关键词：起重机械;电气原理图;电气系统;C++
引言
在国家质检总局发布的《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》(TSGQ7016－2016)规定，对于申请实施安装监督检验(简称“监检”)的起重机械，施工单位应向检验机构提供起重机械电气原理图等产品技术资料。电气原理图是起重机械产品设计文件中最重要的组成部分之一，直接和起重机械各机构动作、控制方式、保护功能等方面对应。检验人员在对起重机械电气原理图进行审查时，应充分依据检规的要求，结合现场的实际情况，对各部分进行试验验证，如果存在审查的疏忽，将直接导致存档文件的错误永久保存，设备制造单位和使用单位将面临较大的安全隐患。检验安全隐患的存在，说明对电气原理图审核准确无误的必要性和迫切性。长期以来，检验机构普遍由检验人员直接识图审查，对检验人员的个人技能依赖性较强，存在审核尺度不一、容易疏漏等问题。为了确保电气原理图审核无误，消除安全隐患的同时，有效提高审核效率，为现场检验留出充分的时间，通过开发起重机械电气系统集成软件，加强检验人员审核图纸的能力，并为日常的审核提供规范化、标准化的技术支持。从效率上保证审核的高效性，从精准性上保证审核的精确无误，从时间上尽可能将检验人员留在现场检验，以保证现场的检验质量，消除安全隐患。
1起重机械电气系统相关阐述
电气系统主要包括电动机系统、电动机定子系统、线路系统、零位系统、绝缘电阻系统、起升保护系统、超速保护系统等。这些电气元器件与系统都是电气系统的重要组成部分，其中电气保护机制可以降低安全事故发生的几率，确保生产现场的安全。再者，起重机械电气系统是一个整体，如果某个子系统出现了故障问题，则很可能造成整个电气系统损毁，导致起重机械无法运行，这就需要对电气系统问题针对性提出检验措施，确保起重机械运行效能。起重机械电气设备在正常条件下运行时，只需要对运行参数进行检验即可，如果出现了特殊运行情况，则要对电气设备、元器件进行试验，还需要展开温度变化试验。在电气控制系统检验中，需要明确各类设备安全装置运行参数与额定参数，同时也要对控制线路中的所有可能发生故障的部位展开检验，这样才能够保障将电气设备故障损失降到最低。
2起重机安全监控管理系统的功能要求
系统应具有对起重机械运行状态及故障信息进行实时记录、历史追溯的功能，还应具有故障自诊断和止停控制功能，基本功能包括信息显示、记录与查询、自检与止停、信息统计、视频监视等。1)信息显示显示起重机各机构工作状态、工作参数、故障与报警、操作指令、统计信息；2)记录与查询对上述显示功能中的各信息进行实时记录并可查询和导出；3)自检与止停系统自身发生故障时能报警提醒，检出起重机发生故障或报警时具备止停功能；4)信息统计统计起重机的作业时间、累计工作时间、工作循环、超载次数等；5)视频监视能对起重机的工作区域和危险区域做到实时监控，并将视频数据存储到硬盘保存时间72h以上，方便对监控视频进行实时查看和回放查阅。
3起重机械电气系统集成软件中知识库的开发和利用
知识库是一类特殊的数据库，主要作用是领域知识的管理，知识管理能将各类之间存在复杂关系的信息转变为易于计算机管理的各类知识，过程包括信息采集、整理、提取和表达利用等。前期对信息的采集和整理，为后期知识的表达和利用做准备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆知识库能够帮助提高检验人员审核起重机械电气原理图的效率，方便检验人员快速获取所需要的相关标准规范等，在对集成软件的初步开发过程中，形成的知识库模块主要包括起重机械设计规范、检验规则、施工验收规范、型式及安全技术要求、安全监察规程以及本检验机构制定的相关检验作业指导细则。
4起重机械电气系统集成软件的初步开发
研究利用C++编程语言、VC++开发工具对起重机械电气系统集成软件进行初步开发。VC++开发工具主要包括菜单栏、控件栏、工作空间、输出调试窗口、代码编写区等，其中工作空间(workspace)。工作空间包括类视图(classview)、资源视图(resourceview)和文档视图(fileview)，以类视图为例分析起重机械电气系统集成软件类的开发和类的结构组成。动态模拟平台、管理平台则通过接口直接和仿真软件、检验管理平台进行对接。为便于后期对软件的完善和维护，将不同模块开发成独立的类，如:元器件类、功能模块类、知识库类等。类主要由成员函数(function)和成员变量(variable)组成，类的功能(即模块功能)通过函数进行表达，开发人员通过对函数的编写实现各模块预期达到的功能，部分模块之间的共有功能，可在构造类的时候于类之间建立友元(friend)关系，并在编写成员函数时细分函数和变量的公有性(public)和私有性(private)，友元类对公有函数和变量能够完成调用，在类与类之间相互独立的基础上，增加了类之间的互动，让开发变得更灵活。
5摄像头选型
摄像头的选型主要涉及分辨率、焦距、摄像头数量、硬盘容量等。使用带POE供电的网络摄像头，布线简单、监视视频可远程查看（需联网），最低使用200万像素720P摄像头即可满足起重机监视清晰度要求。各型起重机监视区域的要求见GB/T28264－2017《起重机械安全监控管理系统》中的表4，所需摄像头数量应根据起重机高度、跨度、摄像头焦距等计算得出。以桥式起重机监视吊钩为例，枪机摄像头安装在端梁，安装角度30°，焦距8mm，桥式起重机安装高度15m，跨度20m。所能监视的最大吊钩高度为14.5m，监视区域如图阴影部分所示。显然，仅安装一个摄像头无法有效观察到主梁下的全部吊钩工作区域。硬盘容量根据摄像头数量、清晰度、监视时间查看录像机说明书选型。
6编码器选型
旋转编码器是一种位置、速度信息反馈传感器，可分为增量编码器、绝对值编码器在产品性能上绝对值编码器具有更多优点，价格上增量编码器具有更大优势。对于增量编码器，通过PLC程序处理后也能实现数据停电记忆，其累计误差可通过PLC程序在行程端点、中点等位置进行手动或自动校正，电磁干扰可通过屏蔽电缆、合理布线应对，由于其经济实惠，在实际中有大量使用。对数据准确性、稳定性、使用寿命有更高要求的系统推荐采用绝对值编码器。少数场合还用到电位器测量位置信号（如塔式起重机监控系统），需要配合起升高度限制器使用导致分辨率较低，同时电阻精度较低、输出为电压信号易受干扰、使用寿命短，虽然价格便宜但可靠性差，应谨慎使用。
结语
今后将继续对起重机械电气系统集成软件进行完善，并在现有研究基础上引入模式识别技术。深入研究模式识别技术在起重机械电气原理图审核中的应用，对前期知识库采集和整理的知识形成规则并利用，进一步开发起重机械电气原理图辅助审核软件，加强对电气原理图的智能化审核。
参考文献
[1]GB/T28264－2017起重机械安全监控管理系统[S].
[2]王皓，陈燕燕.履带式起重机安全监控系统关键技术分析[J].装备制造，2009(5)：111.
论文作者:赵再星,,,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/13
标签：起重机械论文; 电气论文; 系统论文; 起重机论文; 原理图论文; 编码器论文; 摄像头论文; 《工程管理前沿》2019年第11期论文;