摘要：安全监控对于大型起重机的安全运行具有十分重要的意义，笔者从安全监控管理系统分析出发，分别简述了实际工程案例以及起重机安全监控综合管理系统的应用，以期为相关技术人员和设备管理者提供参考与借鉴。
关键词：大型起重机、安全监控管理系统
引言：作为起重机械管理人员来说“起重设备无小事”，要是出现事故都会造成重大生命财产损失。鉴于国务院于2010年7月出台《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）和参照《GBT 28264-2012 起重机械 安全监控管理系统》对120t门座起重机进行“安全监控管理系统”改造，提高设备安全稳定性能和增强提升起重机的管理手段和水平。
一、安全监控管理系统分析
1.系统组成：
起重机安全监控管理系统由硬件和软件共四部分组成，即信息采集单元、报警控制单元、通讯单元、管理单元等。信息采集单元主要是通过传感器将机构的各种信息采集给报警控制单元，报警控制单元将各种信号进行分析、比较、运算和处理后送给报警器和控制器，同时将所有信息送给管理系统，管理系统将相关信息送给报警器、显示器并分类放在硬盘上存储，以便检索查询。
2.系统功能：
（1）系统有权限设定，分操作员和系统管理员。系统管理员输入正确的密码或其它识别方式后，能够顺利进入系统并管理操作员。（2）系统具有自诊断功能，当系统检查到发生故障而影响正常使用时，能立即发出报警信号或停机。（3）系统具备开放性，符合国家现行标准规定的MODBUS、TCP/IP、串口等对外开放的协议，可以通过以太网或USB接口能方便地将记录数据导出。（4）系统监控记录误差不超过标准值，如起重力矩的综合误差不大于5%。（5）系统采集具有实时性，扫描周期应不大于100ms，系统存储的数据信息或图像信息与验证时间和日期一致，且数据能存储不少于30个连续工作日，视频存储不少于72小时。（6）系统具有历史追溯性，能实时追溯起重机械的运行状态及故障报警信息，并要求有画面回放。
3.监控参数和状态
门座起重机根据GB/T 28264-2012主要监控的参数和状态有：
（1）系统显示起重量和相应的幅度，显示计量单位分别为“t”和“m”，均应至少保留小数点后两位。（2）系统能实时显示所吊运的物体高度和下降深度以及大车运行行程。（3）系统应实时显示风速值，记录当前风速值并根据报警门槛值发出警报信号，起重机停止运行。（4）系统应实时记录并显示起重机械的回转角度。（5）系统能监控同一或不同轨道运行机构安全距离，当系统的安全距离小于设定值d时，系统有正确响应，起重机械停止运行。（6）各种操作指令在系统上应实时显示并记录。（7）系统应实时显示和记录工作时间以及累计工作时间。（8）系统显示和记录有工作循环的次数和每次工作循环。（9）系统显示起升机构的制动状态，并把检测到制动故障参与系统保护报警停机。（10）系统显示抗风防滑状态，如夹轨器、锚定等。（11）系统显示联锁保护，包括门限位和机构之间的运行联锁以及供电电缆卷筒过紧或过松等保护。（12）安装有视频系统，在一个工作循环的时间内，在视频系统的屏幕上应观察到起重机械主要机构各主要工况实时工作的监控画面，至少需观察到吊点、行走区域。
二、方案设计
该门座机配置的为欧姆龙C200HE PLC，改造方案必须满足GB/T 28264-2012，在用设备改造停机以“影响生产最小化”为原则，考虑系统兼容性，采用增加一套欧姆龙CS 系列PLC，其使用灵活，功能强大，设计紧凑，具有功能强大的指令集，并可以通过串行通信接口CIF01与原C200HE PLC通信，实现实时数据交换。起升高度由编码器采集，旋转角度由电子罗盘采集，起重量和幅度变化由重量传感器和角度传感器采集并通过新增CS系列PLC运算后显示和控制。工控机选择国内知名品牌的工业一体机，屏幕带触摸功能，满足现场司机操作的便捷性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆监控软件选用美国NI公司的labview软件及其数据记录与监控（DSC）模块等研发而成。由于该门机轨道两侧都有设备，需要测量同一轨道安全距离，增设防碰撞报警。
三、安装调试
