关键词：起重机械；安全监控管理系统；检验要点
引言
随着我国城市化进程的发展、国力的提升，各类基础建设蓬勃发展，建设工地各种大型机械林立，成为了一道道别样的风景。这背后，各种安全问题也变得日益突出。建筑起重机械作为最为常见的建筑特种设备，其一旦发生事故造成的生命安全、经济损失更为重大，国家质量监督检查检疫总局颁布的《大型起重机械安装安全监控管理系统实施方案》明确指“加大力度，全面实施”“规范化、常态化”开展安全监控管理系统在大型起重机械上的安装部署工作。
1安全监控管理系统介绍
起重机械安全监控管理系统是电气控制系统的一部分，非独立产品。系统有软件部分和硬件部分组成。硬件部分包括监控层（监控仪）、控制层（PLC）、设备层。设备层包括外围元器件（传感器、编码器、限位器、风速仪等），电控信息采集元器件（控制器、断路器，继电器等）和视频监控元器件（摄像机、硬盘录像机等）。监控管理系统在现场采集的信号包括模拟量、开关量以及视频信号。模拟量信号来源于起重量传感器、位移量传感器、起升高度传感器、水平倾角传感器、风速仪、转速传感器等。开关量信号来源于操作指令状态、门限位、联锁报警、电缆卷筒限位、行程限位、起升制动器状态、抗风防滑状态等。视频信号来源于吊钩、大小车运行状态、驾驶室等。
2系统的性能特点
根据实际情况、综合传输条件、经济性、易用性、可靠性和设计需求、未来的系统迭代升级等多方面因素，具有以下特点：（1）能够快速、经济、合理、灵活地组网。（2）操作简便。本系统采用模块化设计，硬盘录像机USB接口可连接鼠标、键盘、USB存储设备、光驱等，操作简便，界面人性化，可自由设定显示方式、录像回放、查询时间等，拷贝、回放与录像监控存储可同时进行互不干扰。（3）扩展性强。本系统预留相应的接口，可根据需要随时增加摄像机，方便灵活进行组网扩充，保证未来的适应性，降低投资成本，提高使用效率。（4）存储周期长。安装在驾驶室内的硬盘录像机能够存储长达7*24小时的视频录像，当存储容量达到设定的存储时间时，系统会循环覆盖前期已采集的视频数据。同时可利用USB接口将视频文件拷贝到其他便携式存储设备或者手机上备份。
3检验项目和要点
按照特种设备安全技术规范的TSGQ7015-2016和TSGQ7016-2016以及GB/T28264-2017，安全监控管理系统检验项目包括设计文件、安全监控管理功能要求的硬件配备、管理权限的设定、故障自诊断、报警装置、文字表达形式、通信协议的开放性、显示信息的清晰度、系统信息采集源、监控状态、监控参数、系统综合误差、连续作业、信息采集和储存。检验过程要根据检验内容来确定，分为现场检查（资料检查和目测观察）、操作验证与综合误差试验。首先审阅安全监控管理系统的随机资料，现场检查对应检验项目，查看安全监控管理系统的采集参数和状态单元是否齐全。然后对照采集内容进行现场操作验证，在空载条件下动作各机构，同时查看安全监控管理系统的监控仪是否与实际操作相对应显示。最后将所有的项目都操作验证后，加载载荷进行综合误差试验。在综合误差实验中，对于起重量实验、起重力矩实验和幅度实验，显示计量单位分别为“t”、“t·m”和“m”，均至少保留小数点后两位。使用的测量仪器精度及计量单位满足要求。在整机检验过程中，该系统的检验应该结合整机检验进行，提高检验工作效率。
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4起重机械安全监控管理系统应用
4.1完善监控数据采集技术
从当前门式起重机运行实际来看，虽然各种类型的系统已经应用到其中，但是在数据采集方面仍旧有着较大的提升空间。只有及时准确的采集到相关的数据，采用及时有效的应对策略。因此，在具体操作时，应当注重数据采集技术的更新，可以选择使用智能故障诊断理论，研究特定的性能状态监测技术与方法，为完善铁路货场门式起重机安全监控管理系统提供技术支撑。
4.2对驾驶室内起重机司机的操作行为、精神状态进行监控
安装本系统后，能对驾驶室内起重机司机的操作行为、精神状态进行监控，对标高温熔融金属吊装作业标准，为各种异常情况进行实时取证、复核，及时考核相关作业人员。
4.3模型应用方法
建筑起重机械安全监控系统中主要在现场监控集群和远程通信中的网络维护中使用心跳机制。现场监控集群在初始时由协调器作为主要维护者，所有的Zigbee路由节点均向路由器发送心跳数据；当完成仲裁后，协调器将会指定网关节点并为它们指派普通节点，此时，网关节点将各自维护自己所辖节点的在线信息，而协调器只接收新上线设备和网关节点的心跳，并通过网关节点了解其它节点的信息。
4.4ＰＬＣ通信功能
ＰＬＣ通信模块负责读写ＰＬＣ的内部寄存器，以实现控制和数据采集的功能。考虑到对不同ＰＬＣ协议的支持，在软件底层设计了支持ＣＡＮ、ＲＳ２３２、Ｍｏｄｂｕｓ、ＴＣＰ协议的软件接口，通过更改配置文件可实现不同协议的切换，提高了整个系统的适应性。ＰＬＣ通信模块的软件流程，在初始化过程中，读取配置文件中的协议配置选项，对相应的硬件接口进行初始化。连接到ＰＬＣ设备后，循环读取ＰＬＣ的寄存器，获取各个机构的运行速度、行程和负载数据，将其保存到ＣｒａｎｅＳｔａｔｅＤａｔａ中；同时若在ＤｅｖｉｃｅＭｏｖｅＤａｔａ数据区中读取到来自路径规划模块的运动序列，则按照通信协议将控制信息写入ＰＬＣ内部寄存器，完成对设备的控制。
4.5集成金属结构在线健康监测系统
从当前门式起重机安全监控技术创新情况来看，通过将在线健康监测系统嵌入到安全监控系统中对于提升门式起重机安全监控效果非常关键。在具体应用时，应当注重实用振动传感器与应力应变器，将这些装置安装到门式起重机的关键位置，从而实现对门式起重机运行过程中各种结构振动、应力应变的及时捕获，并对捕获得到的数据进行在线评估、数据分析及动态存储等，根据分析结果决定是否发出警报，提醒工作人员采取对应的应对策略。
结束语
起重机不仅可以实现生产过程的自主运行，还对运行状态进行实时监测和记录，有效地提高了生产效率，降低了生产事故的发生率。最终，各类起重机将组网运行，由中央控制系统统一进行管理和调度，实现真正意义上的智能制造。
参考文献
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论文作者:唐方林
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
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