冶金起重机多维健康监测系统研究与应用

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冶金起重机是在恶劣环境下工作且任务极其繁重的一类起重机,其长时间重复、间歇性吊运、频繁起动制动的载荷吊运过程不断地冲击冶金起重机设备与钢结构,容易造成设备故障与钢结构的疲劳失效,具有极大的危险性。工业健康监测系统能够实时监测设备健康状况,减小工业设备故障或疲劳失效带来的危险性。冶金起重机应用工业健康监测系统时由于数据维度高、数据量大,不易采集和处理表征冶金起重机健康状态的多维数据,此外由于缺乏有效的在线健康分析方法无法对健康状态进行实时监测。因此,研究冶金起重机多维健康监测系统具有重要的理论意义与工程应用价值。本文在分析工业设备健康监测系统研究现状的基础上,针对冶金起重机多维健康监测系统的集成难点,详细阐述了多维数据集成与健康监测方法,提出了一种系统整体集成方法,为冶金起重机多维健康监测系统的构建提供了支撑。针对冶金起重机多维数据采集过程中数据维度高、数量大的问题,提出了一种基于多域并发的时间窗数据采集方法,利用多数据域的并发处理分离了数据采集与解析过程,实现了多维数据的实时准确采集。针对常规雨流计数法只能分析定长数据的局限性,提出了一种阶跃式雨流计数法,利用分段雨流计数和多段残波融合计数的方法输出实时健康监测结果,实现了对长时间现场实测连续数据的在线分析与健康监测。对构建的冶金起重机多维健康监测系统进行实验测试,并在实际的冶金起重机上对该系统进行了应用。实验研究表明,本文提出的系统集成方法能够用于有效构建冶金起重机多维健康监测系统。提出的基于多域并发的时间窗数据采集方法能够实时准确的采集多维数据。提出的阶跃式雨流计数法能够对长时间连续实测数据进行在线健康分析,并实时输出健康监测结果。集成的冶金起重机多维健康监测系统能够安全稳定运行,可靠性较高,为实现冶金起重机的健康监测提供了一种新途径。
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