一种起重机的安全监控与信息管理系统
阅读说明：本技术 一种起重机的安全监控与信息管理系统 (Safety monitoring and information management system of crane ) 是由 李静 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种起重机的安全监控与信息管理系统,分为起重机安全监控系统和起重机信息管理系统。安全监控系统包括数据和图像的实时监控、实时报警、实时记录等,分为机上监控、远程监控及移动端监控。信息管理系统包括备件管理、图纸管理、故障诊断、预测维护、寿命管理等,分为远程管理和移动端管理。数据的传输采用OPC UA通讯标准,通过JAVA程序进行读取,大大缩短了传输周期。根据数据的特点采用不同类型的数据库存储,解决了实时监控数据并发量大、数据存储量大的需求,又满足了信息管理处理大量关联性数据的要求。本发明提供了一种集实时监控、实时报警、状态监测与故障诊断、预测维护、设备管理等为一体的起重机安全监控与信息管理系统。(The invention discloses a safety monitoring and information management system of a crane, which is divided into a crane safety monitoring system and a crane information management system. The safety monitoring system comprises real-time monitoring, real-time alarming, real-time recording and the like of data and images, and is divided into on-board monitoring, remote monitoring and mobile terminal monitoring. The information management system comprises spare part management, drawing management, fault diagnosis, prediction maintenance, service life management and the like, and is divided into remote management and mobile terminal management. The data transmission adopts OPC UA communication standard, and the reading is carried out by JAVA program, thus greatly shortening the transmission period. Different types of databases are adopted for storage according to the characteristics of data, the requirements of large concurrency and large data storage capacity of real-time monitoring data are met, and the requirement of information management on processing of a large amount of associated data is met. The invention provides a crane safety monitoring and information management system which integrates real-time monitoring, real-time alarming, state monitoring and fault diagnosis, predictive maintenance, equipment management and the like.)
技术领域
本发明属于起重设备技术领域，特别涉及一种起重机的安全监控与信息管理系统。
背景技术
起重机作为现代化工业不可缺少的特种设备，被广泛的应用于各种物料的起重、运输、装卸和安装等作业中。随着自动化程度的提高，对起重机的实时监控、故障预警、远程监测、数据趋势分析、维修保养等信息化管理的需求越来越高。现有的起重机安全监控管理系统对于数据的采集、传输周期较长，缺少对数据的有效处理及分析、缺少故障的预先诊断等。
发明内容
本发明的目的在于解决以上缺陷，提供一种集实时监控、实时报警、状态监测与故障诊断、预测维护、设备管理等为一体的起重机安全监控与信息管理系统。
本发明是通过以下技术方案来解决上述技术问题的：一种起重机的安全监控与信息管理系统，其特征在于，包括起重机安全监控系统和起重机信息管理系统；起重机安全监控系统包括数据和图像的实时监控、实时报警、实时记录等，分为机上监控管理、远程监控管理及移动端监控管理。信息管理系统包括起重机备件管理、图纸管理、故障诊断、预测维护、寿命管理等，分为远程监控管理和移动端监控管理。
技术架构将基于完全的B/S体系结构和中间件技术，实现了业务和数据的集中管理，降低了系统维护和升级成本。架构实现了内容展现(图形界面)和业务逻辑(业务流程)、以及业务逻辑和数据存储之间的分离。这样可以根据系统的需求以及业务规模，方便快捷地搭建系统平台，实现具体业务，且系统在安全性、可重用性、可扩展性等方面都有较好的表现，基于MVC的设计思想，将系统软件技术架构划分表示层、业务层、数据访问层。