1、数据采集运算门座起重机安全监控管理系统采集的数字有：旋转角度、起升高度、运行行程、力矩显示以及风速等。旋转角度采用电子罗盘取样读取，高度和行程通过P+F绝对值编码器运算取得，风速直接通过与风速仪通信采集。而力矩直接采用原重量传感器通过B7A-T6A1放大器和新增角度传感器由欧姆龙CS1W-AD041-V1模块读取。因重量传感器输出信号基本都是非线性，需提取多条数据曲线和数据处理，保证在力矩限载误差在标准范围之内，也方便日后校验。（1）标零：把位W10.00 强制为ON，即把当前模数值D2000传送到D2010，重量0吨传送到D2020；传送完毕后，再把位W10.00强制回OFF即可。（2）重量标定：把位W10.01强制为ON，把当前模数值传送到D2011，对应的重量值传送到D2021；如果重量一标定的重量不是15T，而是20T，只要把&1500改成&2000送到D2021即可，再让位W10.01接通，标定结束之后再把位W10.01强制为OFF即可，依次校准重量2，重量3、重量4、重量5，重量6即可，校准的重量越多精度越高，幅度校准原理一样。
2、监控软件设计调试
安全监控管理系统软件采用labview软件研发而成。LabVIEW可以通过自带的OPC和任意的PLC连接，轻松地将LabVIEW集成至现有的SCADA（数据采集与监视控制系统）或者HMI（人机界面）系统中。LabVIEW DSC模块可帮助用户轻松地将数据记录至内置网络历史数据库或现有企业关系数据库。用户无需额外的编程就能使用这些基于配置的工具来记录预警和通知数据。一般开发控制应用程序要求编程人员具有多个领域的技能，包括过程逻辑、控制系统设计和用户界面设计，而 LabVIEW DSC模块简化开发环境，提供了一个单一的开发环境来替代传统开发环境完成逻辑和HMI（人机界面）开发。（1）登录系统利用LabSQL（LabVIEW数据库访问工具包）和微软的access相结合的方式设计。（2）3D动画显示采用SolidWorks3D图形制作软件将3D模型画出，用LabVIEW软件的CDS控件将wrl文件的3D模型导入并显示LabVIEW的人机界面上，利用OPC传过来的PLC实时数据驱动3D图形移动，以达到实时全3D仿真动画（3）实时故障报警及实时状态，采用DSC模块的故障报警功能用多列列表框将实时故障及实时状态情况显示出来。（4）历史追溯及历史数据都是从数据库中直接提取数据，历史追溯是将所有预警过的和显示过的监控状态和参数的历史显示到多列列表框里面，可以直接查看简单快捷，并且可以直接导出到Excel中。（5）画面回放采用直接从数据库提取数据然后再倒入页面，利用数据库数据驱动页面的显示控件，按照数据库所存储的数据时间回放页面数据以达到回放的效果。这样的回放具有回放准确、回放可调节的优点。
3、验收试验
改造完成并投产1个多月，组织使用部门和特种设备检测研究院的相关人员一起验收，通过实测，各机构的运行状况和监控数据都满足《GBT 28264-2012 起重机械安全监控管理系统》的标准要求。
四、改造的效果
1、通过安全监控管理系统改造，相关的信息集中显示在人机界面上，当故障出现和超过设置的预警值时，系统及时提醒司机和记录各种事件信息并通过 PLC 输出信号，控制设备停车，防止安全事故的发生。如该门机 1 个月多内发出预警100多 次，提醒司机安全操作，避免危险运行。
2、通过远程监控软件可以实时检查起重机运行状态、故障报警、设备维护、维修管理、设备管理、作业量统计、视频监控等。设备管理人员可以通过此系统进行数据整理分析对该门机进行有效管理。
3、通过该系统对门机作业量及运转时间自动进行累计，为机械维修保养提供了可靠依据。
参考文献：
1.《GBT 28264-2012 起重机械 安全监控管理系统》中国标准出版社出版发行
2.《精通LabVIEW程序设计》电子工业出版社张桐，陈国顺，王正林 编著
论文作者:廖银飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：系统论文; 管理系统论文; 实时论文; 起重机论文; 数据论文; 重量论文; 起重机械论文; 《基层建设》2019年第7期论文;