王煜 周凤维
中国水利水电第七工程局有限公司第二分局 四川彭山 620800
摘要：随着高速铁路的快速发展，大型提、运、架设备在高铁箱粱架设中起着重要的作用，起机的应用越来越广泛，在生产建士设中具有重要地位，并且向着大型化、自动化、智能化和网络化的方向发展。由于起重机的危险性较大我国将其钠入特种设备管理。起机事故数在特种设备的事故中所占比例最大，通过对事现故案例的分析，事故原因主要是使用单位管理缺失以及作业现场相关管理不到位，违章操作和安全装置不全成失数造成的。
关键词：大型提、运、架设备；远程安全监控系统；分析
1引言
随着我国社会经济的发展，各类建设事业迎来发展的黄金时期，工程的建设规模随之扩大，且施工过程中使用的大型设备的数量也逐年上升。由于施工通常需要跨地域进行，从而增加了大型设备的管理难度，再加上施工环境的复杂多变，施工单位、监理单位以及业主等单位想要全面掌握大型提、运、架设备的安全远程监控以及实时运行数据难度较大，从而导致大型提、运、架设备时常出现倾覆或者倒塌等状况。不仅威胁到施工人员的生命安全，而且给施工单位带来巨大的经济损失。基于此，本文笔者结合相关工作经验，就大型提、运、架设备远程安全监控系统进行简单论述，望借此为实际工作提供参考的依据。
2安全监控系统设计方案
安全监控系统是一套响应速度快、测量精度要求高、运行稳定故障率低的监控体系。如果能够对起重机本身和其运行状态进行有效监控，可以对现场作业活动进行有效管理，对安全生产具有很好的现实意义。以PLC为核心的监控系统发挥了积极的作用，对设备的运行情况进行有效控制、传感器和故障信号进行快速的响应对降低设备故障率和预防危险事故的发生发挥着重大作用。监控系统采用了PHLC和现场总线技术的方法，具有模块化和智能化的优点，具有较强的通信能力和较低的硬件投资。
安全监控系统主要是采用集中分布式结构，其信息来自于起重机原电气控制系统。起重机安全监控系统的中央控制单元采用高性能计算机系统并对监控数据进行集中显示与存储，利用总线技术把各种参数信号及时传送到系统的中央控制单元。这些单元可以是PLC、单片机、工控机等集成控制单元。这种集中分布式结构具有系统设计成本低，系统的性能和安全性高的特点。
3安全监控系统的工作原理
3.1主要技术原理
在进行实际施工的时候，远程安全监控系统能够严格按照安全监控模型自动收集相关数据信息，并进行预处理，同时构建以现场服务器为中心的WLAN；该服务器运行的方式主要有两种，一种为无线运行，另一种为有线运行。借助互联网能够将收集的数据发送到远程集控中心，并由远程集控中心的终端服务器完成数据信息的精加工处理，同时把施工现场各大型设备的施工状况在监控终端大屏幕上进行真实还原。
3.2工作原理及其基本特点
远程安全监控系统的工作原理主要包括两个阶段，且不同阶段之间形成闭合过程；第一阶段：数据收集系统→数据传输模块→云电台→远程监控平台；第二阶段：远程监控平台→云电台→数据传输模块→数据收集系统。
远程安全监控系统的主要特点包括：
（1）设备底层终端的标准接口和施工设备电气系统之间实行无缝对接，结合安全监控管理模型对目标设备进行实际施工过程中产生的相关数据信息进行收集并实施预处理。
（2）施工现场全部设备都是借助无线局域网和主服务器连接在一起， 实现了施工现场项目级的集中监控管理。
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（3）通过有线或者无线的方式，施工现场所有的项目级监控管理平台都会借助互联网和远程监控管理调度中心连接在一起，构建VPN虚拟局域网。
（4）远程监控管理调度中心的大屏幕上会显示施工现场各施工设备安全数据的实时变化情况。
4安全监控系統硬件介绍
监控系统由上位机、下位机、远程发射装置和远程实时监控屏四个部份组成。上位机是通过组态软件进行画面监控和参数控制并且进行实时通监控现场作业情况，常见的组态软件有 wincc fexible、 Intouch、组态王King View等。下位机的现场控制通过PIC、单片机和工控机等设备来实现。两者的结合增强了系统的稳定性和安全性；远程发射装置和远程实时监控，通过现场摄像头提取实时图像传输给远程发射装置，发射装置通过无线传输传给后方监控屏。下面重点介绍下位机与上位机硬件设备。
