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起重設備安全監控管理系統的數據采集及數據挖掘

來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2019-02-02 15:40:00
一、 概述:
特種設備是涉及生命安全、危害較大的設備設施總稱[1]。《特種設備安全監察條例》中第八十八條規定,我國的特種設備主要包括起重機械、壓力容器、索道、壓力管道、電梯和大型游樂設施[2],共7大類,60多個類別,300多個品種。在國際上,特種設備也被稱為“危險性設備”和“特定危險設備”。其兩個基本特征為:涉及生命安全和危害性較大[3]。特種設備是經濟建設和人民生活中使用的具有潛在危險性的重要設備設施。
    由于經濟的飛速發展和人們生活水平的穩步提高,特種設備的數量增長速度也非常迅猛,使用范圍日益廣泛。正因為這些特征,如果特種設備在設計、制造、裝配、使用或者管理有所不當,一旦有事故發生,不僅會有人身傷亡,造成財產損失,正常的社會經濟秩序也會受到重大影響[4]。特種設備具有高危險性,因此各國政府歷來都很重視相關領域的安全問題[5]。
二、 數據采集的范圍:
隨著物聯網技術應用的逐步深入,通過對起重機等特種設備運行狀態的實時感知以及遠程通信技術的應用[6],實時采集設備運行狀態,以及WEB技術、GPRS技術與智能儀器技術的應用[7],并通過應用平臺和預警數據模型的應用,使得以起重機為代表的特種設備遠程安全監測和管理得以實現[7]。加強對以起重機為代表的特種設備的安全管理具有十分重要的意義。
數據采集是現實世界到數字世界轉化的必經之路。數據采集的參數包括以下的內容:
    1)起重機數據采集的變化參數范圍包括:實時的升降、小車和大車的位置;實時的重量;實時的動作開關量信號等;如下圖所示:


 2)起重機數據采集的固定參數包括:額定起重量;設計類別;跨度;出廠時間等;

起重機工作級別(GB381183)是根據起重機利用等級和載荷狀態分為A1A8級。 

起重機工作級別是表明起重機工作繁重程度的參數,即表明起重機工作在時間方面的繁重程度和滿載程度的參數,吊鉤式共分為:A1-A3(輕級)A4-A5(中級);A6-A7(重級)三個級別七大項。輕級(A1-13):很少起升額定載荷,一般起升輕微載荷,多用于電站或其他工作場所安裝和檢修設備用,或工作不常用的車間和倉庫。

中級(A4-15):有時起升額定載荷,一般起升中等載荷,用于工作繁重的車間和車庫,如一般的機械加工和一般裝配車間使用。

重級(A6-A7):如常起升額定載荷,一般起升較重的載荷,用于工作繁重的工作車間和倉庫,如長時間頻繁吊運載重額較重的物品與冶金車間使用。如下表所示:



一、數據挖掘及其應用:

以上所述的變動參數和固定參數都采集到數據平臺了,下面就探討一下如何挖掘和應用這些參數。

序號

名稱

定義

數據來源

數據的意義

相關的數據

備注

1

主鉤動作次數累計

主鉤上升或者下降的動作次數累加值;

單位:次

升降動作開關量信號

指導鋼絲繩加油和維保更換周期、抱閘維修保養和更換周期;指導主鉤接觸器的維保周期;

設計的工作級別

 

主鉤及其相關設備是起重機工作的最重要的部件。

2

主鉤的有效工作時間累計

主鉤吊重大于5%額定重量的時間累計值;單位:小時

起重量

指導鋼絲繩和抱閘的維保周期。

設計的工作級別;

 

3

起重量的累計值

每個工作循環(吊起重物再放下)所吊重物的重量累計值,單位:噸

起重量

指導鋼絲繩和抱閘的維保周期

設計的工作級別

額定起重量;

 

4

大車的行程累計值

每次行程距離的累加,單位:米或千米

大車行程

指導大車車輪的維護更換周期

設計的大車工作級別

大車車輪是非常重要的部件,一旦損壞,不僅影響自身,還影響別的行車工作。

5

大車的有效工作時間

大車移動過程的時間累計值,單位:小時

大車動作

指導大車車輪的維護更換周期

設計的大車工作級別

 

6

小車的行程累計值

每次行程距離的累加,單位米或者千米

小車行程

指導小車車輪的維保周期

設計的小車工作級別

 

7

小車的有效工作時間

小車移動過程的時間累計值,單位:小時

小車的動作

指導小車車輪的維保周期

小車工作級別

 

8

主鉤的行程累計值

主鉤的每次行程累加值;單位米或者千米

主升高度

指導鋼絲繩的維保周期

工作級別

 

9

溜鉤距離

主鉤抱閘抱死命令發出后產生的高度信號脈沖數除以每米的脈沖數

抱閘動作

指導抱閘的維保周期

工作級別

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     以上參數是在原有數據的基礎上統計或者計算出來的比較實用的數據,拿到這些數據后還要驅動一個數據模型,由數據模型來給出最終的指導意見,如下圖所示:


注:上圖引用了鄭州愷德爾科技發展有限公司(起重機安全監控管理系統專業生產廠家)的評估模型。

 

參考文獻:

[1] 李煜;基于GPRS橋式起重機狀態監測與預警系統研究與設計;湖南大學,2015

[2] 肖慧彬;物聯網中企業信息交互中間件技術開發研究;北京:北方工業大學,2009

[3] GB28264-2012起重機械安全監控管理系統 2012

[4]瞿雷等;Zigbee技術及應用[D]. 北京航空航天大學出版社,2007

[5]徐旭;ZXG10 GPRS-----無線數據通信解決方案[J];世界電信;199911

[6]代曬;基于FFMPEG技術在起重機安全監控系統上的應用研究;天津理工大學,2013

[7]張虎;起重機安全監控管理系統的設計與實現;山東大學;2016


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