丁高耀

（寧波市特種設(shè)備檢驗研究院　寧波　315048）

起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的檢驗要點

丁高耀

（寧波市特種設(shè)備檢驗研究院寧波315048）

通過近幾年對不同類型起重機械及不同廠家生產(chǎn)的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的現(xiàn)場檢驗經(jīng)驗總結(jié)，分別從安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的施工單位資質(zhì)、管理系統(tǒng)監(jiān)控的主要參數(shù)、管理系統(tǒng)監(jiān)控的主要狀態(tài)及系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計全面性等方面深入剖析安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的檢驗要點，對檢驗人員的日常檢驗操作具有指導(dǎo)意義，對起重機械安全監(jiān)控系統(tǒng)的完善設(shè)計和安全使用亦有借鑒意義。

安全監(jiān)控改造參數(shù)狀態(tài)系統(tǒng)設(shè)計

按照國務(wù)院和國家質(zhì)檢總局相關(guān)文件要求，自2015年3月起，所有新制造和安裝的造船門式起重機、架橋機、100t及以上通用門式起重機、60t及以上門座起重機、315t·m及以上普通塔式起重機等設(shè)備均須安裝安全監(jiān)控裝置，在用的上述設(shè)備則應(yīng)在2017年12 月31日前完成加裝安全監(jiān)控裝置。

通過幾年來廣大起重機械制造單位及配套系統(tǒng)單位的試點和不斷修改完善，各個廠家生產(chǎn)的安全監(jiān)控系統(tǒng)已趨于成熟，基本滿足GB/T 28264—2012 《起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的要求。但筆者對大型起重機械安全監(jiān)控系統(tǒng)實施檢驗時，也發(fā)現(xiàn)有部分廠家安全監(jiān)控系統(tǒng)信息采集點較少，系統(tǒng)內(nèi)存不足、軟件開發(fā)不規(guī)范、顯示及輸出點不齊全、視頻存在盲區(qū)等現(xiàn)象。如何全面掌握安全監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗內(nèi)容及要求，正確把握檢驗要點，是確保起重機械安全監(jiān)控系統(tǒng)合理可靠配置，確保起重機整機安全可靠運行的前提條件。下面著重通過安全監(jiān)控系統(tǒng)施工單位的資質(zhì)、監(jiān)控參數(shù)、監(jiān)控狀態(tài)、系統(tǒng)設(shè)計等方面闡述監(jiān)督檢驗的要點。

1　施工單位資質(zhì)

起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是起重機械電氣控制系統(tǒng)的一部分，也是電氣控制系統(tǒng)功能延伸的一部分，控制系統(tǒng)的可靠程度將直接影響起重機械正常運行。雖然質(zhì)檢辦特聯(lián)［2015］192號文規(guī)定：起重機械主要受力機構(gòu)件或主參數(shù)改變的，應(yīng)有起重機械改造許可資質(zhì)的單位進行，但部分在用起重機械安全監(jiān)控系統(tǒng)的加裝會涉及到原系統(tǒng)的改變，如接觸器控制改變?yōu)榭删幊绦蚩刂?，高度限制器、起重量限制器等安全裝置信號終端的改變，部分執(zhí)行元件線路的變化等現(xiàn)象普遍存在，一些加裝單位本身缺少對起重機械電氣控制系統(tǒng)的了解，隨意拆卸和加裝，影響了起重機械控制的安全性和可靠性。故對在用起重機械加裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)如涉及控制系統(tǒng)改變的應(yīng)由相應(yīng)改造資質(zhì)單位實施。

2　監(jiān)控參數(shù)

根據(jù)GB/T 28264—2012中附表的規(guī)定，不同種類的起重機其監(jiān)控參數(shù)也有所不同，具體見表1。

表1　監(jiān)控參數(shù)表

2.1距離檢測

起升、下降及運行距離檢測為一般起重機后加裝的監(jiān)控功能，其距離的檢測傳感器一般為旋轉(zhuǎn)編碼器，其安裝位置一般為與電動機、卷筒、車輪的端部聯(lián)接處，但由于門式起重機等大小車輪可能存在與運行軌道相對滑移現(xiàn)象，故大小車運行距離顯示與實際測量存在著一定的誤差，故對大小車運行距離檢測建議安裝同步輪，另外室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)加強防護，其安裝強度也應(yīng)符合要求。