表示层负责系统的表示逻辑，主要响应前台用户的操作和提供适当的数据的表现形式，选用工业触摸屏一体机、电脑服务器、移动手机端。
业务层体现系统的业务逻辑，是一组Stateless Session Bean，起到了BusinessDelegate的作用，屏蔽了表示层，有利于重用业务模型，采集业务由采集模块、传输模块、处理模块等组成，业务层逻辑业务由实时状态、故障诊断、预测维护、寿命管理、备件管理、图纸管理等组成。
采集模块连接起重机各机构变频器、位置编码器、角度编码器、温度传感器、限位装置等。
监控数据的传输模块采用OPC UA通讯标准，通过JAVA程序进行读取，可实现传输周期50ms以内。
数据访问层负责进行数据访问及系统间交互操作数据库包括时序数据库InfluxDB、关系数据库MySQL。
监控数据采用时序数据库InfluxDB进行存储，具有并发量大、数据存储量大的特点，完全满足采集、传输周期50ms以内的要求。
信息管理系统采用关系数据库MySQL进行存储，具有处理大量关联性数据的特点，可以有效地组织和管理起重机的各项信息数据。
业务系统在客户端使用HTML和Javascript技术进行交互，并且兼容InternetExplorer10以上浏览器。在服务器端，业务系统应用构建在标准的J2EE平台之上，并且与外部系统进行数据同步和集成完成相应的业务逻辑。
附图说明
附图为本发明一种起重机的安全监控与信息管理系统的架构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此限制本发明的保护范围。
本发明系统由起重机监控管理系统和起重机信息管理系统两部分组成。起重机安全监控系统包括数据和图像的实时监控、实时报警、实时记录等，分为机上监控管理、远程监控管理及移动端监控管理。信息管理系统包括起重机备件管理、图纸管理、故障诊断、预测维护、寿命管理等，分为远程监控管理和移动端监控管理。
系统的各项基础数据来源为起升重量限制器、起升位置编码器、运行位置编码器、角度编码器、温度传感器、振动传感器、及各机构变频器、限位装置等。
采集的信息经存储服务器处理后通过有线传输模块发给机上监控系统、通过无线传输模块发送至地面设备监控站、通过云服务器发送至移动端应用程序。通过远程监控站和移动端应用程序，设备管理人员可以随时看到现场设备的工作运行状态、故障报警及状态诊断等信息，使设备管理、维护更加便捷。
技术架构将基于完全的B/S体系结构和中间件技术，实现了业务和数据的集中管理，降低了系统维护和升级成本。架构实现了内容展现(图形界面)和业务逻辑(业务流程)、以及业务逻辑和数据存储之间的分离。这样可以根据系统的需求以及业务规模，方便快捷地搭建系统平台，实现具体业务，且系统在安全性、可重用性、可扩展性等方面都有较好的表现，基于MVC的设计思想，将系统软件技术架构划分表示层、业务层、数据访问层。
表示层负责系统的表示逻辑，主要响应前台用户的操作和提供适当的数据的表现形式，选用工业触摸屏一体机、电脑服务器、移动手机端。
业务层体现系统的业务逻辑，是一组Stateless Session Bean，起到了BusinessDelegate的作用，屏蔽了表示层，有利于重用业务模型，采集业务由采集模块、传输模块、处理模块等组成，业务层逻辑业务由实时状态、故障诊断、预测维护、寿命管理、备件管理、图纸管理等组成。
系统的采集模块通过PLC、串口服务器等方式对起升重量限制器、起升位置编码器、运行位置编码器、角度编码器、温度传感器、振动传感器、及各机构变频器、限位装置等硬件的周期性数据进行采集。
监控数据的传输模块采用OPC UA通讯标准，通过JAVA程序进行读取，可实现传输周期50ms以内，保证数据的实时性要求和网络化管理要求。
数据访问层负责进行数据访问及系统间交互操作数据库包括时序数据库InfluxDB、关系数据库MySQL。
监控数据采用时序数据库InfluxDB进行存储，具有并发量大、数据存储量大的特点，完全满足采集周期小于50ms的要求。
信息管理系统采用关系数据库MySQL进行存储，具有处理大量关联性数据的特点，可以有效地组织和管理起重机的各项信息数据。
本起重机的安全监控与信息管理系统功能描述如下：
实时状态包括各机构主要运行参数、开关量状态等实时显示以及各机构实时运行状态的三维模拟。
视频监控对起重机关键部位进行实时监控。
故障信息根据时间段、类型、所属部分等进行故障记录、反查，并根据不同的故障给出相应的解决方案。
历史曲线输出运行时的电压、电流、温度等模拟量变化曲线，支持多数据同时显示、导出。
历史信息将所有开关量的不同状态按开始、结束时间进行记录，支持按时间、所属机构、所属类型进行分类查询、导出。
备件管理将整机备件型号、数量、图号等信息统一界面显示，便于用户查询、管理；
图纸及资料管理将起重机图纸和零部件的说明书等进行分类管理，方便用户随时查询。
预测维护根据实时记录电气元件通断次数、运行时间，自动提醒用户对电气元件进行更换和维修，自定义机械零部件的保养、更换周期，根据使用情况设定预警条件，进行更换和保养的自动通知。
故障诊断实时判断监测对象是否存在故障，故障是否严重以及发展趋势，及时作出预警和对策建议，把事故消灭在萌芽状态。
寿命管理对起重机的关键零部件及整机进行理论寿命计算，为用户进行维护、决策提供依据。
以上实施例只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本发明专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本发明的权利要求范围之内。