安全监控技术在大型起重机上的应用

朱士杰

摘 要：介绍了安全监控系统在大型起重机上的应用的背景，对监控硬件系统和软件系统的组成进行了简要的介绍和分析。

关键词：安全监控技术；起重机；信号收集；数据处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.232

1 大型起重机安装监控系统的目的和要求

1.1 监控目的

安全生产是永恒不变的主题和先决条件，随着人们对起重机的额定起重量、运行速度、精度要求的不断提升，对起重机安全运行影响的因素越来越受到重视，一方面来自起重机的本身的安全性能限制因素，另一方面自外部风险因素也会导致安全事故时有发生。因此需要有针对性的对起重机实施监控。某大型起重机制造企业通过充分的调研，对比国内外先进的监控系统，针对起重机各种威胁类型设计出一套较全面的大型起重机安全监控系统，监控采集起重机当前的运行状态、距离方位、起升高度、承载情况、供电情况、呼叫情况、门禁监测、视频图像等信息，并且能通过网络实现远程传输、故障预警等功能，达到过程监控、事故防止与追溯的目的。

本文主要介绍安全监控系统在大型起重机上的应用案例供大家研究与参考。

1.2 技术要求

（1）本机基础信息管理。系统负责采集本机基础信息和主要数据，并将数据及时分析与反馈，纳入本机动态管理。

（2）监控信息管理。系统为起重机吊钩起重量，及周围环境、温湿度、风速、水平面以上及以下的作业进行监控。

（3）在起重机行走盲区和吊点盲区建立影像，代替肉眼立体观测，消除视野盲区并提高人员的操作精度。

（4）安全状态与不安全状态的分析。系统能辅助人员分析起重机不安全状态，为人员提供风险预警以及维修数据的参考。

（5）提供实时数据的处理和历史数据的查看与储存管理功能。保证良好的可维护性，能够方便的维护监控系统的运行。

1.3 监控部位

起重机的监控主要的参数包含：电压电流，起重量、起重力矩、起升（下降）高度、运行行程、幅度信号、防风抗滑装置、风速、供电电缆卷筒位置等，具体要求如下：

（1）信号收集和数据处理：对来自各种限位、编码器、传感器、风速仪的模拟信号数据数据，并作出逻辑分析和故障报警等判断。

（2）监控操作：对起升、变幅、旋转、大车机构的方位位置、行程等进行自动监控，精确的定位，辅助人员操作和处理故障；

（3）实时显示：将起重机的各种信号通过组态软件动态模拟显示各个装置的参数变化趋势及状态。并将需要的数据记录进入数据库。可将数据表式（比如：历史故障）导出，方面人员对起重机历史状态全面了解。

（4）视频信息：针对视频信号采集和存储，实时监视起重机吊装状态以及历史回放功能。

2 硬件配置

起重机的安全监控系统根据监控部位要求硬件配置主要包含：

（1）工控机用于接收操作站和设备各个传感器的信号，通过中央处理器综合分析和处理，判断起重机当前状况，并输出控制指令，控制相关机构做出相应处理。将采集与分析过的起重机信息按照协议格式打包加密，并通过数据链传输至终端显示器上。并有双中央处理器构成冗余系统和自诊断功能，当某一个中央处理器故障，整个系统仍能运行，能做出运行故障或通讯故障的判断。

（2）输出显示设备提供距离方位、起升状况、承载情况、供电情况、呼叫情况、风速和温湿度等信息。将采集与分析过的起重机信息通过图像和曲线反应出来，并可将数据通过输出模块接口导出。主要有触摸屏、指示灯、蜂鸣器等。

（3）传感器用于采集吊钩起重量、起重力矩，距离方位、温湿度、风速等物理量信息的测量，输出形式为4～20mA的模拟信号。

（4）绝对值编码器用于检测起升上/下位置、大车运行行程、变幅行程位置，其输出的是开关量信号。

（5）机械限位采集机构上/下减速、上/下行程停止、大车行程停止，变幅行程停止、登机门连锁、防风拉锁、锚定装置、电缆卷筒极限等联锁开关的信号。

3 组态软件

组态软件可实现监控系统与操作者间的交互界面，是实现对整个系统管理、控制、监视和调度的基础核心。人机界面分别由两个部分组成。用于日常监控信息，各种基本系统参数设备的界面；非日常监控信息，趋势图表和表格以及系统帮助界面。点击欢迎页面直接进入监控系统的主界面。界面中通过图形或表式模拟起重机工作状态。

在主界面中提供窗口化管理，其主要有系统总览（主/副起升、翻身钩、变幅、旋转、联动台、大车）、故障显示、实时趋势、历史趋势、维护、紧停、图形与表格、视频监控等窗口按钮。

3.1 总览

界面中的“总览”按钮可实时显示数据列表画面，它反应起重机运行时主/副起升机构、吊臂、大车等重要机构的数据。

3.2 故障

提供被采集信号机构的状态显示，点击对应部位可显示部位的状态信息，可直观的显示故障的部位，为及时采取措施消除事故隐患.

3.3 实时趋势和历史趋势

可指定对各个部位监控数据连续监控，包括实时反映运行状态的主/副钩起重量、起重力矩、距离方位、限位开关状态等各种曲线或表式，提供各个监控机构的历史曲线或表式，显示过去30天内任意时段的工作情况。

3.4 维护

保存记录起重机各个机构的工作时间和工作循环，为起重机机构零部件的大修和更换提供了数据参考。

3.5 紧停

从“紧停”界面中可以显示和控制起重机各个部件触发的紧停的实时状态。

3.6 视频监控

用彩色影像模式（白天）和黑白影像模式（夜晚）實时显示大车人员观察行走盲区和吊点观察盲区的图像，方便人员了解水平面和水平面以下是否有障碍物或者行人，消除人员视野盲区，提供操作的精度和安全性，可回放30日内的历史监控视频。

4 结束语

通过由安全监控系统在起重机上的安装设计运用，实现了起重机的系统化管理，加强了人员对起重机起重机的监控，规范了操作行为，提高了起重机的运转安全性和精度要求。