2.2水平度

履帶起重機、架橋機等設(shè)備應(yīng)安裝底盤和主導(dǎo)梁水平度檢測裝置，其目的是確保吊裝過程中，整個受力支承處于水平面中，履帶起重機原產(chǎn)品一般已配置水平儀，但一些公路架橋機由于體積龐大，加裝水平檢測裝置難度較大。又由于架橋機兩根主導(dǎo)梁存在單側(cè)主梁傾斜及兩導(dǎo)梁不在同一水平面的可能，故架橋機主要承載面水平面的檢測裝置應(yīng)至少設(shè)置三處，不僅應(yīng)檢測每一側(cè)主梁的傾斜度，更重要應(yīng)確保兩根主梁在同一水平面，這樣才能真正起到水平檢測的作用。

2.3支腿垂直度

支腿垂直度檢測的目的是為了避免由于支腿的傾斜而引發(fā)整機傾覆。普通公路架橋機主要由前后支腿和前后支承組成。前支腿主要承擔(dān)過孔時架橋機自重的部分重量，后支腿主要承載運梁工況部分重量，前后支承主要滿足運梁、架梁工況及過孔工況時大部分載荷作用，任一支腿和支承發(fā)生傾斜均會引發(fā)安全隱患，故認為架橋機的每處支腿和支承均應(yīng)安裝支腿垂直度檢測裝置，這樣才能真正確保所有受力支腿和支承的垂直。

2.4操作指令

按規(guī)定，所有起重機的各種動作指令均應(yīng)在顯示器上實時顯示。起重機操作指令包括各機構(gòu)的方向指令、調(diào)速指令、不同吊裝方式選擇指令、緊急操作指令等。但部分安全監(jiān)控系統(tǒng)采集信息點較少，只顯示了各機構(gòu)動作方向，而忽視了動作過程的調(diào)速檔位、各種吊裝方式的選擇控制等操作指令信息，故全面顯示不同起重機各種操作指令，準(zhǔn)確跟蹤操作人員具體的操作方式和操作特點，是完善起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要組成部分。

2.5工作循環(huán)次數(shù)

工作循環(huán)是指起重機從起吊一個物品起，到能開始起吊下一個物品止，包括起重機運行及正常停歇在內(nèi)的一個完整的過程。通過跟蹤起重機工作循環(huán)次數(shù)能基本反映出該起重機的使用頻率，并結(jié)合每次的吊裝載荷大小，綜合分析出該起重機的使用狀態(tài)是否符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而確保起重機使用壽命和可靠程度。但由于不同類型起重機（如門式起重機、流動起重機、架橋機等）的工作循環(huán)計算特點不一致，故建議通過稱重傳感器的變化值來確認工作循環(huán)次數(shù)。如當(dāng)稱重裝置檢測到大于額定起重量的5%時，開始一個工作循環(huán)的起點，到重量降至5%以下時，則認為一個工作循環(huán)的結(jié)束。

3　監(jiān)控狀態(tài)

根據(jù)GB/T 28264—2012中附表的規(guī)定，不同種類的起重機其監(jiān)控狀態(tài)也有所不同，具體見表2。

表2　監(jiān)控狀態(tài)表

3.1起升機構(gòu)制動器狀態(tài)

起升機構(gòu)制動器是確保起吊安全的重要部件，故安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能夠監(jiān)控其動作狀態(tài)，顯示屏上應(yīng)實時顯示制動器制動狀態(tài)的信號。但制動器動作監(jiān)控信號應(yīng)來自于抱閘實際張開閉合狀態(tài)，而不能單純讀取制動線圈得電信號；故對于大多數(shù)液壓推桿形式的制動器應(yīng)加裝檢測制動臂動作及到位的行程開關(guān)或接近開關(guān)，且每套起升制動器均應(yīng)分別安裝檢測開關(guān)，顯示屏上應(yīng)分別顯示每套制動器動作狀態(tài)。

3.2抗風(fēng)防滑狀態(tài)

抗風(fēng)防滑裝置是門式起重機、門座起重機等露天起重機防止整機被大風(fēng)刮倒或吹移的重要安全保護裝置，主要包括錨定裝置、夾軌器、夾輪器等；抗風(fēng)防滑裝置的實時監(jiān)控能更清晰地提醒司機規(guī)范操作，安裝機械鎖止元件動作的抗風(fēng)防滑狀態(tài)檢測開關(guān)是必要的措施，如錨定聯(lián)動開關(guān)、夾輪器的行程開關(guān)等每個裝置均應(yīng)安裝狀態(tài)檢測開關(guān)。另外，所有檢測開關(guān)信號不能串聯(lián)連接，應(yīng)采取并聯(lián)連接，要在顯示屏上實時顯示每個抗風(fēng)防滑裝置的動作狀態(tài)。

