嚴(yán)重， 更容易發(fā)生事故，為此，住建部規(guī)定超過一定服役年限的老舊塔式起重機(jī)繼續(xù)使用必須進(jìn) 行安全評(píng)估；另外，還有相當(dāng)一部分塔式起重機(jī)，由于操作不當(dāng)發(fā)生各種各樣的事故，經(jīng)過 維修評(píng)估后仍舊可W使用。多種情況綜合可知，評(píng)估機(jī)構(gòu)每年需要安全評(píng)估的塔式起重機(jī) 數(shù)量相當(dāng)龐大。
[0003] 傳統(tǒng)塔式起重機(jī)的評(píng)估一般都是通過人工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，然后經(jīng)過計(jì)算匯總，得出塔 式起重機(jī)安全評(píng)估結(jié)論。在此過程中，需要大量數(shù)據(jù)檢測(cè)和計(jì)算，采取人工測(cè)量的方式，工 作量太大，針對(duì)每臺(tái)塔式起重機(jī)進(jìn)行評(píng)估幾乎是一個(gè)不可完成的任務(wù)。另外，很多施工單位 為了趕工期，經(jīng)常超載作業(yè)。采用傳統(tǒng)的評(píng)估方式，依靠人工進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、測(cè)量、計(jì)算，由 于無法統(tǒng)計(jì)實(shí)際工作中的載荷率、超載時(shí)間、沖擊抖動(dòng)等因素，就難W發(fā)現(xiàn)該種頻繁超載引 起的疲勞隱患，評(píng)估更是無從說起。
[0004] 基于W上背景和分析，本實(shí)用新型提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的塔式起重機(jī)壽命評(píng)估 系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、能夠自動(dòng)收集塔式起重機(jī)的工作數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合部分的手持 式終端的數(shù)據(jù)采集，統(tǒng)一發(fā)送到數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析?？蒞針對(duì)塔式起重機(jī)的使用壽命進(jìn)行 在線評(píng)估，并自動(dòng)生成評(píng)估報(bào)告，提高評(píng)估效率和降低計(jì)算誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是：針對(duì)塔式起重機(jī)壽命評(píng)估存在測(cè)量難、計(jì)算難、數(shù)據(jù)量大的 特點(diǎn)，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的塔式起重機(jī)壽命評(píng)估系統(tǒng)，能夠快速、高效、準(zhǔn)確的評(píng)估塔式 起重機(jī)的壽命。
[0006] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的塔式起重機(jī) 壽命評(píng)估系統(tǒng)包括；塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端1、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)3、手持評(píng)估終端2、壽 命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4。
[0007] 所述塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端1通過安裝在塔式起重機(jī)上的傳感器，采集塔式起 重機(jī)的各個(gè)動(dòng)作參數(shù)；塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端1通過無線數(shù)據(jù)傳輸單元1-12發(fā)送至壽命 評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4。
[000引所述塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端1包括；人機(jī)交互界面1-1、數(shù)據(jù)采集處理單元1-2 載荷傳感器1-3、幅度傳感器1-4、高度傳感器1-5、轉(zhuǎn)角傳感器1-6、風(fēng)速傳感器1-7、傾角傳 感器1-8、操作指令1-9、控制輸出1-10、GI^S定位模塊1-11、無線數(shù)據(jù)傳輸單元1-12)、電源 系統(tǒng)1-13。
[0009] 所述傳感器采用高精度無齒輪傳動(dòng)編碼器，可w完全電子和數(shù)字化設(shè)定圈數(shù)，可 任意位置設(shè)定零點(diǎn)或中途任意點(diǎn)，最大圈數(shù)16384圈。
[0010] 所述電源系統(tǒng)1-13采用隔離變壓器進(jìn)行一次降壓，使電壓能夠滿足開關(guān)電源工 作范圍，同時(shí)抑制一定的電網(wǎng)干擾；另外增加電源濾波模塊，除去電源的高低頻波的污染， 然后接入開關(guān)電源，供給設(shè)備使用。
