CN111858650A - 一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢绳缆运行信息处理技术领域，公开了一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***及方法，将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后，将不同类型的数据或照片分别提交到各自对应的MySQL数据库中；调用各自数据库中数据进行展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，并预判钢丝绳的理想使用寿命。本发明避免了数据之间的污染，防止误操作带来的数据失真；使用RbbitMQ将***的操作事务变成消息队列，使得操作有序进行，互不干扰。在互联网发布，用户可以利用云端进行***访问，远离现场也能方便使用。

Description

一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***及方法
技术领域
本发明属于钢绳缆运行信息处理技术领域，尤其涉及一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***及方法。
背景技术
目前，长期以来，由于钢丝绳结构复杂、工作环境恶劣以及不可修复的特点，随着使用时间的增加，多多少少都会出现损伤，即：断丝、磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳等。过去，由于缺少科学有效的钢丝绳在线监测设备，使得钢丝绳的使用和管理困难，也造成了很大的安全隐患，造成的经济损失巨大。因此，研制钢丝绳实时在线监控***，及时发现钢丝绳的事故隐患，预测钢丝绳的损伤情况变得尤为迫切。目前已开发出基于此原理的钢丝绳监控探伤***，使用的是基于SSM框架编写的后台管理***，底层由it语言开发。使用该类***需要对计算机语言有一定的了解，对国内使用者不友好，实际维护困难。现今大数据技术蓬勃发展，对钢丝绳损伤预测提供了技术支持。
研制钢丝绳实时在线监控***，可以及时发现钢丝绳的断绳事故，保证安全生产，而现有的钢丝绳检测设备存在结构复杂，成本较高的问题，为此提出一种钢丝绳检测***及后台维护管理方法。本技术基于领先传感技术和边缘计算核心，以物联网云集控形式为各种提升场景下的钢丝绳进行数据监控服务，匹配LQ-E2018物联监控云平台全实时在线对提升钢丝绳的运行状态和安全状态进行监测评估。该***采用最新的设计语言，从界面风格到***架构，均采用最理想话的设计路线。从技术上实现24小时不间断的监控服务，不遗漏任何一个报警信息，对采集的数据进行可视化分析。
量子力学证明：在铁磁性材料的组织结构中，密集排列着一种有着各自旋磁矩方向的磁畴，一种新的磁记忆检测法提出，向钢丝绳施加一个外部磁场，就会改变磁性材料中某一方向的磁畴数量，使所有在和材料具有适度的低量级磁能积，从而行成一种记忆磁场，只要没有剧烈的机械振动或高温等条件出现，该磁场就会长期稳定存在，通过检测磁场，可以确定钢丝绳是否存在失效问题。
目前TCK和上海宏探无损检测设备有限公司已开发出基于此原理的钢丝绳监控探伤***，使用的数据展示工具必须安置于工作现场，时刻需要人工操作，携带不便。信息科技产业的第三次革命，物联网技术通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，以实现智能化识别和管理，工作人员即使不在现场，也能对钢丝绳监测***进行一系列管理。
目前主流的互联网数据管理平台都是基于java的Spring Boot框架集成一系列组件进行开发，随着物联网的发展，该技术已经趋于成熟，功能完善。目前，存在的钢丝绳检测***并没有有效的对检测数据进行处理与展示，只能在工作现场进行实时检测，实时查看，因此需要专业人员实时操作，极端情况下还有可能无法正常使用，脚步仍然停留在传统工业领域，这与国家工业发展战略不符。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有技术没有再用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况不能进行预测，预判钢丝绳的使用寿命准确率差。
(2)没有对***进行分布式配置，多台设备共用一个服务器进行管理，一旦出现故障宕机，所有设备无法使用。
(3)没有对数据库进行主从分离，如果对数据操作不当，就会造成数据丢失，导致检测不准确。
(4)没有进行人性化设计，需要计算机的专业人员进行维护，交流不便，提高企业成本。
(5)预警功能不强，没有时效性，出现问题无法及时的通知管理人员。
解决以上问题及缺陷的难度为：
(1)***的各个技术块之间需要整合，发布***的各个服务器需要建立通信，解决各类冲突；
(2)对计算机知识与检测技术的需要，需要明白检测数据所代表的意义，编写算法，还需要在代码中实现；
(3)对数据库进行设计与管理。数据包括用户数据，实时数据，历史数据，这三类数据之间存在关系，而每一类数据之间又有着各自的关系，因此对数据进行分库分表，多表操作存在着不小的难度；
(4)需要解决进程冲突，多台设备、多个人员访问的***事务，需要进行分组排队，相互平衡，互不干扰。
解决以上问题及缺陷的意义为：
提高监测部门的工作效率，通过安装在线监测***，实时监控数据，工作人员可以通过***查看准确的监测数据并实时掌握钢丝绳损伤的动态变化情况，实现远程监控，建设自动监测***，就是在企业配置了可以全天候监控钢丝绳情况的“电子眼”，并且对将来的钢丝绳损伤情况能进行预测，预判钢丝绳的使用寿命；
有利于及时发现钢丝绳的断绳事故，不遗漏任何一个报警信息，保证安全生产，并对采集的数据进行可视化分析；
***的分布式配置可以避免***宕机及数据丢失；
让计算机技术与钢丝绳检测领域的融合，即传统制造业与新兴技术行业的融合，促进了这一传统行业的发展，积极响应国家对智能制造的要求，提高了企业人工智能的意识，为现代工业化进程添砖加瓦。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***及方法。