3.3工況設(shè)置狀態(tài)

流動式起重機由于起升臂長度、變幅半徑等參數(shù)的隨時變化，其相對工況的起重量也不同，故對不同工況狀態(tài)下所能承載的重量進行實時監(jiān)控是很必要的，一般大噸位的流動起重機在出廠時均配置了工況電子顯示裝置，其顯示信息應(yīng)滿足起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要求。

3.4過孔狀態(tài)

過孔動作時，其主導(dǎo)梁（前伸臂）達到最長懸臂位置，因此對整機的穩(wěn)定性影響最大。故對過孔全過程進行監(jiān)控非常必要。但筆者發(fā)現(xiàn)一些公路架機橋本身控制簡單，所加裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)僅對主導(dǎo)梁（前伸臂）的運行距離進行檢測，而忽略對支承和支腿相對移動的監(jiān)控。故架橋機的過孔狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)該是全過程、所有機構(gòu)運行的監(jiān)控，不單單是過孔信號的顯示。

3.5視頻系統(tǒng)

對于門式起重機、流動式起重機、門座起重機等至少需觀察到吊點、行走區(qū)域；對于橋式起重機、塔式起重機、纜索起重機至少需觀察到吊點；對于架橋機至少觀察到過孔狀態(tài)、架梁狀態(tài)、運梁車同步狀態(tài)。筆者也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于攝像頭數(shù)量不足、安裝位置的偏差，造成了多吊點起重機不能完全觀察到每個吊點任意位置的狀態(tài)；另外監(jiān)控攝像頭的像素不足、部分長距離監(jiān)控未采用可變焦距等均造成了監(jiān)控畫面不清晰，其結(jié)果也失去了視頻監(jiān)控的實際意義。

4　系統(tǒng)設(shè)計

通過近幾年各個廠家的不斷研發(fā)和測試，如今市場上配置的安全監(jiān)控系統(tǒng)主要形式有系統(tǒng)內(nèi)置式和附加外置式之分，還有系統(tǒng)控制單元分塊式和一體式之分。系統(tǒng)內(nèi)置式主要是指在原起重機控制系統(tǒng)相對較全面，配置較齊全的基礎(chǔ)上增加部分安全監(jiān)控功能，此類裝置一般為起重機制造單位新設(shè)備的出廠標(biāo)準(zhǔn)配置。附加外置式是指單一生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)單位為了滿足GB/T 28264—2012標(biāo)準(zhǔn)要求，在起重機現(xiàn)有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨立于起重機控制回路，大多數(shù)信息源讀取都另行設(shè)置，保留原起重機控制系統(tǒng)各項功能，此類裝置可能會造成部分功能重復(fù)配置，甚至?xí)霈F(xiàn)駕駛室兩套顯示器，兩套起重量指示器等現(xiàn)象。系統(tǒng)控制單元分塊式為安全監(jiān)控系統(tǒng)信息處理單元、信息儲存單位、信息顯示單元等分別設(shè)置，一般主機設(shè)置在電氣機房間；而系統(tǒng)一體式則采取了顯示器與主機整體組合式，此裝置一般設(shè)置在司機室內(nèi)，所有輸入與輸出信息線路均匯聚于司機室，而且用于駕駛員觀察的顯示屏也用于系統(tǒng)設(shè)置、后面數(shù)據(jù)處理的界面。但不管系統(tǒng)采取何種型式，其基本功能設(shè)置和操作性能均應(yīng)滿足以下要求。

4.1基本配置

●4.1.1系統(tǒng)自診斷功能

開機進入系統(tǒng)后，系統(tǒng)有運行自檢的程序，并顯示自檢結(jié)果，如檢查各個模塊是否故障；通訊是否連接好等?，F(xiàn)場檢驗可模擬系統(tǒng)自身發(fā)生故障時，如部分模塊未接入等缺陷，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報警信號。

●4.1.2通信協(xié)議的開放性

系統(tǒng)應(yīng)有對外開放的硬件接口，查閱相關(guān)說明書中通信協(xié)議的內(nèi)容，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MODBUS、TCP/IP、串口等對外開放的協(xié)議；現(xiàn)場檢驗驗證系統(tǒng)是否通過以太網(wǎng)或USB接口能方便地將記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

