摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高。结合起重机械安全监控系统标准对起重机安全监控管理系统的定位、功能、实现途径以及与安全保护装置的关系等进行了探讨，旨在进一步完善其功能和标准。
关键词：起重机械；安全监控；管理系统简析
引言
为贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号），国家质检总局于2011年先后下发了《大型起重机械安装安全监控管理系统实施方案》（国质检特联〔2011〕137号）、《关于开展大型起重机械安装安全监控管理系统前期示范试点工作的通知》（质检办特联〔2011〕1394号）和《关于做好大型起重机械安装安全监控管理系统前期示范试点工作中试验验证工作的通知》（质检特函〔2011〕116号），并且在2012年颁布了GB/T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》标准。江苏省特检院做为造船门式起重机安全监控系统的试点验证单位，对国内多台大型造船门式起重机安全监控系统进行了试验验证。笔者参加了型式试验验证活动，下面就一些起重机安全监控系统的问题进行探讨。
1起重机安全监控管理系统的定位
国家标准GB/T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》指出，“安全监控系统是起重机械电气控制系统的一部分，非独立产品”。可见，国家设想中的安全监控系统不是传统意义上的“安全部件”，如起重量限制器等，可以单独采购安装在起重机上。那起重机安全监控系统到底是什么？首先，要先了解什么是电气控制系统。
1.1电气控制系统
传统起重机电气控制系统简单概括可以分为3大部分：控制单元、保护单元和信号单元。控制单元是电控系统的核心，负责接收外部控制指令、发布对电动机的运转、调速及电气制动的控制指令；保护单元主要提供过载、短路、失压等电气保护功能；信号单元提供信号指示及警报信号，如电源指示灯、风速报警等。对于起重机监控系统，国标GB/T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》按功能单元提出了要求：“系统应由信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元和信息导出接口单元等组成。对于有远程监控要求时，应增加远程传输单元。”对于1个具体的起重机监控系统，可以分为硬件和软件部分，简化为3层结构模型，即硬件层、系统内核和应用层。硬件层主要包括系统中所用到的PLC（或专用芯片）、各类传感器、输出控制装置、工控机等硬件设备；系统内核层主要包括各类硬件设备的软件接口驱动、处理指令等后台运行程序；应用层主要包括各类应用软件，如组态显示软件和数据库等。
1.2实现方案
GB/T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》要求“安全监控系统是起重机械电气控制系统的一部分，非独立产品”。那么起重机监控系统如何融入传统的电气控制系统，目前常见的方案如下：在原有的电气控制系统基础上增加了安全监控系统。安全监控系统采集来自电动机、控制单元、保护单元、信号单元、安全保护装置的状态信息以及储存视频信息，实现对起重机各个机构状态的实时“监视”。由于此方案中安全监控系统独立于原有的控制单元，因此不能直接控制电动机，只能在紧急情况下向控制单元发出指令，停止起重机的运行，满足GB/T28264-2012第6.7.5条的要求。该方案不涉及原有控制系统的调整，也能满足标准的要求，其优点在于便于对旧起重机的改造，尤其是那些采用继电-接触器控制的中、小吨位起重机。国内一些厂家研发的起重机安全监控系统往往是基于这个构架，但存在与电气控制系统结合不紧密的缺点，且不适用于已采用PLC控制的大型起重机械。
1.3起重机监控系统与安全保护装置的关系
起重机的安全保护装置是指起重量限制器、起升高度限制器、制动器等。首先，安全保护装置是独立的装置，并不是电气控制系统的一部分，但却是起重机安全运行不可或缺的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，按照GB/T28264-2012表1的要求，安全保护装置都属于“应采集”信息采集源，即应确保所有安全保护装置都在监控系统的“监视”之下。再者，能否对安全保护装置有“控制”功能，如采用第一种方案，那么安全保护装置直接接入控制单元，则安全监控系统不能对其进行任何控制。如采用第二种方案，监控系统的信息处理单元以PLC为核心。而根据GB5226.2-2002《机械安全机械电气设备第32部分：起重机械技术条件》规定，对于涉及安全停止功能的，最好采用硬件线路，如PLC要用于这些功能，则要采取措施，以预防PLC程序出现故障，导致安全保护功能失灵。因此，诸如起重量限制器和起升高度限制器等安全保护装置最好直接接入安全回路。对于制动器，则可控制其开闭。目前起重机厂在设计时往往采用双线路冗余设计，即安全保护装置的动作开关，既接入安全回路，也接入PLC，实现硬件和软件的双重保护。有的单位还会在监控系统软件中再设置一级软限位，实现三重防护。
2研究主要内容
2．1研究范围
由于起重机种类多，结构样式多样，本研究对桥式起重机、门式起重机以及架桥机做了深入研究并研制与之相适用的系列化安全监控管理系统。其它系列的起重机可参照国标要求做相应的改动即可。研究内容包括系统的主要结构及组成、软件和硬件实现、研究过程遇到的重难点问题等。
2．2安全监控系统控制方案
按国标要求，在起重机原有控制系统基础上，通过增加一系列传感器采集起重机实时状态信息，将起重机实时状态在人机界面显示，配置存储、视频监控设备对操作、运行及报警等信息进行存储。这样既可对设备运行状态进行实时监控，让设备操作者可以实时评估设备的工作状况；又可以对设备的运行、操作等过程进行记录存储，需要时调取回放，一旦出现故障或发生事故，即可进行查询和分析。设备控制中心的工业计算机对整个设备的现场监控和管理，将数据采集单元采集的各个监控点传感器的数据进行分析、处理和计算，判断整机工作状态，并将评估结果在人机界面上加以显示。视频监控实时监控起重机各执行机构的工作画面。让现场操作者更真实准确了解机械的实时状况，减少误操作，可有效避免因误操作等原因造成的安全事故。远程监控部分通过DTU或以太网方式实现对设备的远程互联，对设备的工作状态、实时工作画面等进行在线查看，亦可调取数据库中存储的历史工作信息进行查看，实现对设备的远程监控和管理，设备管理者足不出户便可实时掌控公司所有设备的即时信息。
2．3安全监控系统的硬件实现
由于起重机品类多，不同型号起重机形态结构都各不相同，监控系统所选用的元件也有所差别。我们将起重机分为两类：第一类为通用起重设备，如大桥式起重机、门式起重机等，其结构形式固定，监控信息内容相对较少；第二类为架桥机，如900t铁路箱梁架桥机及小吨位公路铁路梁架桥机等，这类设备结构相对复杂，结构中有多个起升机构、支腿，并有较为复杂的电液系统，监控信息内容较多。
结语
起重机械安全监控管理系统的出现，对起重机械的控制系统提出了新的要求。如何针对不同用途的起重机械进一步完善其监控管理的功能，使得起重机械的操作和使用管理更加方便、可靠和高效是业内努力的方向。
参考文献：
［1］质检总局办公厅，安全监管总局办公厅．关于在部分大型起重机械推广应用安全监控管理系统及继续深入开展示范试点工作的通知［EB/OL］．（2014－04－03）［2016－05－11］．
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［4］李彬，黄耀怡，刘培勇．TTSJ900型隧道内外通用架桥机［J］．铁道建筑技术，2013（10）：110－112．
论文作者:于超1,贾翔2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：起重机论文; 起重机械论文; 监控系统论文; 管理系统论文; 单元论文; 控制系统论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第30期论文;