隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，起重機(jī)在電力、能源、石化、交通、造船等行業(yè)的強(qiáng)勁推動(dòng)下得到了廣泛應(yīng)用，隨之對(duì)起重機(jī)的安全性與有效性提出了更高層次的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國門式起重機(jī)在起重機(jī)領(lǐng)域占比達(dá)到八成以上，但是門式起重機(jī)的狀恭監(jiān)測(cè)與故障分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍不完善，用戶大多憑借肉眼和經(jīng)驗(yàn)對(duì)起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，存在嚴(yán)重的安全隱患。針對(duì)門式起重機(jī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善且基本采用C/S結(jié)構(gòu)，鮮有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷分析功能的本地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的情況，因此，本項(xiàng)目開發(fā)一個(gè)基于web平臺(tái)的門式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及診斷分析系統(tǒng)，全面保障起重機(jī)安全運(yùn)行。

具體研究工作包括以下幾點(diǎn)：

1)分析了當(dāng)前關(guān)于國內(nèi)外門式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與故障診斷分析相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀。根據(jù)《GB/T 28264-2017起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》文件要求及項(xiàng)目需求，分析了門式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與診斷分析系統(tǒng)功能與需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)。

2)設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及診斷分析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。選用B/S總體架構(gòu)，將系統(tǒng)功能劃分為:狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理與用戶權(quán)限５大模塊，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能。對(duì)系統(tǒng)開發(fā)中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Websocket數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性技術(shù)及Activex控件繪圖技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及信號(hào)診斷分析中的應(yīng)用，并驗(yàn)證了關(guān)鍵技術(shù)的有效性。

３）在分析故障樹分析法與專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了門式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)與電氣結(jié)構(gòu)故障樹，分別作定性定量分析，計(jì)算最小割集與重要度概率構(gòu)建了專家系統(tǒng)知識(shí)庫與推理機(jī)。

４）在對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于Mongo DBＢ的門式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及診斷分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷分析系統(tǒng)開發(fā)提供幫助。

５）研制了門式起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及診斷分析系統(tǒng)，并通過門式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)故障驗(yàn)證診斷專家系統(tǒng)的有效性與準(zhǔn)確性；以某齒輪箱實(shí)驗(yàn)臺(tái)的故障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本系統(tǒng)齒輪箱故障分析診斷的有效性。 安裝起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)意義：

   我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)被應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域中，尤其是能源、電力、石化、冶金、交通等領(lǐng)域，起重機(jī)械得到空前的發(fā)展。起重機(jī)械逐漸向自動(dòng)化、專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展，對(duì)起重機(jī)械的要求也越來越嚴(yán)格。起重機(jī)作為一種被各行業(yè)廣泛應(yīng)用的大型機(jī)械設(shè)備，其復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)在高強(qiáng)度的工作下難免發(fā)生電氣或者結(jié)構(gòu)類的故障，一旦發(fā)生事故，可能帶來不可估量的損失。因此，必須通過全面的監(jiān)測(cè)與可行的措施來保證起重機(jī)的安全性與可靠性。據(jù)國家質(zhì)檢總局公布的數(shù)據(jù)可知，2012年，全國共發(fā)生228起特種設(shè)備事故，導(dǎo)致292人死亡，354人受傷。特種設(shè)備死亡率為0.517／萬臺(tái)，其中起重機(jī)械事故數(shù)和死亡人數(shù)所占比重最大，分別占比33.3％、44.2％。2006年某電廠69Ｔ門起機(jī)因大風(fēng)發(fā)生側(cè)翻，造成７死９傷重大人身傷亡事故；2013年湖北漢川電廠１＃機(jī)組的塔式起重機(jī)安裝時(shí)坍塌，造成４死２重傷事故。一起起大型起重設(shè)備事故案例表明：必須對(duì)特種設(shè)備的安全性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過一定的報(bào)警形式通知現(xiàn)場(chǎng)工作人員及時(shí)處理相關(guān)問題，避免事故再次發(fā)生，從而減少不必要的人身傷害，降低事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失。因此，2012年，國家質(zhì)檢總局針對(duì)起重機(jī)生產(chǎn)的安全性相繼出臺(tái)了一些要求和規(guī)范，要求每臺(tái)大型起重機(jī)必須加裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，能夠監(jiān)控起重機(jī)工作工程，并記錄起重機(jī)運(yùn)行參數(shù)和安全狀態(tài)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，門式起重機(jī)在起重機(jī)領(lǐng)域所占比例達(dá)到八成以上。近幾十年來，我國起重機(jī)產(chǎn)品只注重?cái)?shù)量和實(shí)用性的發(fā)展，缺少相關(guān)的安全監(jiān)控措施，大部分設(shè)備僅僅安裝了起升重量限制傳感器，缺少比較完善的工況監(jiān)測(cè)與故障診斷分析系統(tǒng)，存在非常嚴(yán)重的安全問題。在生產(chǎn)和檢查時(shí)，用戶只能憑借肉眼和經(jīng)驗(yàn)來判斷起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，這樣必然存在嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)起重機(jī)維檢也具有一定的盲目性。為了改變?nèi)鄙儆行ПO(jiān)測(cè)手段的現(xiàn)狀，有必要加大起重機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)力度，并對(duì)起重機(jī)運(yùn)行各參數(shù)進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行故障診斷與分析，并進(jìn)一步提高起重機(jī)設(shè)備的監(jiān)管技術(shù)和維檢手段。本項(xiàng)目就解決此類問題而展開的，通過與某特院深入交流，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需求，針對(duì)門式起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與故障分析技術(shù)展開研宄。本項(xiàng)目的開發(fā)與實(shí)施滿足起重機(jī)安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)規(guī)范，彌補(bǔ)國內(nèi)對(duì)門起機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與故障診斷分析技術(shù)的不足。

