一种海洋平台起重机运维系统及方法与流程

本发明涉及海洋平台起重机，特别涉及一种海洋平台起重机运维系统及方法。

背景技术：

1、起重机是海洋石油平台的重要设备之一，其安全稳定的运行直接影响着作业的效率。但是复杂多变的海上环境给起重机的运行带来很大威胁，稍有不慎就可能导致起重机故障甚至严重事故。因此，对海洋平台起重机的状态进行实时监测至关重要，这可以及时发现问题并采取措施进行预防。

2、目前，平台起重机的控制系统中都会集成一些基本的监测功能，如起重机各关键部件的工作参数检测。这可以为操作人员提供必要的安全指标，避免超载等问题发生。此外，一些起重机会额外安装独立的监测模块，如钢丝绳损伤监测、液压油润滑状态监测等，这些专门的监测模块可以进一步提高起重机的安全性。

3、但是现有的监测方式存在一些问题，首先是监测数据无法融合共享，各监测系统之间缺乏协同，无法形成整体的健康评估。其次，当前监测以实时数据为主，缺乏对历史数据的分析利用。最后，过多的子系统有可能造成设备资源的冗余，占用了原本就很狭小的控制室的空间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海洋平台起重机运维系统，其设有传感模块、数据采集模块、网络通信模块、数据分析处理模块和人机交互模块，数据分析处理模块能够通过网络通信模块与数据采集模块、起重机原系统和独立监测系统通信连接，能够实现监测数据的融合共享，协同各监测系统，形成整体的健康评估。

2、本发明还有一个目的在于提供一种海洋平台起重机运维方法，其设有传感模块、数据采集模块、网络通信模块、数据分析处理模块和人机交互模块，数据分析处理模块能够通过网络通信模块与数据采集模块和独立的监测系统通信连接，能够实现监测数据的融合共享，协同各监测系统，形成整体的健康评估。