4.1下位机－PLC
可编程逻辑控制器简称PIC，专门应用于工业环境，是一种数字运算操作的电子装置，它使用作为编写程序的存储器用来存储执行逻辑运算、算术运算、顺序运算、计数、计时等操作指令，输人和输出模拟量、开关量，以控制各种生产工艺和设备的操作。PLC的基本结构包括：电源模块、CPU模块、接口模块、IO模块、温度采集模块、通讯模块和存储器等。本系统选用西门子S7－200系列的CPU224 XPCN AC／DC／继电器型。
4.2上位机－HMI设备
人机界面（HM）是用户和计算机之间传递和交换信息的的媒介，其实现了信息的内部形式和人类可接受形式的相互转换。该产品由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要有数据处理单元，显示单元，通信接口单元．输入单元，数据存储单元等，。HMI软件部分由在HMI硬件运行的系统软件和在PC机 Windows操作系统运行的组态软件组成。从实际设计出发选用西门子MP37712Touch，应用 Wincc flexible组态软件进行组态能满足需要并且适合生产现场的要求。
4.3提梁机和架桥机的参数监控
提梁机和架桥机信息采集源主要有以下方面确定：风速、起重量、同或不同一轨道运行机构安全距离、起升高度／下降深度／运行行程、超速保护。对起重机的关键参数进行有效地监控，保证各参数均在安全范围内是起重机安全运行的前提。对数据信息系统的参数监控，主要是采用PILC来实现。PLC的0以及模拟量模块把提梁机和架桥机中所存在各类限位、编码器以及重量传感器等信号实现了实时采集，以此为基础经由PC的CPU来处理信号，实现对判断。如果存在极限限位以及超速开关等类别的信号，同时对硬导致严重危险的信号则需要直接进PHLC模块。同时在极限限位等类故障中，一般情况下把常态作为常闭触点，在这种情况下若信号丢失，则确定为极限动作或线路存在问题，进而推动安全性的提升。
4.4本系统具有的监控功能
（1）设计简单或者精巧的图形画面来显示操作状态和设备的运行状况。监视、并记录设备所有的状态、报警、故障等信息并以图形画面的形式回放。
（2）可将历史故障，数据报表等资料导出成 excel等常用格式，方便用户对数据进行更深层次的处理。
（3）系统能实时显示设备的整体工作情况，其各个机构的状态一览无余。同时记录起重机状态、报警、故等信息。系统具有历史回放功能，能够通过历史回放功能重现起重机过去任意时间段（按标准设为30天）的运行情况。用户只需选择回放的时间段，便能查看到起重机在那段时间的运行情况。系统可以提供信息导出功能，格式支持通用的 EXCEL、 ACCESS、记事本等格式，内容包括故障记录、运行时间、制动器使用次数等等。另外，工控机还有USB接口，便于拷贝数据信息，备份资料。
5结束语
大型提、运、架设备远程安全监控系统能快捷高效地监控设备的运行状态、提高工作效率、增强整体的安全性减少故障率，有效预防起重机发生倾覆、倒塌等重特大危险事故。所以，面对我国提、运、架设备的发展现状，积极设计开发和应用提、运、架设备的监控系统是十分必要和紧迫的。
参考文献:
[1]袁明.运架设备群远程安全监控系统的研发与应用[J].铁道工程学报,2015,32(05):54-58.
[2]容毅,李晓刚.大吨位箱梁运架设备群安全施工远程监控系统[J].工程机械,2011,42(10):1-6.
论文作者:王煜,周凤维
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：监控系统论文; 起重机论文; 设备论文; 数据论文; 模块论文; 单元论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第28期论文;