摘要：大型起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是基于傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、PLC控制原理、數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而研發(fā)的新一代復(fù)雜起重機(jī)安全監(jiān)測和信息化管理產(chǎn)品，其能夠?qū)崿F(xiàn)橋面吊機(jī)現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)的全方位安全監(jiān)控、多種不同危險(xiǎn)的預(yù)警及運(yùn)行記錄的信息化管理功能。文章對遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在大型起重機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程監(jiān)控；數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換；遠(yuǎn)程維護(hù)；大型起重機(jī)；傳感器技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP39 文章編號：1009-2374（2017）11-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.048

根據(jù)2015年國家發(fā)出《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》，質(zhì)檢總局和安全監(jiān)管總局決定公布安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的大型起重機(jī)械目錄，并對前期大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)試點(diǎn)成果進(jìn)行推廣和應(yīng)用。我公司經(jīng)過3年的遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與運(yùn)用，對大型起重機(jī)設(shè)備方面已完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)與要求。我公司主要從事橋梁工程裝備、海洋工程裝備、特種起重設(shè)備、鐵路專用設(shè)備以及橋梁和建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的研發(fā)、制造和安裝，下面以65噸單臂架回轉(zhuǎn)式起重機(jī)為例，介紹遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用，具體使用的軟件不做詳細(xì)表述。

1 遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)組成

監(jiān)控管理系統(tǒng)包括機(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。

1.1 機(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)

機(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)硬件由主機(jī)、PLC、力矩限制器、視頻監(jiān)控組成。主機(jī)采用上、下位機(jī)通訊的方式工作，下位機(jī)核心為微控制器C8051f580，主要負(fù)責(zé)信號的采集與處理，上位機(jī)采用專用工業(yè)控制板，主要負(fù)責(zé)將下位機(jī)處理完的信號顯示在屏幕上，并與儀表內(nèi)部設(shè)置參數(shù)進(jìn)行比較，發(fā)出聲光報(bào)警信號。主機(jī)可以通過RS485總線與PLC、力矩限制器進(jìn)行通訊。視頻監(jiān)控用于顯示機(jī)上作業(yè)面的畫面以及卷揚(yáng)機(jī)上鋼絲繩纏繞的視頻。

1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由服務(wù)器、無線網(wǎng)橋、串口服務(wù)器、交換機(jī)、短信收發(fā)模塊和軟件組成。服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲及客戶端瀏覽，無線網(wǎng)橋用于無線網(wǎng)絡(luò)的橋接，利用無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)之間的通信。短信收發(fā)模塊是用于不在現(xiàn)場的工程師能及時了解到起重機(jī)報(bào)警和預(yù)警信號，以便故障能及時處理。

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)原理是：工控機(jī)收集所有信號（包括PLC力矩信息），光盤刻錄機(jī)收集視頻信號，兩種信號通過轉(zhuǎn)換之后由無線發(fā)射器發(fā)回至項(xiàng)目部，項(xiàng)目部無線接收器接收信號之后，經(jīng)過服務(wù)器上傳至Internet，這樣即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安全監(jiān)控。

2 遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)各模塊與起重機(jī)的交互

2.1 機(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)

機(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)分為工控機(jī)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。工控機(jī)采用嵌入式硬件平臺和完全自主開發(fā)的界面組態(tài)軟件，主要是實(shí)時記錄起重機(jī)運(yùn)行中的各項(xiàng)參數(shù)，包括主副鉤所有信息、風(fēng)速儀信息、力矩限制器信息。

視頻監(jiān)控分別為駕駛室正前方作業(yè)面的視頻、主鉤卷揚(yáng)機(jī)、副鉤卷揚(yáng)機(jī)、變幅卷揚(yáng)機(jī)的視頻，也可根據(jù)實(shí)際情況選擇使用多個攝像頭，圖像傳輸穩(wěn)定取決于網(wǎng)絡(luò)

帶寬。

機(jī)上監(jiān)控系統(tǒng)模塊的數(shù)據(jù)采集：

力矩限制器：采集主副鉤吊重信息、變幅角度信息、整機(jī)水平信息、風(fēng)速速度等級信息。

絕對值編碼器：采集卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動圈數(shù)用以計(jì)算主副鉤上升或者下降的高度。

西門子PLC：采集變頻器信息，所有限位制動風(fēng)機(jī)信息。

工控機(jī)：集合整臺起重機(jī)運(yùn)行過程中所有信息。

硬盤錄像機(jī)：實(shí)時監(jiān)視起重機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)工作狀態(tài)，也可以實(shí)時監(jiān)視駕駛室前方吊重狀態(tài)。

