遠程監控系統在大型起重機上的運用

摘要：大型起重機安全監控管理系統是基于傳感器技術、嵌入式技術、數據采集技術、PLC控制原理、數據融合處理技術、互聯網技術而研發的新一代復雜起重機安全監測和信息化管理產品，其能夠實現橋面吊機現場運行狀態的全方位安全監控、多種不同危險的預警及運行記錄的信息化管理功能。文章對遠程監控系統在大型起重機上的應用進行了探討。

關鍵詞：遠程監控；數據傳輸轉換；遠程維護；大型起重機；傳感器技術 文獻標識碼：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2015年國家發出《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》，質檢總局和安全監管總局決定公布安裝安全監控管理系統的大型起重機械目錄，并對前期大型起重機械安裝安全監控管理系統試點成果進行推廣和應用。我公司經過3年的遠程安全監控系統的開發與運用，對大型起重機設備方面已完全符合國家標準與要求。我公司主要從事橋梁工程裝備、海洋工程裝備、特種起重設備、鐵路專用設備以及橋梁和建筑工程鋼結構的研發、制造和安裝，下面以65噸單臂架回轉式起重機為例，介紹遠程安全監控管理系統的實際運用，具體使用的軟件不做詳細表述。

1 遠程安全監控管理系統組成

監控管理系統包括機上監控系統和遠程監控系統兩部分。

1.1 機上監控系統

機上監控系統硬件由主機、PLC、力矩限制器、視頻監控組成。主機采用上、下位機通訊的方式工作，下位機核心為微控制器C8051f580，主要負責信號的采集與處理，上位機采用專用工業控制板，主要負責將下位機處理完的信號顯示在屏幕上，并與儀表內部設置參數進行比較，發出聲光報警信號。主機可以通過RS485總線與PLC、力矩限制器進行通訊。視頻監控用于顯示機上作業面的畫面以及卷揚機上鋼絲繩纏繞的視頻。

1.2 遠程監控系統

遠程監控系統由服務器、無線網橋、串口服務器、交換機、短信收發模塊和軟件組成。服務器負責數據存儲及客戶端瀏覽，無線網橋用于無線網絡的橋接，利用無線傳輸方式實現多個網絡之間的通信。短信收發模塊是用于不在現場的工程師能及時了解到起重機報警和預警信號，以便故障能及時處理。

遠程監控系統原理是：工控機收集所有信號（包括PLC力矩信息），光盤刻錄機收集視頻信號，兩種信號通過轉換之后由無線發射器發回至項目部，項目部無線接收器接收信號之后，經過服務器上傳至Internet，這樣即可實現遠程安全監控。

2 遠程安全監控管理系統各模塊與起重機的交互

2.1 機上監控系統

機上監控系統分為工控機和視頻監控系統。工控機采用嵌入式硬件平臺和完全自主開發的界面組態軟件，主要是實時記錄起重機運行中的各項參數，包括主副鉤所有信息、風速儀信息、力矩限制器信息。

視頻監控分別為駕駛室正前方作業面的視頻、主鉤卷揚機、副鉤卷揚機、變幅卷揚機的視頻，也可根據實際情況選擇使用多個攝像頭，圖像傳輸穩定取決于網絡

帶寬。

機上監控系統模塊的數據采集：

力矩限制器：采集主副鉤吊重信息、變幅角度信息、整機水平信息、風速速度等級信息。

絕對值編碼器：采集卷揚機轉動圈數用以計算主副鉤上升或者下降的高度。

西門子PLC：采集變頻器信息，所有限位制動風機信息。

工控機：集合整臺起重機運行過程中所有信息。

硬盤錄像機：實時監視起重機的卷揚機工作狀態，也可以實時監視駕駛室前方吊重狀態。

以太網模塊：傳輸工控機信息至無線發射模塊。

無線網橋發射、接收器：實時交換起重機運行信息。

2.2 服務器端遠程監控系統

2.2.1 遠程監視系統。配置一臺滿足使用要求的計算機，通過遠程監控軟件系統將從交換機接收的無線網橋發射起重機運行信息發布至Internet，能夠實現實時、動態、遠程地對架梁吊機狀態進行異地監控，只要能連接到互聯網即可進行架梁吊機安全管理，不必實時到現場檢查。系統具有架梁吊機信息查詢、監測數據查詢、報警查詢、視頻監控、系統用戶管理等功能。界面如下：

2.2.2 遠程控制系統。如果遇到起重機故障，操作人員即可以通過遠程監控系統對現場監控終端下達控制命令，對起重機進行遠程鎖機，可以降低事故發生概率，現場技術工處理故障后可以通過遠程解鎖來恢復起重機正常工作狀態。

2.2.3 服務器信息存儲管理模塊。系統信息管理模塊主要為起重機數據管理與維護管理功能，對于數據管理來說，即管理人員可以結合設備應用實際情況來對系統內相應起重機信息進行添加修改等，保證信息的完整度與準確度。其中的短信收發模塊（通過USB或者串口、網口數據線和電腦相連，內置SIM卡）可以在手機端以短信的形式，接收起重機運行數據和報警預警數據。而維護計劃管理，則是通過系統來結合實際情況來合理安排相應的維護措施。當設備部件運行臺時、作業箱量等超過額定數值時，系統會發出相應的警告，這樣維護管理人員就可以明確知道哪些部件需要更換與維修，確定維修養護的工序，進而能夠制定科學合理的維修保養計劃，提高設備管理的規范化。

3 遠程安全監控管理系統的使用和維護

架梁吊機安全監控系統是保障架梁吊機安全生產的重要措施之一，必須保證本監控系統的正常運行。

（1）架梁吊機安全監控系統由信息采集設備和信息處理系統構成，是架梁吊機安全生產管理的一種輔助手段，通過網絡實現現場的地面監控和網絡監控。監控系統具備實時顯示架梁吊機當前的起重量、高度、幅度、風速等運行參數。現場具備良好的環境適應性和抗干擾能力，滿足現場的工作環境；（2）監控系統應能提供正常運行的網絡環境，確保安全監控系統的數據進行正常的通信，并能確保運行過程中的網絡不中斷。在架梁吊機運行期間，不得采取故意損壞設備、關閉電源等手段來逃避安全監控；（3）安全監控系統管理人員應經常性查詢相關數據，對報警頻繁的動作，應及時提醒操作人員。當安全監控系統顯示違章操作和故障診斷信息時，應及時制止操作人員的違章操作行為，并查看相應的安全裝置，排除安全裝置故障隱患。

4 結語

大型起重機是工程建設中不可或缺的機械設備，對保證工作效率具有重要意義。為提高其管理效果，可以針對其運行管理的特征來選擇應用遠程監控系統，設計合理的遠程監控系統，實現對設備運行全過程的監控監測，通過對監測到數據的管理分析，制定合理的管理措施與方案，提高設備管理的規范化與科學化，進一步推動工程建設的效率。遠程安全監控系統主要是能隨時隨地地了解工程進度、吊機使用情況，及時有效地預警大事故的發生，最高限度保障工人安全。

參考文獻

[1] 王亞明，陳青，劉暢生.組態軟件設計與開發[M].西安：電子科技大學出版社，2003.

[2] 北京亞控科技發展有限公司.組態王6.55使用手冊[S].2001.

[3] 橋面吊機械安全監控管理系統（GB/T 28264-201）[S].

[4] 通用橋式橋面吊機（GB/T 14405）[S].

[5] 橋面吊機和橋面吊機械技術性能和驗收文件（GB/T17908）[S].

[6] 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規范（GB 50171）[S].

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

（責任編輯：蔣建華）