...最全岸边集装箱起重机安全监控管理系统开发及应用

王大军 范溢楠

[摘 要]起重机安全监控综合管理系统的应用，能够改变起重机安全管理模式，减轻职工和管理人员的安全管理劳动强度，提供了不安全行为的有效控制手段，提高了管理人员安全管理效率和职工遵章守纪的自觉性，最大限度消除了安全隐患，保障了起重机作业安全。本文进一步分析了起重机安全监控管理系统的开发与应用，以供同仁参考借鉴。

[关键词]起重机；安全监控；管理系统

中图分类号：U294.275 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0350-01

一、起重机安全监控管理系统的功能

起重机状态实时监控，运行状态数据记录，数据统计报告分析，报警、故障数据回放。对起重机关键元件、传动装置等计时、计次的统计运行时间，监测关键元件、传动装置工作寿命。可以按照经验预设关键元件、传动装置极限值，超过极限值，弹出文本消息提示，及时维护更换关键元件、传动装置。例如：大接触器，大断路器，变速箱油泵，制动器，电机等等都可以作为关键元件监控。监控安全保护信号：例如起升机构终点限位信号、起升机构终点预限位信号、起升机构重锤限位开关、起升机构超速报警信号、起升机构超载报警、起升机构制动器限位开关、行走机构终点限位、预限位信号，行走机构防撞信号等等.监控运行信敲例如主令控制器操作档位、开关信号，控制继电器信号、接触器信号，断路器分合信号，起升高度信号，称重信号等等。监控传动装置的电流、电压、转速、功率、故障信息等。起重机安全监控管理系统可以监控起重机运行参数和状态，监控参数包括重量、起升高度、行程、风速等，监控状态包括连锁保护状态、抗风防滑状态等。视屏系统通过摄像头以及高分辨率监视器，拓展操作人员视野，全程实时监控起重机械工作过程，并能够实时存储一定容量视屏信息，可随时调取查看相关视屏信息。

其基本功能包括：（1）显示功能：显示起重机基本运行的状态及核心部件的工作状态。（2）报警控制：集成了超载超限报警、自动控制等功能。（3）系统自检：系统能够对自身进行监控，当某一部件出现故障时，能够自动修正或者报警提醒。（4）一键止停：危险状态时，按下止停键，可切断起重机运行回路，将设备止停。（5）习信息记录：能够记录超载信息、工作循环、工作时间等相关信息，并可随时查阅任意时间段信息。（6）信息导出：能够通过U盘下载相关记录信息。（7）作业量统计：可统计某一时间段内的作业量、作业时间等信息。

二、起重机安全监控管理系统的开发与应用

2.1 系统架构

起重机安全监控综合管理系统是以监控起重机各项运行参数、保护起重机运行安全、便捷高效地对起重机进行维护管理为目的的管理系统。该系统由各类传感器、智能仪表、人机界面（HMI）、可编程控制器（PLC）、摄像装置、数据收发装置、数据服务器、应用计算机等设备组成。整套系统分为数据采集及处理、视频监控、远程监控软件3个模块，各自承担工作，实现相应功能。数据采集及处理模块通过安全装置采集各种监测信号，传输并转换为数字信号，直观显示在司机室人机界面，数据经过分析，自动判断是否在合理范围内，超出范围进行报警，提示司机安全操作，当数据达到设定危险值时，强制切断电源，制止起重机危险动作，保证安全；采集的数据均进行存储处理，记录起重机运行历史及累计数据，为设备管理提供有效依据。视频监控模块通過安装在各部位的摄像装置，将监控对象状态实时传输到司机室，采用显示器多路画面进行显示，方便司机安全操作和确认状态，同时将视频传输存储到服务器，供各级管理人员进行总结分析。远程监控软件模块通过对监测数据、视频影像进一步分析，统计非安全事件发生率、违章作业情况等，以实现各级管理人员权限内对管辖范围内的起重机实施高效管理。