[0011] 塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端1和各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸方式包括；人機(jī)交互界面 1-1與數(shù)據(jù)采集處理單元1-2采用RS232或者RS485傳輸；數(shù)據(jù)采集處理單元1-2與傳感 器1-3、1-4、1-5、1-6、1-7和1-8之間采用模擬量數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)采集處理單元1-2與操作 指令1-9采用開關(guān)量數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)采集處理單元1-2與控制輸出1-10采用開關(guān)量數(shù)據(jù)傳 輸；GI^S定位模塊1-11與數(shù)據(jù)采集處理單元1-2采用RS232或者RS485傳輸；數(shù)據(jù)采集處 理單元1-2與無線數(shù)據(jù)傳輸單元1-12采用RS232或者RS485傳輸。
[0012] 所述手持評(píng)估終端2自帶的圖像采集設(shè)備對(duì)被檢測(cè)的關(guān)鍵位置拍照、攝像記錄， 通過手持設(shè)備外擴(kuò)的傳感器檢測(cè)塔式起重機(jī)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)磨損腐蝕后的實(shí)際壁厚、損傷情況、 裂紋長度和深度情況、應(yīng)力大小、產(chǎn)權(quán)編號(hào)、安全裝置信息，填入重要結(jié)構(gòu)件的變形檢測(cè)信 息、輸入載荷試驗(yàn)的信息；所述手持評(píng)估終端2通過自身攜帶的圖像采集設(shè)備，可W將現(xiàn)場(chǎng) 的圖片和視頻進(jìn)行拍攝和存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器大小不小于16G ;所述手持評(píng)估終端2通過串口通訊 方式RS232或者RS485連接外擴(kuò)傳感器；所述手持終端2通過內(nèi)置的GPRS/GPS信號(hào)接收 器，利用無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)，從壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4中，下載已評(píng)估好的評(píng)估系統(tǒng)報(bào)告，利用U盤 導(dǎo)出或者外接USB打印機(jī)直接打??；所述手持終端內(nèi)置《JGJ/T 189-2009建筑起重機(jī)械安 全評(píng)估技術(shù)規(guī)程》中所需要的安全評(píng)估所有算法，根據(jù)算法可W進(jìn)行壽命的計(jì)算和報(bào)告的 輸出。
[0013] 所述無線傳輸系統(tǒng)3采用集成GPRS/GPS DTU數(shù)據(jù)傳輸單元模塊，內(nèi)置TCP/IP協(xié) 議，利用無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，將位置信息、工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)傳輸至移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)基站，由服務(wù) 基站接收，然后通過網(wǎng)絡(luò)輸出至服務(wù)平臺(tái)。
[0014] 所述壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)根據(jù)壽命評(píng)估要求，實(shí)時(shí)分析、整理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行壽命計(jì)算 與報(bào)告輸出。
[0015] 所述壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4包括進(jìn)行功能算法選擇的主界面模塊4-1、為存儲(chǔ)材料 性能參數(shù)和載荷應(yīng)變數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理模塊4-2、為計(jì)算壽命所需要的各類算法集合的壽 命計(jì)算模塊4-3、結(jié)構(gòu)壽命可靠性計(jì)算的安全決策模塊4-4 ;所述壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4可 根據(jù)前述計(jì)算模塊，自動(dòng)生成評(píng)估報(bào)告，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公的評(píng)估報(bào)告模塊4-5 ;所述壽命評(píng) 估服務(wù)系統(tǒng)4根據(jù)拍攝到的塔式起重機(jī)的圖片、人工輸入的信息W及掃描到的關(guān)鍵部件的 受損情況，結(jié)合出廠設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行位置匹配，結(jié)合塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端1采集到的信 息，經(jīng)過算法處理，生成可W打印的報(bào)告，W備查詢下載。
[0016] 本實(shí)用新型的有益效果是，該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、能夠自動(dòng)收集塔式起重機(jī)的 工作數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合部分的手持式終端的數(shù)據(jù)采集，統(tǒng)一發(fā)送到數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析?？蒞針 對(duì)塔式起重機(jī)的使用壽命進(jìn)行在線評(píng)估，并自動(dòng)生成評(píng)估報(bào)告，提高評(píng)估效率和降低計(jì)算 誤差。
