港口設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

易繼遠(yuǎn)

摘要：介紹了港口設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，主要港口皮帶輸送系統(tǒng)上采用巡檢機(jī)器人系統(tǒng)、固定攝像頭、傳感器等綜合感知手段，通過無線通訊模塊通信，通過監(jiān)測(cè)站進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處置，將異常報(bào)告發(fā)送給客戶終端，維修人員確認(rèn)并處置異常，提報(bào)異常處置信息給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成異常處置循環(huán)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);巡視;健康監(jiān)測(cè)

在港口自動(dòng)化、智能化建設(shè)的不斷推進(jìn)，設(shè)備無人化則勢(shì)在必行，而大型設(shè)備上在無人監(jiān)護(hù)情況下，設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成為難題。為了解決重點(diǎn)設(shè)備監(jiān)護(hù)的問題，推廣應(yīng)用設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)勢(shì)在必行。

在大型港機(jī)設(shè)備上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速箱、大軸承、滾筒等部件價(jià)值少則幾萬，多則上百萬，不僅價(jià)值高，而且維修難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，維修費(fèi)用高，重要配件的故障不僅導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，因此，重點(diǎn)部件的維護(hù)保養(yǎng)尤為重要，而動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)則是直觀的反應(yīng)維護(hù)保養(yǎng)是否到位的驗(yàn)金石，關(guān)系到維護(hù)保養(yǎng)的動(dòng)態(tài)循環(huán)改善。好比我們每年的體檢，一種是確診報(bào)告，一種是異常報(bào)告。確診報(bào)告中會(huì)告知得了什么病。異常報(bào)告中存在一些異常情況的告知，比如驗(yàn)血檢測(cè)中某參數(shù)超出了標(biāo)準(zhǔn)值，比如胸透中提示組織的一些變化，但往往人員重視確診報(bào)告，而忽略異常報(bào)告，確診的病情往往不可逆轉(zhuǎn)，而異常情況，往往采取合理的措施可以挽救，這里提示我們更應(yīng)重視異常報(bào)告。給設(shè)備做異常檢測(cè)，這就需要我們?cè)谠O(shè)備上增加動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)設(shè)備，從而取代設(shè)備上原來的司機(jī)、巡視日常的動(dòng)態(tài)檢查和體感，而且動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)化也必將取代人工的感覺和經(jīng)驗(yàn)。

設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由感知輸入系統(tǒng)、通訊模塊、狀態(tài)監(jiān)測(cè)站、輸出終端組成。設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用傳感器、攝像頭等感知輸入裝置采集設(shè)備的溫度、振動(dòng)、圖像特征等參數(shù)，數(shù)據(jù)采集通訊系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理后通過4G、5G無線通訊模塊將數(shù)據(jù)傳輸給狀態(tài)監(jiān)測(cè)站，狀態(tài)監(jiān)測(cè)站接受到數(shù)據(jù)并在工控機(jī)上的監(jiān)測(cè)軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理，并在HMI界面上顯示，異常情況發(fā)出報(bào)警，報(bào)警信息傳遞給輸出終端，輸出終端可以是客戶移動(dòng)終端，也可以傳遞給設(shè)備或流程系統(tǒng)作為停機(jī)條件。