以太網(wǎng)模塊：傳輸工控機(jī)信息至無線發(fā)射模塊。

無線網(wǎng)橋發(fā)射、接收器：實(shí)時交換起重機(jī)運(yùn)行信息。

2.2 服務(wù)器端遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

2.2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)。配置一臺滿足使用要求的計(jì)算機(jī)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件系統(tǒng)將從交換機(jī)接收的無線網(wǎng)橋發(fā)射起重機(jī)運(yùn)行信息發(fā)布至Internet，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時、動態(tài)、遠(yuǎn)程地對架梁吊機(jī)狀態(tài)進(jìn)行異地監(jiān)控，只要能連接到互聯(lián)網(wǎng)即可進(jìn)行架梁吊機(jī)安全管理，不必實(shí)時到現(xiàn)場檢查。系統(tǒng)具有架梁吊機(jī)信息查詢、監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警查詢、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)用戶管理等功能。界面如下：

2.2.2 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。如果遇到起重機(jī)故障，操作人員即可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對現(xiàn)場監(jiān)控終端下達(dá)控制命令，對起重機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程鎖機(jī)，可以降低事故發(fā)生概率，現(xiàn)場技術(shù)工處理故障后可以通過遠(yuǎn)程解鎖來恢復(fù)起重機(jī)正常工作狀態(tài)。

2.2.3 服務(wù)器信息存儲管理模塊。系統(tǒng)信息管理模塊主要為起重機(jī)數(shù)據(jù)管理與維護(hù)管理功能，對于數(shù)據(jù)管理來說，即管理人員可以結(jié)合設(shè)備應(yīng)用實(shí)際情況來對系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)起重機(jī)信息進(jìn)行添加修改等，保證信息的完整度與準(zhǔn)確度。其中的短信收發(fā)模塊（通過USB或者串口、網(wǎng)口數(shù)據(jù)線和電腦相連，內(nèi)置SIM卡）可以在手機(jī)端以短信的形式，接收起重機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)和報(bào)警預(yù)警數(shù)據(jù)。而維護(hù)計(jì)劃管理，則是通過系統(tǒng)來結(jié)合實(shí)際情況來合理安排相應(yīng)的維護(hù)措施。當(dāng)設(shè)備部件運(yùn)行臺時、作業(yè)箱量等超過額定數(shù)值時，系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)的警告，這樣維護(hù)管理人員就可以明確知道哪些部件需要更換與維修，確定維修養(yǎng)護(hù)的工序，進(jìn)而能夠制定科學(xué)合理的維修保養(yǎng)計(jì)劃，提高設(shè)備管理的規(guī)范化。

3 遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的使用和維護(hù)

架梁吊機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)是保障架梁吊機(jī)安全生產(chǎn)的重要措施之一，必須保證本監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（1）架梁吊機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)由信息采集設(shè)備和信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，是架梁吊機(jī)安全生產(chǎn)管理的一種輔助手段，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的地面監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)具備實(shí)時顯示架梁吊機(jī)當(dāng)前的起重量、高度、幅度、風(fēng)速等運(yùn)行參數(shù)。現(xiàn)場具備良好的環(huán)境適應(yīng)性和抗干擾能力，滿足現(xiàn)場的工作環(huán)境；（2）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能提供正常運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，確保安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行正常的通信，并能確保運(yùn)行過程中的網(wǎng)絡(luò)不中斷。在架梁吊機(jī)運(yùn)行期間，不得采取故意損壞設(shè)備、關(guān)閉電源等手段來逃避安全監(jiān)控；（3）安全監(jiān)控系統(tǒng)管理人員應(yīng)經(jīng)常性查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，對報(bào)警頻繁的動作，應(yīng)及時提醒操作人員。當(dāng)安全監(jiān)控系統(tǒng)顯示違章操作和故障診斷信息時，應(yīng)及時制止操作人員的違章操作行為，并查看相應(yīng)的安全裝置，排除安全裝置故障隱患。

4 結(jié)語

大型起重機(jī)是工程建設(shè)中不可或缺的機(jī)械設(shè)備，對保證工作效率具有重要意義。為提高其管理效果，可以針對其運(yùn)行管理的特征來選擇應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合理的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行全過程的監(jiān)控監(jiān)測，通過對監(jiān)測到數(shù)據(jù)的管理分析，制定合理的管理措施與方案，提高設(shè)備管理的規(guī)范化與科學(xué)化，進(jìn)一步推動工程建設(shè)的效率。遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)主要是能隨時隨地地了解工程進(jìn)度、吊機(jī)使用情況，及時有效地預(yù)警大事故的發(fā)生，最高限度保障工人安全。

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作者簡介：孫立燈（1988-），男，湖北仙桃人，武橋重工集團(tuán)股份有限公司助理工程師，研究方向：工業(yè)自動化。

（責(zé)任編輯：蔣建華）