【附圖說明】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0018] 圖1是塔式起重機(jī)壽命評(píng)估系統(tǒng)模塊構(gòu)架圖。
[0019] 圖2是遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接方式示意圖。
[0020] 圖3是遠(yuǎn)程監(jiān)控終端和其他模塊連接方式示意圖。
[0021] 圖4是壽命評(píng)估系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖。
[0022] 圖5是無漏磁隔離變壓器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024] 由圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的塔式起重機(jī)壽命評(píng)估系統(tǒng)包括：塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程 監(jiān)控終端1、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)3、手持評(píng)估終端2、壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4。塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程 監(jiān)控終端1通過安裝在塔式起重機(jī)上的傳感器，采集塔式起重機(jī)的各個(gè)動(dòng)作參數(shù)，檢測(cè)信 號(hào)通過無線數(shù)據(jù)傳輸單元1-12發(fā)送至壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4。壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4根據(jù)壽命 評(píng)估要求，實(shí)時(shí)分析、整理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行壽命計(jì)算與報(bào)告輸出。
[0025] 由圖2所示，人機(jī)交互界面1-1與數(shù)據(jù)采集處理單元1-2采用RS232或者RS485 傳輸；數(shù)據(jù)采集處理單元1-2與傳感器1-3、1-4、1-5、1-6、1-7和1-8之間采用模擬量數(shù)據(jù) 傳輸；
[0026] 數(shù)據(jù)采集處理單元1-2與操作指令1-9采用開關(guān)量數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)采集處理單元 1-2與控制輸出1-10采用開關(guān)量數(shù)據(jù)傳輸；GI^S定位模塊1-11與數(shù)據(jù)采集處理單元1-2采 用RS232或者RS485傳輸；數(shù)據(jù)采集處理單元1-2與無線數(shù)據(jù)傳輸單元1-12采用RS232或 者RS485傳輸。
[0027] 由圖3所示，手持設(shè)備外擴(kuò)的傳感器檢測(cè)塔式起重機(jī)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)磨損腐蝕后的實(shí)際 壁厚、損傷情況；通過手持設(shè)備外擴(kuò)的傳感器檢測(cè)塔式起重機(jī)的裂紋長度和深度情況、應(yīng)力 大小、產(chǎn)權(quán)編號(hào)相關(guān)參數(shù)、安全裝置信息、變形檢測(cè)信息；通過手持評(píng)估終端2輸入載荷試 驗(yàn)的信息；按照《JGJ/T 189-2009建筑起重機(jī)械安全評(píng)估技術(shù)規(guī)程》，通過手持評(píng)估終端2 輸入所有的需要參數(shù)；手持評(píng)估終端2通過串口通訊方式RS232或者RS485連接外擴(kuò)傳感 器；手持評(píng)估終端2通過自身攜帶的圖像采集設(shè)備，可W將現(xiàn)場(chǎng)的圖片和視頻進(jìn)行拍攝和 存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器大小不小于16G ;手持評(píng)估終端2可W通過內(nèi)置的GPRS/GI^S信號(hào)接收器，利用 無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)，從壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4中，下載已評(píng)估好的評(píng)估系統(tǒng)報(bào)告，利用U盤導(dǎo)出或 者外接USB打印機(jī)直接打??；手持評(píng)估終端2內(nèi)置《JGJ/T 189-2009建筑起重機(jī)械安全評(píng) 估技術(shù)規(guī)程》中所需要的安全評(píng)估所有算法，根據(jù)算法可W進(jìn)行壽命的計(jì)算和報(bào)告的輸出。 [002引 由圖4所示，壽命評(píng)估服務(wù)系統(tǒng)4包括進(jìn)行功能算法選擇的主界面模塊4-1、為存 儲(chǔ)材料性能參數(shù)和載荷應(yīng)變數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理模塊4