[发明专利]海洋平台起重机智能状态监测方法

摘要

本发明公开了一种海洋平台起重机智能状态监测方法，其包括以下步骤：S1：采集起重机各个金属结构的应力信号；S2：应力信号的去噪处理并获得应力曲线图；S3：基于应力曲线图对金属结构寿命进行预估；S4：采集关键部件的振动信号和力信号并对关键部件进行故障检测和诊断；S5：将起重机中金属结构和关键部件的运行状况实时传递给计算机，输出起重机的运行状态；S6：起重机运行状态信息的远程监控。本发明通过对海洋平台起重机金属结构薄弱处的应力应变在线监测，获取数据来计算部件剩余寿命，提高了检测效率，同时还对关键部件进行在线监测和故障诊断，确保海洋起重机的正常使用、降低不必要的损失。

主权项

1.一种海洋平台起重机智能状态监测方法，其特征在于：该监测方法中所使用的海洋平台起重机智能状态监测系统包括金属结构状态监测模块、关键部件故障诊断模块和状态信息在线传输模块；所述金属结构状态监测模块包括金属结构应力采集系统、应力信号处理系统和信号分析及安全评估系统，所述金属结构应力采集系统包括应变片，所述金属结构应力采集系统用于采集起重机各个金属结构的应力信号，所述应力信号处理系统用于应力信号的处理并获得应力曲线图，所述信号分析及安全评估系统的作用是基于应力曲线图对金属结构寿命进行预估；所述关键部件故障诊断模块包括关键部件的状态监测模块和信号分析及故障诊断系统，所述关键部件的状态监测模块包括振动传感器和力传感器，所述关键部件的状态监测模块用于采集关键部件的振动信号和力信号，所述信号分析及故障诊断系统的作用是基于有限元分析软件和采集的力信号和振动信号对关键部件进行故障检测和诊断；所述状态信息在线传输模块包括信号采集硬件系统和信号采集软件系统，所述信号采集硬件系统包括智能传感器、多通道的数据采集卡和计算机，所述信号采集软件系统包括LabView的数据采集和信号处理软件、Matlab的数据分析和模式识别软件；该监测方法包括以下步骤：步骤S1：金属结构的应力采集利用有限元分析软件建立海洋平台起重机的有限元模型，进行静力学计算，并进行求解分析，求出应力最大处，将应变片贴于此处来采集应力信号，并且选择适当的采样频率；步骤S2：应力信号的处理对采集到的应力信号进行去噪处理，再对去噪处理后的应力信号进行提取、变换、分析和综合处理，获得应力曲线图；步骤S3：信号分析及安全评估基于应力曲线图，根据外载荷和实测应变，首先进行载荷分析，计算出当量应力；利用有限元静力学对起重机进行结构综合分析和累积损伤理论的基础上，以当量应力输入，对金属结构寿命进行预估，并输出结果；步骤S4：对起重机各个关键部件进行在线监测和故障诊断a、采集各个关键部件的力信号和振动信号；b、利用有限元分析软件分别对海洋平台起重机整机和各个关键部件进行模态分析，得到其各阶模态下的固有频率和振型；利用低通滤波对振动信号进行处理，得到起重机各个关键部件的低频振动特性，并与起重机的固有频率进行比较，从而防止由于共振引起的事故；c、基于采集的力信号和振动信号，采用模式识别方法对各个关键部件进行故障检测和诊断，其中模式识别方法的过程为：预处理、特征提取、特征选择、在线分类器输出结果；步骤S5：将起重机中各个金属结构的寿命预估输出结果和各个关键部件的运行状况的输出结果实时传递给计算机，并经计算机的处理和分析，输出起重机的运行状态；步骤S6：运用网络接口芯片技术和嵌入式系统技术将起重机运行状态的实时数据汇集，实现起重机运行状态信息的远程监控。