本发明是这样实现的，一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控方法，包括：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL数据库中；
调用所述数据库数据进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；
利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
进一步，通过前端技术调用后台数据库进行数据展示与管理。
本发明的另一目的在于提供一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，包括：
数据查询模块，用于查询钢丝绳的检测信息；
设备管理模块，用于对监测设备的数据绑定进行增删改查；
实时工况显示模块，用于将实时监控到的钢丝绳磁信号以及设备工作状态可视化；
工况报警模块，用于对***进行监控，实时发送报表；
统计报表显示模块，用于以列表的形式显示监测参数；
信息处理模块，用于对监测数据进行存储，利用大数据技术和算法对收集到的数据进行分析，预测钢丝绳未来出现损伤的时间和失效位置。
进一步，所述数据查询模块还用于查询历史数据和实时数据。
所述实时工况模块将可视化数据输出到web界面上，形成图表，并且同时对多个数据进行展示。
所述工况报警模块实时监测到的钢丝绳磁场信号发生突变，超出正常范围此段钢丝绳损伤程度威胁到工作安全，***进行报警。
所述统计报表模块显示的监测参数包括时、日、月、季、年的统计数据，所述统计数据包括损伤程度，工作温度，耗电量，安全级别数据；所述监测参数导出excel用于查询。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL数据库中；
调用所述数据库数据进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；
利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL数据库中的实时数据库中；
调用所述数据库数据进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；
利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明该***包括登录操作、设备管理、数据查询、实时工况、工况报警、统计报表、信息处理和***管理；传感器将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到力控组态软件的实时数据库中，通过前端技术调用后台数据库进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比来实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度。再利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
本次设计的检测***适用于港口起重机的钢丝绳探伤，检测精准，具有一定的预测功能，较为先进。
本发明采用专业的检测设备进行数据采集，通过Spring Boot的集成化框架对后台数据进行管理与展示，实现了数据的可视化及可视化分析，维护简单，操作方便，避免了需要对计算机知识有一定了解的专业人员，维护成本低，适用于各种工况环境，预测精准。通过互联网发布，用户可以利用云端进行***访问，使用方便。
所需设备简单，***可通过后台集中监控，掌握钢丝绳损伤的动态变化情况，便于管理；技术上实现24小时不间断的监控服务，不遗漏任何一个报警信息；
可通过设置不同的权限级别，授权给不同的使用者，仅有高权限用户才能对整个***进行设置和修改，大大提高了安全性能。
相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：
本发明通过主流数据管理技术：Spring Boot+Mybatis框架在后台对数据库中钢丝绳检测数据进行管理，按需筛选，将收集到的数据使用theamleaf技术与前端页面进行绑定与展示，实现了前后端分离，便于维护，采用国内主流的图像展示技术ECharts将数据进行可视化，目前已实现了数据的可视化展示。考虑到多台设备各自独立运行，对该***进行了分布式设计。其中，使用Zookeeper+Dubbo分离***各个功能，提高了***的功能扩展性；将***整体代码打包后放入每台设备对应的Docker容器中运行，实现了多台设备相互独立而又可以相互通信，操作方便，只需要输入一个指令就可以开启服务，避免了需要工作人员对计算机知识有一定的了解，维护成本低，适用于各种工况环境；采用数据库主从设计，每个Docker容器中存放着对应设备的从数据库，从数据库之间可以相互进行数据同步，并与主机的主数据库进行连接同步，避免了数据之间的污染，防止误操作带来的数据失真；使用RbbitMQ将***的操作事务变成消息队列，使得操作有序进行，互不干扰。在互联网发布，用户可以利用云端进行***访问，远离现场也能方便使用。本技术尚未在国内外以论文、专利等形式公开过。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***示意图。
图中：1、数据查询模块；2、设备管理模块；3、实时工况模块；4、工况报警模块；5、统计报表模块；6、信息处理模块。
图2是本发明实施例提供的港口起重机钢绳缆物联的在线监控方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，包括：
数据查询模块1，查询钢丝绳的检测信息，可以查询历史数据和实时数据设备管理模块2，对监测设备的数据绑定进行增删改查。
实时工况模块3，将实时监控到的钢丝绳磁信号以及设备工作状态可视化，输出到web界面上，形成图表，并且可以同时对多个数据进行展示。
工况报警模块4，对***进行监控，如果实时监测到的钢丝绳磁场信号发生突变，超出正常范围说明此段钢丝绳损伤程度已经威胁到工作安全，***进行报警，此时检测设备对钢丝绳进行拍照喷漆，以便工作人员后续查询处理。
统计报表模块5，以列表的形式显示监测参数的时、日、月、季、年的统计数据，比如损伤程度，工作温度，耗电量，安全级别等。可查询，可导出exce l。
