摘要：桥式起重机是现代工业建设中使用范围最广、数量最多的一种起重机械。作为一种广泛使用的特种设备，其安全性要求高。安全监控管理系统的通过监控，控制，管理等手段，提升了起重机的使用安全性，检修维护的便利性，提供了事件的可追溯性。GB/T28264-2017对起重机械 安全监控管理系统作了规定。本文简析了桥式起重机监控系统构成，并列举实例进行分析，为桥式起重机安全监控管理系统的设计和实现提供了一种具体的成熟的方案。
关键词：安全监控系统 实例分析 硬件构成 软件简介
1.起重机安全监控管理系统
1.1起重机安全监控管理系统构成
GB/T28264-2017规定起重机械安全监控系统作为起重机械电气控制的一部分，非独立产品。起重机械安全监控系统由硬件和软件组成，其功能单元如下：信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息输出接口单元等。
当有远程监测要求时，应增加远程传输单元
当起重机集群作业时，系统应留有相应接口，用于与远程监测中心的信息交换。
图1 起重机械安全监控管理系统结构模式
1.2桥式起重机安全监控管理系统监控内容
桥式起重机信息采集源包含：起重量限制器、起升高度限位器/下降深度限位器、运行行程限位器、联锁保护安全装置（门限位，机构之间的运行连锁）、同一或不同轨道运行机构防碰撞装置、超速保护装置、起升机构制动器。
桥式起重机监控参数：起重量、起升高度/下降深度、运行行程、操作指令、工作时间、累计工作时间、工作循环。
桥式起重机监控状态：起升机构制动器开闭、联锁保护（门限位，机构之间的运行连锁）、同一或不同轨道运行机构安全信号、超速保护。
桥式起重机视频系统：吊点。
2.桥式起重机安全监控系统实例分析
某水电站2*250T桥式起重机安全监控管理系统，该桥机包含两个小车机构，两个起升机构，一个大车机构，小车机构和起升机构可单车运行，也可并车运行。该车无远程监测要求，仅预留远程监测接口。
2.1该桥机安全监控管理系统硬件构成
CPU315-2DP是DP总站,作为信息处理单元，综合处理各类监控系统所要求采集的各类数字量、模拟量信号，安装于桥机电气梁内。
321数字量输入模块，是信息采集单元，采集各数字量信号，如门开关、并车限位，旋转限位，重锤限位，起升制动器限位，走行限位，超速开关，司机室操作指令，部分放于电气室CPU总站，部分放于司机室ET200箱。
322数字量输出模块，是控制输出单元，输出各类操作指令，各类报警。部分安装于电气室CPU总站，部分安装于司机室ET200箱。
CP343通讯模块，通讯单元，交换工控机和CPU315-2DP数据。安装于电气室CPU总站
ET200作为DP从站，通过其机架上的数字量输入输出模块，模拟量输入模块，采集司机室操作指令，起升重量信号，输出各类报警信号，与DP总站CPU进行数据交换，安装于司机室。
331模拟量输入模块是信息采集单元，采集超载限制器提供的4-20MA模拟量信号，安装与ET200从站。
西门子S120系列变频器（含DP通讯模块），DP从站，提供各机构运行电流，电压，转速信号等。
起升/行走机构绝对值编码器作为DP从站，提供起升机构，走行机构运行行程信号。现场采用梅尔CAMs58系列绝对值编码器，带DP通讯。要求大车车轮带伸出轴，方便安装走行机构绝对值编码器
超载限制器提供起升机构超载预警、停车信号，和重量4-20MA模拟量信号。现场采用常州常欣超载限制器，其本身具有超载预警、过载停车干接点信号，和4-20MA称重模拟量信号。
门开关、并车限位，旋转限位，重锤限位，起升制动器限位，走行限位，超速开关，超速开关等，提供数字量信号采集点。旋转限位要求带出轴，用于安装起升机构绝对值编码器。
图2 该水电站桥机硬件简图
声光报警器，各类报警指示灯，各类继电器接触器等，均为信号输出单元。声光报警器现场采用南华声光报警器，各类报警指示灯，继电器接触器现场采用施耐德产品。
研华工控机作为监控数据存储单元，除保存监控数据外，可通过网络访问硬盘录像机，调取视频监控信号，同时可通过以太网无线模块，将监控数据，视频画面传送到监控中心。可通过U盘导出监控数据和监控视频。安装于电气室。研华工控机要求配装固态硬盘。确保数据交换流畅性。
电气室显示屏和司机室触摸屏，均为信息显示单元，可显示视频画面和监控数据画面。分别安装于电气室和司机室。现场采用惠普显示屏幕（VGA接口），德特康17寸触摸屏（VGA接口）。
VGA视频延长器，将工控机视频信号延长至司机室，现场采用郎恒产品，要求带USB接口，可驱动触摸屏。
图3 起重机安全监控管理系统信息流程图
视频切换器，切换工控机和硬盘录像机画面。现场使用无电源，两进一出VGA视频切换器，厂家为迈拓维矩。
摄像机，视频采集单元，安装于大车车梁，提供桥机吊点视频信号。采用海康卫视摄像头。
硬盘录像机，数据存储单元，主要存储视频信号。采用海康卫视硬盘录像机，带2T硬盘。
预留远程传输单元接口，可添加无线网桥，实现与地监控站和远程监测中心的信息交换。系统中配有山特UPS，确保数据保存的完整性
2.2该桥机安全监控管理系统软件
现场使用的软件主要包含西门子S7-300编程软件STEP7或者博图软件,TZ-CMS-001安全监控管理软件，海康卫视视频软件。
STEP7软件，安装与研华工控机，是西门子数据处理软件，将西门子s7-300CPU,西门子S120变频器，走行/起升绝对值编码器，ET200从站进行组态，进行编程处理。
TZ-CMS-001安全监控管理软件，安装于研华工控机，通过OPC读取CPU315-2DP的所有数据，将CPU中采集处理的数据显示到安全监控管理软件，并根据采集的走行和称重信号，综合判断，提供起重机工作循环，累计工作循环，工作时间等。对所有数据进行存储。准确详细的人机交互画面，对常见故障提供解决方案查询，可链接到图纸，对各个硬件使用次数进行统计，便于维护保养。可调取连续30天以内监控数据，72小时以上视频监控画面。可人为组合信号，绘制实时曲线，便于分析故障，可追溯历史曲线，本身具备故障预警功能。
海康卫视视频软件，通过读取摄像机信号，为安全监控管理系统视频信号提供存储和显示功能，便于用户查看和调用。
3结语
安全生产是国家的一项长期基本国策，起重机安全监控管理系统为起重机安全稳定起到了促进的作用，在起重机智能化，无人值守化，全自动化的发展趋势下，起重机安全监控管理系统会更广泛的投入使用。为此在工作中仍需不断进步，在软件硬件方面节约成本的同时
提高起重机安全监控管理系统运行稳定性，提高其便利性，为起重机安全运行保驾护航。
参考文献
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论文作者:侯武
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
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