3、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

4、一种海洋平台起重机运维系统，包括：

5、多个传感模块，其分别设置在起重机上，用于检测起重机的运维数据；

6、数据采集模块，其分别与所述传感器模块电连接，用于获取所述传感模块检测的运维数据；

7、网络通信模块，其与所述数据采集模块、起重机原系统和独立监测系统进行通信连接，用于获取运维数据；

8、数据分析处理模块，其与通过所述网络通信模块与数据采集模块、起重机原系统和独立监测系统通信连接，用于对运维数据进行分析处理；

9、人机交互模块，其与所述数据分析处理模块电连接，用于输出所述数据分析处理模块的分析处理结果。

10、优选的是，所述多个传感模块包括：

11、主钩振动传感器和主钩温度传感器，其分别安装在主钩驱动减速器靠近轴承处，用于检测主钩的振动和温度；

12、副钩振动传感器和副钩温度传感器，其分别安装在副钩驱动减速器靠近轴承处，用于检测副钩的振动和温度；

13、变幅振动传感器和变幅温度传感器，其分别安装位置在变幅驱动减速器靠近轴承处，用于检测变幅的振动和温度；

14、回转振动传感器和副钩温度传感器，其分别安装在回转驱动减速器靠近轴承处，用于检测回转的振动和温度；

15、主钩负载传感器，其安装在主钩与钢丝绳连接处，用于检测主钩的负载；

16、副钩负载传感器，其安装在副钩与钢丝绳连接处，用于检测副钩的负载；

17、变幅角度传感器，其安装在变幅机构转动轴或相关联动部件上，用于检测变幅的角度；

18、回转角度传感器，其安装在回转轴上，用于检测回转角度；

19、风速传感器，其安装在起重机顶部，用于检测风速；

20、倾覆角度传感器，其安装在起重机底盘上，用于检测倾覆角度；

21、液压油油温传感器，其安装在液压油循环回路中，用于检测液压油的油温；

22、液压油液位传感器，其安装在液压油箱内，用于检测液压油的液位；

23、主钩液压压力传感器，其安装在主钩液压缸进/出油口，用于检测主钩的液压；

24、主钩流量传感器，其安装在主钩液压系统油管中，用于检测主钩的流量；

25、主钩刹车压力传感器，其安装在主钩刹车系统液压管路中，用于检测主钩的刹车压力；

26、副钩液压压力传感器，其安装在副钩液压缸进/出油口，用于检测副钩的液压；

27、副钩流量传感器，其安装在副钩液压系统油管中，用于检测副钩的流量；

28、副钩刹车压力传感器，其安装在副钩刹车系统液压管路中，用于检测副钩的刹车压力；

29、变幅液压压力传感器，其安装在变幅液压缸进/出油口，用于检测变幅的液压；

30、变幅流量传感器，其安装在变幅液压系统油管中，用于检测变幅的流量；

31、变幅刹车压力传感器，其安装在变幅刹车系统液压管路中，用于检测变幅的刹车压力；

32、回转液压压力传感器，其安装在回转液压缸进/出油口，用于检测回转的液压；

33、回转流量传感器，其安装在回转液压系统油管中，用于检测回转的流量；

34、控制液压压力传感器，其安装在液压控制系统中，用于液压控制系统的液压；

35、应力应变传感器，其安装在起重机吊臂、塔身的受力部位，用于检测起重机吊臂、塔身的受力部位的应力。

36、优选的是，所述数据采集模块为模块化设计，所述数据采集模块由多个采集子模块组成，所述采集子模块包括模拟量采集卡和开关量采集卡；所述模拟量采集卡包括普通模拟量采集卡和高速模拟量采集卡；其中所述高速模拟量采集卡用于采集采样频率在10k以上的加速度信号。

37、优选的是，所述网络通信模块包括网络协议转换器、交换机，支持独立监测系统或数据采集模块、起重机原系统和独立监测系统以串口、网口、无线、usb接入；所述网络协议转换器为自主开发的接口软件，支持modbus、tcp/ip、udp、http、mqtt、西门子s7协议。

38、优选的是，所述独立监测系统包括钢丝绳监测系统、脂润滑系统和防碰撞系统。

39、优选的是，所述人机交互模块为显示屏或触摸屏。

40、一种海洋平台起重机运维方法，包括上述任一项所述的海洋平台起重机运维系统，其特征在于，包括以下步骤：

41、s1、多个传感模块分别设置在起重机上；所述传感模块实时检测起重机的运维数据；所述数据采集模块分别与多个传感器模块电连接，所述数据采集模块实时获取所述传感模块检测的运维数据；

42、s2、所述网络通信模块与所述数据采集模块、起重机原系统和独立监测系统通信连接，进行数据通信；

43、s3、所述数据分析处理模块通过所述网络通信模块与数据采集模块、起重机原系统和独立监测系统连接，用于对运维数据进行分析处理；

44、s4、所述人机交互模块输出分析结果。

45、优选的是，所述数据预处理是指对接收到的原始数据进行处理，对于常规数据和应力数据，采取滑动中值滤波方式进行处理，在人机交互模块实时输出显示，对于振动数据，进行清洗，去除噪声和异常值；

46、所述数据存储的数据为起重机从起吊物体到放下物体的过程中，传感模块采集的运维数据；

47、所述数据分析包括振动数据分析和剩余寿命评估；所述振动数据分析是基于振动数据的故障诊断诊断分析，对振动信号进行频谱分析，以判断轴承、齿轮等旋转部件是否存在异常磨损、松动或不平衡等故障；所述剩余寿命评估剩余寿命评估模型，利用历史数据采用回归的方式建立剩余寿命模型，输入循环起吊数据对起重机剩余进行预测。

48、本发明的有益效果是：数据分析处理模块能够通过网络通信模块与数据采集模块和独立的监测系统通信连接，能够实现监测数据的融合共享，协同各监测系统，形成整体的健康评估。