設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要靈活組合應(yīng)用，才能有更好的性價(jià)比。我們?cè)诟劭谄л斔拖到y(tǒng)上增加設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括驅(qū)動(dòng)站、皮帶沿線、轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)卡口。巡檢機(jī)器人巡視負(fù)責(zé)皮帶沿線，轉(zhuǎn)運(yùn)站卡口，而驅(qū)動(dòng)站的數(shù)據(jù)采集工作則交給了固定攝像頭、溫度、加速度傳感器，巡檢機(jī)器人雖然功能強(qiáng)大，但它的視覺采集并不能更好的監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)站內(nèi)電機(jī)、減速箱的振動(dòng)、溫度等情況，設(shè)備的重點(diǎn)參數(shù)要采取不同的采集措施。這樣布置可以有效解決巡檢機(jī)器人巡檢軌道傾斜角問題，同時(shí)降低了成本提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。巡檢機(jī)器人在皮帶啟動(dòng)前提前巡檢好皮帶沿線，并定時(shí)巡視設(shè)備，主要檢查皮帶機(jī)托輥運(yùn)行出現(xiàn)的異響、振動(dòng)情況，皮帶撕裂情況，火災(zāi)預(yù)警等，其他時(shí)間負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)站卡口的進(jìn)出人員的安全告知，告知皮帶機(jī)的危險(xiǎn)點(diǎn)及注意事項(xiàng)，其余時(shí)間可以進(jìn)行充電。采集的數(shù)據(jù)通過無線通訊或者光纖傳遞給中控室內(nèi)的監(jiān)測(cè)站，在工控機(jī)監(jiān)測(cè)程序上進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，通過與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值的比對(duì)，歷史數(shù)據(jù)的分析，得到分析結(jié)論，出現(xiàn)異常情況后，將異常信息生成異常報(bào)告?zhèn)鬟f給維修人員的手機(jī)終端，維修人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)異常情況，并及時(shí)處置，并及時(shí)在客戶終端監(jiān)測(cè)軟件上反饋處置信息，并將信息傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)站記錄信息生成異常處置報(bào)告，這里就完成了一次異常處置的循環(huán)。而巡檢機(jī)器人系統(tǒng)不僅能夠完成系統(tǒng)自帶的特征監(jiān)測(cè)，在后續(xù)使用還講不斷的提取現(xiàn)場(chǎng)的特征，并加以學(xué)習(xí)，掌握更多的異常特征情況，從而不斷完善監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，達(dá)到甚至超越人工巡視的目的。

在港口設(shè)備中，皮帶輸送系統(tǒng)是整個(gè)運(yùn)輸裝卸的樞紐，但皮帶輸送最嚴(yán)重的故障是皮帶撕裂，各港口在皮帶防撕裂手段上也在不斷創(chuàng)新，而機(jī)器視覺的監(jiān)測(cè)技術(shù)完善提供了最直觀的皮帶防撕裂方案。皮帶撕裂視覺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由攝像頭、AI智能決策終端、HMI組成，附屬部件由輔助激光發(fā)生器，攝像頭、激光發(fā)生器護(hù)罩清洗裝置，撕裂位置噴涂裝置。皮帶撕裂視覺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理是在承載皮帶下表面打一道激光光束，通過攝像頭捕捉激光線圖像，當(dāng)皮帶發(fā)生撕裂后，皮帶會(huì)發(fā)生撕開或者疊層現(xiàn)象，而激光線也會(huì)發(fā)生斷開或斷層，攝像頭捕捉到激光線的變化，并傳遞給AI智能決策終端，AI智能決策終端通過比對(duì)皮帶撕裂特征，發(fā)現(xiàn)圖像與撕裂特征吻合，判斷并發(fā)出撕裂信號(hào)，撕裂信號(hào)給HMI，HMI界面發(fā)出報(bào)警，將停機(jī)信號(hào)傳遞給系統(tǒng)皮帶，停止皮帶運(yùn)行，同時(shí)HMI系統(tǒng)控制撕裂位置噴涂裝置啟動(dòng)，裝置噴涂皮帶撕裂區(qū)域。皮帶撕裂視覺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要安裝在皮帶尾部放料區(qū)域，也可再增加到皮帶頭部滾筒下方，防止清掃器刮皮帶導(dǎo)致的撕裂。皮帶撕裂視覺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心組件是AI智能決策終端，它是人工智能算法和應(yīng)用場(chǎng)景算法的集合，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AI智能圖像分析，通過深度學(xué)習(xí)可以檢測(cè)各種皮帶撕裂的狀況，包括撕裂、跑偏、破損。

在設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在皮帶輸送系統(tǒng)的成功應(yīng)用，可以將系統(tǒng)推廣到其他港機(jī)設(shè)備上，但需要注意的是需要通過綜合性的監(jiān)測(cè)手段，引入多維度的輸入方式不斷提高監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。在巡視機(jī)器人視覺系統(tǒng)方面，要不斷更新視覺特征庫，完善監(jiān)測(cè)，不斷適應(yīng)提高設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)質(zhì)量，從而不斷提高維護(hù)保養(yǎng)的水平。

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