基于橋式起重機安全監控系統在煉鋼行車的應用

摘 要：近年來，隨著鋼鐵工業的快速發展，自動化設備在工業的使用上越來越廣泛。在煉鋼廠生產中，行車系統正常運作與否直接影響到生產環節的效率。因此，行車系統的對安全性和可靠性的要求很高。橋式起重機安全監控系統在現代鋼鐵工業中發揮著至關重要的作用，它的使用大大提高了煉鋼行車的安全可靠性。

關鍵詞：橋式起重機 安全監控系統 煉鋼行車

引 言

煉鋼車輛作為鋼鐵工業中重要的負荷和運輸設備，在日常生產中起著非常重要的作用，行車系統的正常運行直接影響著生產鏈的效率。大型煉鋼車輛通常用作液態金屬運輸，如果吊運過程中發生傾覆或墜落事件，將對周圍地區工作人員的生命和財產安全造成非常嚴重的后果。在以前，煉鋼行車很大程度上缺乏安全監測系統。在發生事故時，無法通過記錄視頻和音頻等有效數據記錄現狀，因此難以確定事故發生的原因是由操作錯誤還是錯誤的命令造成的。對于生產過程中車輛運行狀況、卷揚結構和電氣設備同樣重要，因為前者是人為主觀的，后者是關于電氣參數的客觀信息，其中一些數據是可視的。例如，操作員按下按鈕，輸入行程開關、出發返回的實際路徑起吊掛鉤情況等。有的與設備的狀態有關，例如電機速度和扭矩，接觸器的使用，齒輪箱溫度等。有的信息與電氣相關的操作聯系。例如，啟動速度、設定速度、起吊的開始和暫停等等。這些可視化信息和數據是設備的重要支持。對設備的審查、維修、故障診斷、分析等方面起著至關重要的作用。同時可以控制行車監督記錄儀系統的運行管理、維護設備和提高其利用效率。

1.系統組成

例如，在一家鋼鐵廠，2014年上線的460噸車輛沒有安全監控系統。車輛使用ABB傳輸和ABB ac800m系列PLC控制系統，主要用于運輸鋼水。沒有一個安全監測系統為車輛日常工作和維護帶來麻煩，導致無法提供有效的數據分析安全問題和安全風險。為了吸取安全事故的教訓，增加了車輛安全監測系統提供位置信息、主要和次要的起升點、懸掛點的實時動態、異常振動監測、車輛運動同步以及預警、報警、故障分析等能力。同步、及時、準確地收集車輛運動中的視頻和數據信息，以便監測車輛的狀況。此外安全監測系統還可以提供適當的技術條件，對車輛的安全運行和事故進行分析，保障他們的安全。安全監控系統由兩部分組成：監控系統的中央計算機、數據采集軟件和現場信號檢測設備。

1.1監控系統和數據采集軟件及應用。行車控制系統中央計算機：行車控制中央計算機由高性能控制器、操作系統和顯示器、鍵盤鼠標等組成。需在數據采集編程和控制操作接口設置限制。

數據采集軟件：用于采集齒輪箱振動信號、PLC過程信號、行車麥克風音頻信號的實時數據采集和長期用于存儲的軟件系統，接口：信息管理系統、收集數據分析處理系統、車輛異常運動報警系統;數據采集卡：用于光纖通信與高頻信號采集和振動檢測模塊;交換機：提供TCP/IP接口，并在CarLog系統的中央計算機與PLC和現場攝像機之間建立通信鏈路;低壓電氣系統：用于電力系統保護等輔助功能。

1.2現場信號檢測設備及應用。振動檢測模塊：模塊和低壓電器安裝在起重機主體的減速器旁，振動檢測模塊用于采集傳感器發送的信號，把處理好的信號通過光纖發送給數據采集卡。攝像機：用于獲取現場視頻信號，包括懸掛點和駕駛室的操作視頻。高頻信號采集模塊：用于獲取麥克風接收的音頻信號，并在行車操作室安裝具有良好背景濾波的麥克風，獲取聲音信息。

2. 行車安裝安全監控系統的重要性。根據國家標準GB/T 28264-2017，建議起重機等大型機械設備安裝安全監控管理系統，以確保行車設備的安全性和可靠性。安全監測系統設備主要以可視化形式記錄行車軌跡、卷揚吊運設備的狀態等。同時還可以記錄車輛收到和發出的全部指令。因此，安全監測系統相當于一輛煉鋼車的“黑匣子”，其所有數據的完整記錄通常可以保存一段時間，以便重新傳輸數據，進行分析。目前，只有少數鋼鐵企業在試驗基礎上對部分工業車輛安裝了安全行車監測系統。對其的應用也主要局限于記錄一些車輛信號，包括車輛電信號、控制系統信號等。缺乏足夠的視覺監控，不符合國家管理要求。考慮到安全監測設備對行車的重要性，鋼鐵企業應引進先進技術和車輛安全監測預警管理系統。以便減少或降低事故發生率，起到保證設備安全運行的作用，同時該系統還可以進行自檢，提高企業經濟效益。

3.起重機安全監測系統在行車上的應用

3.1安全監測系統檢測內容。收集信息來源：起升高度限位器、重量限制器、門限器、運動限位器、機構運行聯鎖、機構軌道間防碰撞保護裝置、起升機構制動器和超保護裝置等。監控參數：初始重量、提升高度、操作路線、操作說明、工作時間、累計工作時間、工作周期等;警戒狀態：機構吊裝制動器的打開關閉、鏈條保護、同一軌道或其他軌道上的信號安全、超速保護等;視頻監控：懸掛點、控制室等。

3.2監控系統要求。控制系統應符合行車有效使用的環境要求。在使用條件下，系統誤差不應超過5%，且應能抵抗電磁干擾和與其他設備的干擾。占空比不應小于20，連續運行測試時間不應小于16小時，系統應與行車狀態兼容。系統應有狀態信息實時操作、故障記錄和顯示功能。起重機的工作參數和狀態應以圖片、表格、文字的形式顯示出來。還要可以看到歷史運行情況的回放、裝備自檢功能，在出現危險時自動報警。系統的視頻數據至少能夠對監控中發現的故障提供可見的證據，并對起重機操作員和危險區域內的人員提供清晰的聲音警告。

3.3行車安全監測的注意事項。選擇攝像機時，必須充分考慮作業地點的高溫和粉塵情況，最好選用耐高溫和高分辨率攝像頭并對攝像頭加以粉塵保護措施。在選擇監控對象時，可以選擇多方位對設備的方向和狀態進行管理，如繩索磨損控制、潤滑效果控制、氣缸循環控制、軸承磨損控制等。

4.結語

在工業生產過程中，安全監控系統用于采集、記錄車輛運行信號、電氣設備信號和現場視頻信號，對煉鋼行車安全進行分析和充分控制。通過監測軟件對行車軌跡和行車狀態進行監控，并進行故障分析、數據收集和維護操作，安全監控系統使管理決策者得到有效和及時的數據支持。實時顯示行車狀況信息、診斷信息、操作指導和報警信息。提供了管理、狀態控制和指令發布工具。還可以跟蹤車輛的運行狀態，以使操作標準化和設備管理現代化。此外，行車安全監測系統可以快速發現故障原因、加快處理時間、減少故障的能力是對現場管理、檢查和操作的良好補充。

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作者簡介：陳守重，出生年月：1986年9月，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：山東菏澤，當前職務：客戶經理，當前職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：自動控制。作者單位：云南昆鋼電子信息科技有限公司，單位所在地（精確到市）：云南省安寧市。