海上平台起重机状态监测系统设计

作 、 、维修、评估等工作。
成见图3。
使 用 ， 机运
输
，在
数从 终
上
数据的本地化处理;
利用海油局域 数 据 传 回 陆 地 ，对数据进 程处 理 ， Internet网 络 ，传 输 任 何 需 要
的地方[8]。
2 " 采集方案设计
机上 的 是 必 须 的 ，但这
，重量及角度 对于 机运行
的障
有
作用 。所
测 ，因此目前海上平台起重机在线监测与故障诊
断 系 统 中 广 泛 地 采 用 了 多 测 点 、多 传 感 器 的 采 集
方 式 ，而这就需要采用多元统计分析方法[6]来对
多维测量数据进行分析处理。
! 2 基 于 ICA的瞬态检测方法
通过分析一维测量信号的ICA基 特 征 ，提出
了一种新的瞬态检测方法，包 括 3 个 步 骤 :首 先 ，
摘 要 :综合考虑法律法规对特种设备安全性的强制要求及现有海上平台起重机安全监测系统技术落
后的现状，利用各种现场传感器采集起重机重要状态参数，通过无线局域网络、海 油 局 域 网 络 以 及 I N T E R N E T
网 络 将 现 场 终 端 采 集 的 数 据 传 输 到 数 据 处 理 器 ，组 成 大 系 统 ，与 起 重 机 原 有 安 全 监 控 相 比 较 ，新的状态监测系
全 ，需要对海上平台起重机状态检测系统进行优
化和功能扩展[1]。对 徐 州 重 工 、三 一 重 工 、华南 船 舶 机 械 厂 、利 勃 海 尔 、TTS、KENZ等 几 个 著 名 的
起 重 机 生 产 厂 家 的 调 研 分 析 表 明 ，现 有 的 状 态 监
控系统仅仅针对力矩、限位和电气系统等参数，系
第48卷 第 1期 2019年 2 月
船海工程
SHIP & O C E A N ENGINEERING
D O I ：10.3963/j.issn. 16 7 1 - 7 9 5 3 . 2 0 1 9 . 0 1 . 0 3 0
Vol.48 No.1 Feb.2019
海上平台起重机状态监测系统设计
郑露 ( 中 海 油 能 源 发 展 装 备 技 术 有 限 公 司 ，天 津 3 0 0 452)
罗盘、 属探测、激 距
；而对
于远程 分析故障来说，液压油流量压力、钢丝
绳绳长、滚筒 等参数起决定性作用，因此，增
流量、压 、旋转编码器等
的 。各种
4 〜20 mA标 号
输。
3 系统功能
收稿日期$2018 - 0 7 - 1 5 修回日期$2018 - 0 8 - 0 6 第一作者:郑 露 ％1987— ），男 ，硕 士 ，工程师 研 究 方 向：海上起重机的设计、结构评估及改造技术
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系 统 以 及 起 重 机 结 构 薄 弱 部 位 ，因 而 开 展 起 重 机
、故障 和 评估对
机的
曰常应用、维 修 和 维 护 具 有 重 要 的 指 导 意 义 [5]。
起 重 机 状 态 数 据 复 杂 、数 据 类 型 繁 多 、数据不规
律 ，通常采用多元统计分析方法和瞬态检测方法。
! 1 多元统计分析方法
为 了 完 整 地 获 得 起 重 机 的 运 行 状 态 ，通 常 需
要从起重机的不同部位来采集信号进行多通道监
统 具 有 简 单 的 数 据 存 储 功 能 ，但 不 具 备 状 态 监 测
分 析 能 力 ，更 不 能 为 起 重 机 评 估 提 供 有 价 值 的 数
据 ，不具备预防事故的功能。基于以上原因，对起
重 机 状 态 监 测 系 统 进 行 设 计 ，将 现 代 自 动 化 技 术
海上
机
，
重 机 各 项 参 数 ，组 建 大 数 据 系 统 ，通 过数据分析实
2 技术路线
系统设计采取理论分析、软件应用、数值计算 相 结 合 的 方 法 ，并 注 重 成 果 的 理 论 先 进 性 和 工 程
。 设计工作主要包含以下几项内容:设计制造 起重机本地数据监测和基本处理标准化集成化终 端 设 备 ，利 用 各 种 现 场 传 感 器 ，采集起重机重要状 态参数;设计并编制状态监测软件，构建数据处理
2019 年 第 1期
郑露:海上平台起重机状态监测系统设计
船海工程 第 48卷
器;通过无线局域 、海油局域
及 IN­
TERNET |
终端与数据处
链
， 成大 。在数据处 上对各 机的
数 分析处理， 各类有效报表，建立
正常 模 型 、异常 模 型 、故障列表、故障处
建 表等。利 上 述 有 效 数 据 指 导 机操
现 故 障 预 防 ，达 到 保 障 人 身 和 财 产 安 全 的 目 的 。
1 起重机状态监测方法
起重机使用过程中的载况、实时变幅角度、回 转角度、吊臂与 平 台 其 他 设 备 距 离 （预 防 碰 撞 ）、 液压系统和动力系统的状态等都关乎起重机的正 常 、安全使用[2-]$起重机频繁地起吊加上海上恶 劣的工作环境（海 风 、潮 湿 等 ），起重机有可能发 生疲劳破坏或者其他故障，尤其是液压系统、动力
中图分类号:U 6 6 4 . 4
文 献 标 志 码 :A
文章编号 $1671-7953 (2019)01-0130-4
2014年 1 月 1 日《中华人民共和国特种设备
安全法》开 始 施 行 ，海上平台起重机属于特种设
备 ，提高安全性是法规的强制要求。海上平台起
重 机 现 有 状 态 监 测 系 统 技 术 落 后 、监 控 数 据 不 完
统 增 加 了 液 压 系 统 、电 气 系 统 状 态 监 测 功 能 ，并 通 过 采 集 的 数 据 建 立 正 常 状 态 模 型 、异 常 状 态 模 型 、故 障 列 表 、
故障处理建议列表等各类有效报表，利用上述有效数据可指导起重机操作、保 养 、维 修 、评估等工作。
关 键 词 :起 重 机 ;传 感 器 ;状 态 监 测 ;数据分析
一 维 信 号 的 分 割 段 用 于 训 练 ICA基 特 征 ;其 次 ，
用 最 大 后 验 概 率 估 计 推 导 出 收 缩 函 数 ，应 用 到 稀 疏 的 ICS系数上进行去噪;最后，收缩的系数通过
基函数重建瞬态信号段[7]。经 过 ICA变 换 ，分割
Baidu Nhomakorabea
信号被表达为独立非高斯系数的线性组合。