信息处理模块6，对监测数据进行存储，利用大数据技术和算法对收集到的数据进行分析，预测钢丝绳未来出现损伤的时间和失效位置等。
如图2所示，本发明提供的港口起重机钢绳缆物联的在线监控方法进行登录操作、设备管理、数据查询、实时工况、工况报警、统计报表、信息处理和***管理。具体包括：
步骤一，传感器将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL的实时数据库中。
步骤二，通过前端技术调用后台数据库进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比来实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度。
步骤三，利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
利用本发明提供的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，进行如下操作：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL的数据采集***中，采用主从数据同步的方式，实现实时同步数据；
物联网后台数据管理***，进行登录界面(为了保证信息安全，集成了spring-Security组件对***进行加密)、登录主界面、机组管理、查询机组中包含的设备、对所有的设备进行展示与管理、***管理(用户注册与删除，用户权限管理，用户权限访问资源管理，日志)。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
本发明通过主流数据管理技术：Spring Boot+Mybatis框架在后台对数据库中钢丝绳检测数据进行管理，按需筛选，将收集到的数据使用theamleaf技术与前端页面进行绑定与展示，实现了前后端分离，便于维护，采用国内主流的图像展示技术ECharts将数据进行可视化，目前已实现了数据的可视化展示。考虑到多台设备各自独立运行，对该***进行了分布式设计。其中，使用Zookeeper+Dubbo分离***各个功能，提高了***的功能扩展性；将***整体代码打包后放入每台设备对应的Docker容器中运行，实现了多台设备相互独立而又可以相互通信，操作方便，只需要输入一个指令就可以开启服务，避免了需要工作人员对计算机知识有一定的了解，维护成本低，适用于各种工况环境；采用数据库主从设计，每个Docker容器中存放着对应设备的从数据库，从数据库之间可以相互进行数据同步，并与主机的主数据库进行连接同步，避免了数据之间的污染，防止误操作带来的数据失真；使用RbbitMQ将***的操作事务变成消息队列，使得操作有序进行，互不干扰。在互联网发布，用户可以利用云端进行***访问，远离现场也能方便使用。本技术尚未在国内外以论文、专利等形式公开过。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行***，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控方法，其特征在于，所述港口起重机钢绳缆物联的在线监控方法包括：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理和筛选后分别转存到多个MySQL数据库中；
调用数据库数据进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；
利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
2.如权利要求1所述的港口起重机钢绳缆物联的在线监控方法，其特征在于，通过前端技术调用后台数据库进行数据展示与管理。
3.一种港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，其特征在于，所述港口起重机钢绳缆物联的在线监控***包括：
数据查询模块，用于查询钢丝绳的检测信息；
设备管理模块，用于对监测设备的数据绑定进行增删改查；
实时工况显示模块，用于将实时监控到的钢丝绳磁信号以及设备工作状态可视化；
工况报警模块，用于对***进行监控，自动发送报表；
统计报表显示模块，用于以列表的形式显示监测参数；
信息处理模块，用于对监测数据进行存储，利用大数据技术和算法对收集到的数据进行分析，预测钢丝绳未来出现损伤的时间和失效位置。
4.如权利要求3所述的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，其特征在于，所述数据查询模块还用于管理与查询历史数据和实时数据。
5.如权利要求3所述的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，其特征在于，所述实时工况模块将可视化数据输出到web界面上，形成图表，并且同时对多个数据进行图像展示。
6.如权利要求3所述的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，其特征在于，所述工况报警模块实时监测到的钢丝绳磁场信号发生突变，超出正常范围此段钢丝绳损伤程度威胁到工作安全，***进行报警。
7.如权利要求3所述的港口起重机钢绳缆物联的在线监控***，其特征在于，所述统计报表模块显示的监测参数包括时、日、月、季、年的统计数据，所述统计数据包括损伤程度，工作温度，耗电量，安全级别数据；所述监测参数导出excel用于查询。
8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL数据库中；
调用所述数据库数据进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；
利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
将被磁化后的钢丝绳的磁场信号经初步处理后转存到MySQL数据库中；
调用所述数据库数据进行数据展示与管理，将监测数据与正常数据进行对比实时分析出钢丝绳是否存在损伤以及损伤程度；
利用大数据技术结合算法对数据进行处理，对将来的钢丝绳损伤情况进行预测，预判钢丝绳的使用寿命。
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