2.2 电源管理系统

通过电源管理系统来对整个设备的电源进行监控和管理。该系统除了可以显示电源工作情况，包括本次及累计工作时间、累计及本次工作循环外，还可以在设备操作过程中假如有行人或车辆通过起重机会引发报警系统，操作人员可以尽快停止设备；若操作人员反应不及时或违规的行人和车辆超过安全范围，接近设备的最小安全范围时系统会自动切断电源。

2.3 远程控制系统

远程控制系统主要用于实现对设备的远程调试和控制管理。根据设备的监控需要，对获得授权的角色或用户授予控制端软件的许可；根据角色或用户的权限获取可监控设备端信息。不同部门用户可以通过对设备的远程控制，以此实现对设备工作情况的了解，还可以方便设备开发商对设备的维护和管理。另外，通过控制设备能否正常开机作业来实现对设备的期限管理，确保设备的安全正常使用。在远程控制系统作用下，更方便于起重机等的远程调试和控制管理。在操作人员出现操作失误时，其他用户可以远程控制设备，对设备采取紧急制动，以免造成安全事故。采用独立开发的软件系统，选用高性能的工控机完成数据和视频信息的一体化采集、存储、处理、显示，能够扩展的功能更丰富，能够满足客户定制化的需求，并与后台安全监控管理系统融合，实现设备基于物联网的信息化、智能化等管理需求。故障诊断系统依靠远程控制系统，可根据对设备的远程调试，诊断设备故障的原因。对于非控制系统的故障，诊断出故障发生的位置及原因，通知维修人员维护修理。与修理厂家或系统开发人员取得联系后可以通过远程调试模块进行PLC参数的修改。

2.4 视频监视系统

根据国家对视频监视系统的要求，所有型号的起重机都应该安装视频监视系统；GB/T28264要求：对于门式起重机，至少需要观察到吊点和行走区域；一般在布4个枪机观察到行走导轨和2个半球摄像机观察吊钩情况。该系统主要功能有以下几方面1）视频信息的采集。分为模拟摄像头和网络摄像头，用户可根据实际需要和工程类型选择摄像头类型。模拟摄像头：无延时，视频线传输距离达500m，较经济；网络摄像头：视频清晰度更高，POE供电不需要外接电源，布线方便，不易受干扰，在大跨度、高度情况下，要采用光纤传输。2）对摄像机的控制。3）提供可让用户输入故障特征库的易操作软件。4）实时的图像分析。对故障特征库进行故障类型判断，并将分析结果反馈给主工控机。（例如：跟踪吊钩；监视跳绳；监视吊钩下是否站人；集群作业时设备间的防碰撞预警；）5）视频的压缩与筛选。（视频的编码与解码）6）视频数据的上传。对起重机械的监测和评估力求对起重机械的实时状态进行监控，并通过快速大容量的信息采集与通讯能力，及时准确地对起重机周围环境进行检测，发现施工过程中有人员和车辆闯入施工现场，接近设备立即报警，超过安全范围紧急制动。监视系统通过各监测点（每台设备均有一个信息采集监测点和一个司机室监测点）采集包括GPS位置信息和起重机回转角度信息，司机室包括缆机方向量信息和显示终端信息，保障对设备的安全监控，解决当多台设备间存在着工作范围立体交叉现象，且设备可能会因分属不同作业单位而存在的管理和协调难度大的问题，防止集群作业过程中常见的碰撞事故发生。

结束语

随着人们对企业管理方式和生产方式的不断提升，依赖日益更新的科学技术，未来起重机安全监控系统必然朝着简单易学、功能强大、性价比高、可靠性高、维护方便等方向发展。

参考文献

[1] 胡金涛，仇艳丽.基于S7-300和WinCC的门座起重机监控系统设计[J].物流工程与管理，2012，（3）：197-199.

[2] 计三有，张旻媛，仇艳丽.基于3G网络的门座起重机作业监控系统[J].起重运输机械，2013，（6）：58-61.

作者简介

河北省秦皇岛市特种设备监督检验所，压力容器二室主任，学历，本科，简历：1987年9月至2002年9月在部队服役，2002年9月营职军官转业至秦皇岛市特种设备监督检验所至今，从事起重机械丶压力容器、压力管道检验，具有起重机械检验师、压力容器检验师、压力管道检验师资格，计量质检工程师。