起重機械安全監控管理系統檢驗誤區及處理對策研究

徐文濤

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院，江蘇 鎮江 212000）

安全監控管理系統負責實時監控和存儲起重機械作業過程中的狀態和參數等，同時可以預警危險狀態。在檢驗起重機械安全監控管理系統的過程當中，可有效發揮系統所存在的問題，檢驗人員未能對這些內容進行分析和檢驗。本文分析了常見誤區，提出針對性的處理措施，充分發揮出起重機械安全監控管理系統的作用，減少起重機械運行中的危險問題等。

1 概述起重機械安全監控管理系統

起重機械安全監控管理系統是一種電氣控制系統，并不是一種獨立的產品。起重機械安全監控管理系統主要包括軟件部分和硬件部分。硬件部分包括監測層和控制層以及設備層，如下圖所示。設備層中包含傳感器和編碼器以及限位器等外圍元器件，同時還包括電控信息采集元器件和視頻監控元器件。在實際運行過程中，可以利用監控管理系統采集模擬量和開關量以及視頻信號等。模擬量信號的源頭非常豐富，例如起重量傳感器和位移量傳感器以及起升高度傳感器等都可以產生信號。門限位以及連鎖報警系統等會發出開關信號。而吊鉤和駕駛室等會發出視頻信號。

2 起重機械安全監控管理系統的優化

2.1 改進數據信息系統

機械設備駕駛人員關系到機械設備運行的安全性。而使用單位可以在設備登機部位設置智能型非接觸式門禁監控系統，隨后連接數據信息收集系統，可以控制設備工作人員，同時門禁系統可以讀取人員各方面信息。這樣有利于工作人員主動規范自身操作，避免因為自身原因損傷設備。此外如果設備發生安全事故，使用單位可以利用門禁系統確定相關責任人，及時解決問題。

圖1 系統結構示意圖

2.2 改進視頻信息收集系統

在操作起重機械的過程中，操作人員的操作規范性關系到起重機械的工作質量和安全性。因此需要在駕駛室和主要機構中安裝監控探頭，有利于實時監控工作人員的操作過程，同時可以實時保存信息，避免出現違規操作的情況，同時在發生事故之后，也可以為事故調查和責任認定提供參考。

3 起重機械安全監控管理系統的檢測要點

3.1 檢測距離

在起重機械安全監控管理系統檢測過程中，距離檢測屬于重要的工作內容。通過密切監視升高和降低以及運行的距離，可以實時顯示和有效控制起重機械所吊物體的運行行程。在這一過程中可以利用旋轉編碼器，主要是在電動機和車輪連接的位置安裝旋轉編碼器。然而起重機械大小車輪可能會產生滑移問題，因此增加了檢測設備檢測結果和實際測量距離的誤差。

3.2 水平度

安裝單位需要為起重機械加裝實時監控儀器，負責檢查主導梁和底盤的水平度。通過加裝實時監控儀器，在實際吊裝過程中，保證受力支撐均勻的布置在設備水平面上。通常在履帶起重機械產品中已經安裝了水平儀，無需再重復加裝。但是一些公路架橋機內占地面積比較大，需要頻繁進行移裝，同時大幅度提高了檢測設備水平度儀器的加裝難度。此外因為架橋機中主導梁可能存在傾斜問題，因此需要利用承載面檢測儀器和水平面檢測儀器。安裝數量要超過三處，不僅可以測量主梁傾斜度，同時可以保持在同一水平面中置于兩個主梁，進一步提高起重機械整體水平度。

3.3 支腿垂直度

通過檢測支腿垂直度，避免因為支腿傾斜導致起重機械發生傾覆問題。例如公路架橋機主要包括前后支腿和前后支承，前支腿負責承擔一部分自重，后支腿負責承擔運梁工況的重量，前后支承可以可以滿足各種工況中的荷載需求，如果某個支腿和支撐發生傾斜問題，將會引發安全隱患，因此需要在機械設備每處支腿和支承中安裝支腿垂直度檢測裝置，有效保證受力支腿和支承的垂直度。

3.4 操作指令

可以通過顯示器實時顯示起重機的各種動作指令，起重機操作指令主要包括各機構的方向指令和調速指令等。但是一些安全監控系統采集的信息表少，只是可以顯示各個機構的動作方向，忽視了其他指令信息，因此需要完善起重機械安全監控系統，全面顯示起重機械各種操作指令，準確的跟蹤操作人員的工作方式和工作進展。

3.5 工作循環次數

工作循環指的是起重機械吊起一個物品開始，到吊起另外一個物品為止，通過跟蹤起重機械的循環次數，可以將起重機的使用頻率反映出來，并且結合每次吊裝的荷載，可以確定起重機械使用狀態是否符合工作標準，從而保障起重機械使用的可靠性。因為不同類型的起重機械具有不同的工作循環計算特點，因此可以結合稱重傳感器變化值及工作循環次數。如果稱重裝置檢測值超過了額定起重量5%，以此作為工作循環的起點，當重量降低到5%以下，即可確定結束了工作循環。

4 起重機械安全監控管理系統檢測誤區及處理對策

4.1 監控參數

（1）起重量：工程現場的起升荷載，對顯示器進行分析，明確計量單為t。保留小數后兩位。檢驗時發現系統顯示器內，保留了兩位小數。但由于起重器的限制器，只保留一位小數。在超重限制器，直接對監控系統的重要信息進行讀取。這說明了監控系統顯示器第二位小數，是為了符合規定才加上去的，數據為無效的。因此原有超重量限制器，精度是不足的，需要更換新的起重量限速器，更換之后要保證讀書達到兩位小數。

