易繼遠

摘要：介紹了港口設備動態(tài)監(jiān)測技術的應用，主要港口皮帶輸送系統(tǒng)上采用巡檢機器人系統(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)測站進行數(shù)據(jù)分析處置，將異常報告發(fā)送給客戶終端，維修人員確認并處置異常，提報異常處置信息給監(jiān)測系統(tǒng)，完成異常處置循環(huán)。

關鍵詞：動態(tài)監(jiān)測;巡視;健康監(jiān)測

在港口自動化、智能化建設的不斷推進，設備無人化則勢在必行，而大型設備上在無人監(jiān)護情況下，設備的動態(tài)監(jiān)測成為難題。為了解決重點設備監(jiān)護的問題，推廣應用設備的動態(tài)監(jiān)測技術勢在必行。

在大型港機設備上，驅動電機、減速箱、大軸承、滾筒等部件價值少則幾萬，多則上百萬，不僅價值高，而且維修難度大，安全風險高，維修費用高，重要配件的故障不僅導致嚴重的經(jīng)濟損失，還會影響生產(chǎn)的順利進行，因此，重點部件的維護保養(yǎng)尤為重要，而動態(tài)監(jiān)測則是直觀的反應維護保養(yǎng)是否到位的驗金石，關系到維護保養(yǎng)的動態(tài)循環(huán)改善。好比我們每年的體檢，一種是確診報告，一種是異常報告。確診報告中會告知得了什么病。異常報告中存在一些異常情況的告知，比如驗血檢測中某參數(shù)超出了標準值，比如胸透中提示組織的一些變化，但往往人員重視確診報告，而忽略異常報告，確診的病情往往不可逆轉，而異常情況，往往采取合理的措施可以挽救，這里提示我們更應重視異常報告。給設備做異常檢測，這就需要我們在設備上增加動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測設備，從而取代設備上原來的司機、巡視日常的動態(tài)檢查和體感，而且動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)化也必將取代人工的感覺和經(jīng)驗。

設備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)由感知輸入系統(tǒng)、通訊模塊、狀態(tài)監(jiān)測站、輸出終端組成。設備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采用傳感器、攝像頭等感知輸入裝置采集設備的溫度、振動、圖像特征等參數(shù)，數(shù)據(jù)采集通訊系統(tǒng)進行簡單的數(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)測站，狀態(tài)監(jiān)測站接受到數(shù)據(jù)并在工控機上的監(jiān)測軟件上進行數(shù)據(jù)的分析處理，并在HMI界面上顯示，異常情況發(fā)出報警，報警信息傳遞給輸出終端，輸出終端可以是客戶移動終端，也可以傳遞給設備或流程系統(tǒng)作為停機條件。

設備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需要靈活組合應用，才能有更好的性價比。我們在港口皮帶輸送系統(tǒng)上增加設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，狀態(tài)監(jiān)測點包括驅動站、皮帶沿線、轉運站內(nèi)卡口。巡檢機器人巡視負責皮帶沿線，轉運站卡口，而驅動站的數(shù)據(jù)采集工作則交給了固定攝像頭、溫度、加速度傳感器，巡檢機器人雖然功能強大，但它的視覺采集并不能更好的監(jiān)測驅動站內(nèi)電機、減速箱的振動、溫度等情況，設備的重點參數(shù)要采取不同的采集措施。這樣布置可以有效解決巡檢機器人巡檢軌道傾斜角問題，同時降低了成本提高了數(shù)據(jù)的準確性。巡檢機器人在皮帶啟動前提前巡檢好皮帶沿線，并定時巡視設備，主要檢查皮帶機托輥運行出現(xiàn)的異響、振動情況，皮帶撕裂情況，火災預警等，其他時間負責轉運站卡口的進出人員的安全告知，告知皮帶機的危險點及注意事項，其余時間可以進行充電。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)測站，在工控機監(jiān)測程序上進行數(shù)據(jù)的處理分析，通過與數(shù)據(jù)標準值的比對，歷史數(shù)據(jù)的分析，得到分析結論，出現(xiàn)異常情況后，將異常信息生成異常報告?zhèn)鬟f給維修人員的手機終端，維修人員現(xiàn)場確認異常情況，并及時處置，并及時在客戶終端監(jiān)測軟件上反饋處置信息，并將信息傳遞給遠程監(jiān)測站，監(jiān)測站記錄信息生成異常處置報告，這里就完成了一次異常處置的循環(huán)。而巡檢機器人系統(tǒng)不僅能夠完成系統(tǒng)自帶的特征監(jiān)測，在后續(xù)使用還講不斷的提取現(xiàn)場的特征，并加以學習，掌握更多的異常特征情況，從而不斷完善監(jiān)測系統(tǒng)，達到甚至超越人工巡視的目的。

在港口設備中，皮帶輸送系統(tǒng)是整個運輸裝卸的樞紐，但皮帶輸送最嚴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，而機器視覺的監(jiān)測技術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)生器護罩清洗裝置，撕裂位置噴涂裝置。皮帶撕裂視覺監(jiān)測系統(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，當皮帶發(fā)生撕裂后，皮帶會發(fā)生撕開或者疊層現(xiàn)象，而激光線也會發(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，撕裂信號給HMI，HMI界面發(fā)出報警，將停機信號傳遞給系統(tǒng)皮帶，停止皮帶運行，同時HMI系統(tǒng)控制撕裂位置噴涂裝置啟動，裝置噴涂皮帶撕裂區(qū)域。皮帶撕裂視覺監(jiān)測系統(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致的撕裂。皮帶撕裂視覺監(jiān)測系統(tǒng)的核心組件是AI智能決策終端，它是人工智能算法和應用場景算法的集合，結合神經(jīng)網(wǎng)絡的AI智能圖像分析，通過深度學習可以檢測各種皮帶撕裂的狀況，包括撕裂、跑偏、破損。

在設備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在皮帶輸送系統(tǒng)的成功應用，可以將系統(tǒng)推廣到其他港機設備上，但需要注意的是需要通過綜合性的監(jiān)測手段，引入多維度的輸入方式不斷提高監(jiān)測的質量。在巡視機器人視覺系統(tǒng)方面，要不斷更新視覺特征庫，完善監(jiān)測，不斷適應提高設備的動態(tài)監(jiān)測質量，從而不斷提高維護保養(yǎng)的水平。

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