4.2信息采集和儲存

●4.2.1實時性

系統(tǒng)信息的采集應(yīng)滿足實時性要求，儲存應(yīng)滿足原始完整性要求?，F(xiàn)場檢驗時可通過空載試車，觀察系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)（包括圖形、圖像、圖標(biāo)和文字等）與實際起重機械的工作狀態(tài)和工作參數(shù)是否一致；并調(diào)取保存的記錄，驗證起重機械運行狀態(tài)及故障信息有實時記錄功能。檢查系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)信息（包括時間和日期）與試驗的數(shù)據(jù)應(yīng)一致。

●4.2.2掃描周期

系統(tǒng)實際程序的掃描周期應(yīng)不大于100ms?，F(xiàn)場檢驗時可通過后臺程序命令查找實際掃描的周期，也可通過查閱相關(guān)設(shè)計文件。如系統(tǒng)主控采用PLC可編程序控制器，則一般PLC擁有700MHz的CPU，采樣速度是0.14ms內(nèi)可以處理1000個布爾量，能滿足標(biāo)準(zhǔn)的運行周期內(nèi)采用周期不大于100ms的要求。

●4.2.3存儲時間

系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲時間不應(yīng)少于30個連續(xù)工作日，視頻存儲時間不應(yīng)少于72h?，F(xiàn)場檢驗可根據(jù)設(shè)備的使用情況，對于系統(tǒng)工作時間超過30天的起重機械，可調(diào)取之前存儲的文件，查看文件的原始完整性和存儲情況；存儲時間不應(yīng)少于30個連續(xù)工作日。對于系統(tǒng)工作時間不超過30天的起重機械，現(xiàn)場查閱存儲的文件，計算一個工作循環(huán)的時間內(nèi)儲存文件大小，推算出是否能達到標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的要求。

4.3界面顯示

顯示屏上的顯示數(shù)據(jù)的多少主要取決于采集信號源的大小，每個信息通過數(shù)字、圖標(biāo)、圖形、圖像及文字等形式展示主要取決于系統(tǒng)軟件開發(fā)的復(fù)雜程序。筆者也發(fā)現(xiàn)有些系統(tǒng)只有一個界面，所有的信息都集中于此，顯示形式只有數(shù)字和文字兩種，可觀性較差，容易造成起重機司機不能及時發(fā)現(xiàn)故障信息。故建議安全監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)起重機機構(gòu)及工況的不同，合理展示相關(guān)監(jiān)控信息，通過圖形及簡易動畫形式更清晰、直觀地傳遞給司機。

起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)的配置由于設(shè)備本身工作特點及機構(gòu)設(shè)置不同而有所差異，雖然GB/T 28264—2012明確了不同類型起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)的基本配置要求，但現(xiàn)實檢驗沒有一種傳統(tǒng)、細節(jié)的規(guī)定，基本取決于每位檢驗員自身的理解程度，故抓住以上的檢驗要點，不斷深入研究功能的設(shè)計目的和要求，才能確保起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)范、可靠、合理配置，從而保障起重機整機安全可靠運行。

參與文獻

［1］GB/T28264—2012 起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)［S］.

［2］李福森.架橋機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的試驗驗證［J］.起重運輸機械，2013（08）：107-109.

［3］王福綿，趙鑫.起重機械安全及管理狀況綜述［J］.中國特種設(shè)備安全，2006，22（03）：10-13.

［4］陳敢澤，陳夢華.從一起事故談流動式起重機的安全管理［J］.中國特種設(shè)備安全，2013，29（12）：59-60.

Key Points of Safety Monitoring and Management System of Hoisting Machinery

Ding Gaoyao
（Ningbo special equipment inspection instituteNingbo315048）

With the experience summary of spot inspection for safety monitoring and management system in different manufacturers and different types of hoisting machinery in recent years， respectively from safety monitoring and management system of the qualification of construction units， the main parameters of the monitoring and management system， the main state of the monitoring and management system， the comprehensiveness of the hardware and software design for system， this article deeply analyzes inspection points of safety monitoring and management system， guides the daily inspection operations for inspector， which could be used for reference to improve the design and safety use for safety monitoring system of hosting machinery.

Security monitoringTransformationParameterStateSystem design

X941

B

1673-257X（2016）08-0014-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.08.004

丁高耀（1975～），男，碩士，高級工程師，從事機電類特種設(shè)備檢驗檢測技術(shù)管理工作。

2015-12-23）