（2）起升高度和大小車行程：在檢驗過程中發現起重機械的監控系統在監控起升高度和大小車行程參數的過程中，沒有利用卷筒和車輪部位的編碼器。獲取起升高度和大小車行程參數的過程中，通過行程接觸器吸合時間乘以產品合格證的運輸速度，在實際計算過程中沒有考慮計算段和減速段，不符合實際運行距離。因此需要在合適的位置設置編碼器，全面監控起升高度和大小車的行程。

（3）工作循環：檢驗時，要明確某個門式起重機監控系統次工作的循環，不下降、上升運行至接觸器接通后一次后，計數一次的循環數。工作循環是在吊起一個重物，開始到下一個重物為止。利用上述的次數計次方式，未能符合實際，一方面沒有同時監測起重量，另一方面沒有完整的統計整個作業流程。

不同的起重機具有不同的工作特點，在判斷起重量的變化的過程中，可以根據起重量或者力矩超過5%，并且起升高度超過5%，因此定義起吊。

4.2 監控狀態

（1）起升機構的制動狀態。在檢查過程中，發現安裝在龍門起重機上的監控系統在監控起升機構制動器的過程中，沒有在起升機構制動器中安裝檢測開關，而是獲得了抱閘接觸器的信號，因此確定了抱閘的動作。

起升機構制動器能有效保護起重機械。所有監控系統都需要實時監控制動器的動作，通過監控系統的顯示屏可以直觀地顯示不同起升機構制動器的狀態。不能只是根據抱閘接觸器的通斷信號判斷制動器的制動狀態，需要結合制動臂的開合狀態確定制動器的制動狀態。

（2）門聯鎖狀態。起重機械通常有不同的門。例如，對于普通橋式起重機，從登記平臺到起重機有一扇門，從駕駛室到橋梁有一扇門，在兩側的端梁欄桿上有一扇門。檢查中發現以下問題：部分車門未設置聯鎖保護開關。還有一些聯鎖保護開關串聯，因此監控系統顯示屏上只顯示一扇門的狀態。

因此，應在每個門上設置聯鎖保護開關，并在監控系統中獨立顯示每個門的狀態。如果每個聯鎖保護開關串聯，即使門在監控系統中顯示為打開，也無法準確判斷哪個門打開。供電電纜卷筒狀態

在實際檢驗過程中，發現起重機械監控系統只是監控供電電纜卷筒的過緊狀態，但是沒有同時監控卷筒的過松狀態，這是因為安裝單位片面的認為電纜過緊將會拉斷電纜，但是過松的影響比較小。如果開關安裝部位不合理，在電纜過緊或者過松狀態中，無法發揮出保護開關的作用。

處理上述問題，需要結合檢驗規定全面監控電纜卷筒過緊狀態和過松狀態，并且需要合理調整開關安裝位置，同時驗證保護開關邏輯和動作。

4.3 信息采集和存儲

（1）掃描周期。時間系統程序掃描周期是否達到了100ms以上。現場檢驗中要結合歷史數據，如果存儲時間達到了100ms以上，明確不符合的標準。處理這個問題要對存儲周期進行檢查。如果在這個范圍內就可以說是合格的。但超出了這個值則要根據說明書的掃描周期，明確判斷其是否符合了標準。

（2）存儲時間。檢查誤區：做好大數據的檢測，在一個月前儲存的，判斷數據的儲存時間是否與標準相符，并且查看有關視頻，如果是三前的數據則可判斷時間安全需求。

根據有關需求，超出1個月連續工作日的，判斷其是否存在問題：一是1個月內是否每天都記錄了數據，另外是每天所記的數據是不是完整的。如果一臺設備每天的工作時間為8h，在查看歷史數據的過程中，無法保障每天8h的數據存儲都維持完整性。有關規定要求數據在座時間需＞72h，如果一個設備一天工作時間為8h，那么在查看原有視頻時，不利于確保這9天內的完整數據。

4.4 其它配置

（1）設定管理權限。檢查中發現系統界面登錄過程中只能有一個賬號。進入界面后，可以掌握管理員的權限，不符合相關要求。起重機械司機室可以實現檢測、故障分析和狀態顯示的權限，但司機室內的監視器不能用于修改系統參數。電氣房監控器負責監控整個系統，同時還可以 發揮出故障診斷和打印以及存儲等功能。并且可以由業主制定維護人員修改系統參數。總之應該由授權的人員授權賬號之后再管理系統參數。

（2）故障自診斷。檢查人員對相關術語理解不夠，在實際工作中，主要結合顯示界面的顯示內容完成判斷。因此，故障診斷需要利用PLC模塊實現自診斷，同時能夠檢測通信的完整性。如果啟動前手動拔下通訊線路，啟動后進入程序，顯示器將會顯示出報警信息，并且可以發出報警信號。

（3）報警裝置。檢測某一門式起重機，當監控系統報警之后，發現只能在司機室監視器界面發出聲光信號，這樣一來只有司機可以發現報警信號，不利于向危險區域的工作人員發送報警信號。為解決上述問題，需要合理設置現場檢查報警裝置，該裝置能同時向司機和危險區域的人員發出報警信號。在起重機械空載狀態下，可以斷開一個信號通信，從而驗證報警裝置動作的正確性。

5 結語

針對不同的起重機械設備，起重機械設備安全監控管理系統的檢驗配置和要求具有一定的差異性，針對同類設備，不同廠家設計的條款，細節是不一樣的。在檢驗時需要工作人員認真閱讀條款并做好把握，對其安全監護管理系統的檢驗誤區進行分析，工作人員才能更好地判斷現場情況。因此提高起重機械安全監控管理系統檢驗誤區及檢驗水平，降低檢驗過程中的風險性是研究人員的職責，同時提供針對性的建議，保障起重機械運行的安全性更是職責所在。