起重機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要用于起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的采集、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障信息實(shí)時(shí)報(bào)警與記錄、起重機(jī)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)以及整機(jī)設(shè)備使用狀況分析，還可通過對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行故障診斷分析，從而判別系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與故障類型，給出合適的解決方案，來保障起重機(jī)安全生產(chǎn)。對(duì)于起重機(jī)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的研究和開發(fā)國外大型起重設(shè)備制造商在上世紀(jì)８０年代己經(jīng)取得巨大的技術(shù)果。德國利勃海爾公司開發(fā)的Likas系統(tǒng)具有監(jiān)視、力矩限制、作業(yè)空間限制、防碰撞與數(shù)據(jù)記錄分析等多個(gè)子系統(tǒng)，居于國際先進(jìn)水平，用戶可根據(jù)需求設(shè)置個(gè)性化模塊，甚至開發(fā)新的可控制系統(tǒng)以滿足其現(xiàn)場(chǎng)操作的需求。ABB公司開發(fā)的基于GPS數(shù)據(jù)傳輸與衛(wèi)星定位的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)采集終端獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)打包后通過GPS衛(wèi)星定位和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)上傳到監(jiān)控總站，具有遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷分析功能。美國CRANE公司研制的基于衛(wèi)星的Enthenet和移動(dòng)基站接入技術(shù)的起重機(jī)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的智能監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)性能高等特點(diǎn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，更多的新技術(shù)也開始應(yīng)用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，多機(jī)聯(lián)合監(jiān)測(cè)的智能系統(tǒng)逐漸取代了單機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也隨之應(yīng)運(yùn)而生。雖然國內(nèi)對(duì)起重機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究起步較晚，但也取得了長足的發(fā)展與進(jìn)步。特別是隨著傳感器技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究也取得了巨大的進(jìn)步。太原科技大學(xué)開發(fā)的基于Ｗｅｂ平臺(tái)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)起重機(jī)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)在線監(jiān)測(cè)多臺(tái)塔機(jī)，此外該系統(tǒng)還能對(duì)多臺(tái)塔機(jī)進(jìn)行集中管理。東南大學(xué)研發(fā)的基于C/S架構(gòu)的門式起重機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，通過線采集卡將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲僮魇冶O(jiān)控中心，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)起重機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，通過視頻與報(bào)警信息掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)狀況。同時(shí)，能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)齒輪箱故障進(jìn)行診斷分析，其對(duì)起重機(jī)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了較全面的監(jiān)測(cè)和報(bào)警，并提出基于AR建模的vpmcd方法，能夠高效、快速的針對(duì)齒輪箱故障進(jìn)行診斷。武漢科技大學(xué)研制的起重機(jī)無線監(jiān)測(cè)及安全評(píng)估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無線技術(shù)下對(duì)起重機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)的安全評(píng)估，在一定程度上具有較高的監(jiān)測(cè)和安全評(píng)估精度和使用性。北京郵電大學(xué)開發(fā)了一套基于Node.js的針對(duì)城市功能設(shè)施的溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供熱系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控，和數(shù)據(jù)庫的分布式集群布置，滿足了高并發(fā)和高性能的功能需求。

綜上所述，國內(nèi)的起重機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是基于Ｃ／Ｓ架構(gòu)，相當(dāng)部分僅監(jiān)測(cè)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)等部分結(jié)構(gòu)，而對(duì)于起重機(jī)其他的參數(shù)鮮有涉及，比如起重機(jī)大小車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流、大小車行車位移、起升梁、行走支架以及起升機(jī)構(gòu)齒輪箱。對(duì)這些關(guān)鍵部位缺少有效的監(jiān)測(cè)手段，也是導(dǎo)致起重機(jī)事故多發(fā)的原因。國內(nèi)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但沒有全面的對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和后續(xù)的分析，而且在數(shù)據(jù)的傳輸、保存、分析與后續(xù)的管理上仍有不足。