起重機械安全監控管理系統檢驗誤區及處理對策研究

王寶軍

（河北省特種設備監督檢驗研究院廊坊分院，河北 廊坊 065000）

起重機安全監控系統是指對起重機作業過程進行監控、記錄和管理的重要操作參數和安全狀況。《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》是國發[2010]23號文件；2010年9月21日，《關于進一步加強特種設備安全工作的若干意見》特別提到了“大型起重機必須安裝安全監控系統”。《起重機械定期檢驗規則》《起重機械安裝改造重大修理監督檢驗規則》等2016年頒布，對需要安裝安全監控系統的設備和檢驗項目進行了進一步的規定，并提出了必須嚴格按照規定和規范安裝安全監控管理系統。

近幾年，隨著科學技術的發展和發展，起重機的技術和輔助設備水平得到了明顯的提高，安全監控和管理體系日趨完善。對各種起重機的安全監控與管理系統進行了檢驗，發現在數據收集和狀態監控等方面仍然有很多問題。這要求檢驗人員在檢驗中能及時發現錯誤，并對其進行確認，從而有效地保障起重機的使用安全。

1 起重機械安全監控管理系統概述及其作用分析

從根本上說，起重機安全監控與管理系統屬于電力控制系統。該系統主要包括輸入、處理、輸出、儲存等主要環節，對吊裝設備的工作過程進行監控、控制，并對關鍵信息進行記錄和管理。它不是一個單獨的產品，它是一個與起重機設備相關的控制系統。安全監控與管理系統分為軟硬件兩大塊。在軟件方面，系統軟件包括系統軟件、支撐軟件、應用軟件等。從硬件方面來說，它包含監控儀、PLC、外圍元件、電子控制信息采集元件、視頻監控元件等。只有在軟件和硬件相結合的情況下，才能實現安全監控與管理。起重機安全監控與管理系統是起重機安全防護設備中的一種，它的工作特點是安全保護、實時顯示、危險預警。在實際使用中，起重設備的安全監控與管理系統能夠實時監控各種作業參數，包括起重、起重力矩、振幅、速度、高度、傾斜度、風速等15項指標，對上述工作參數進行實時監控，能夠有效地防止起重設備在使用中出現故障和風險。該系統還對起重機7個方面的工作狀況進行了實時監控，并對系統的綜合誤差、存儲要求、實時性等進行了監控。安全監控與管理體系的支持，使起重機使用更加高效、安全、穩定。

2 起重機械安全監控管理系統檢驗誤區分析及處理

2.1 監控參數檢驗問題及處理

從目前的門式起重機使用情況來看，盡管目前已有多種系統投入使用，但在數據收集上還有很大的發展空間。因此，必須及時、準確地收集有關資料，并采取相應的對策。因此，在實際運行中，必須重視信息收集技術的不斷更新，采用智能故障診斷的思想，對特殊的運行狀態監控技術和方法進行研究，從而為提高鐵路運輸場門式起重機的安全監控管理系統提供技術支持。在安全監控管理系統的檢驗中，監控參數的檢驗是非常關鍵的一項工作，其中包括起重、提升高度、大小車行程、工作循環等。首先，在重量參數檢驗時，要檢驗在屏幕上顯示的起重單元是“t”還是小數點后的兩個位數。現場提升負荷，負荷極限顯示與監控系統的顯示相符。經常會有兩個小數點的數字顯示在監視器上，而在起重限制顯示屏上，顯示的數字是一個十進制數字，如果起重限制裝置的精確度不夠，那么就可以進行替換。其次，在提升高度和大小車的沖程檢驗中存在的問題，例如，在卷筒、車輪等處沒有安裝編碼器，而是根據操作過程中的接觸器的吸力時間乘以運轉速度獲得參數。這樣做會造成計算結果與實際操作距離的偏差。為了保證升高度和大小車行程兩個指標與實際的行駛距離一致，必須在適當的位置安裝編碼器。

2.2 監控狀態檢驗問題及處理

監控狀態檢驗是安全監控管理系統中的一項重要工作，它主要包括檢驗電梯制動狀態、門聯鎖狀態和供電電纜卷軸狀態。而在上述的檢驗工作中，往往會產生各種各樣的錯誤。首先，在檢驗起重裝置的剎車狀況時，會發現在操縱抱閘器上有一個信號來監控抱閘的動作，這是一種不科學、標準化的狀態監控，不能很好地了解起重機的運行狀況。在這種狀況下，檢驗員必須對剎車的運行狀況進行實時監控，以確保監控系統顯示的全部剎車狀況。其次，在門鎖狀態檢驗中，存在一些未安裝聯鎖保護開關、連鎖保護開關串聯等問題，會對門鎖的運行狀況產生影響。針對這種誤解，可以采用門聯鎖保護開關，各門狀態在監控系統中單獨顯示。最后，在對電力線纜進行檢驗時，經常會發生過緊工作狀態的現象，這是由于電纜敷設不當造成的。在解決這種誤解的過程中，需要檢驗員根據檢驗的要求調節保護開關的安裝位置，并對保護開關的邏輯和動作進行驗證。

2.3 信息采集和儲存檢驗問題及處理

在安全監控與管理系統中，數據的收集與存儲是非常關鍵的，為了使其更好地發揮其作用，必須加強對數據的檢驗。數據收集與儲存檢驗主要是檢驗掃描周期、儲存時間。首先，在掃描周期檢驗中，往往存在歷史數據和歷史數據存儲間隔過長的問題，從而導致了不符合要求。在解決這個誤解時，要根據系統說明書中的規定，對實際的掃描周期進行判定。其次，在存儲時間檢驗方面，往往會出現數據存儲時間的偏差，檢規要求吊車在系統運行30天后，在現場查閱檔案，檢驗檔案的完整性和存檔；儲存的持續時間至少為30天。要解決這個誤解，首先，要根據30天以前有沒有數據，然后，再進一步檢驗30天內有沒有數據，就能更精確地判定數據存儲時間是否滿足規定。

2.4 報警裝置檢驗問題及處理

報警裝置是指在發生緊急事故時，對操作人員和工作人員發出的聲光報警信號。一般的起重設備都裝有報警設備，能發出聲光報警。但是，在無負載狀態下，在模擬起重機監控系統監控項目出現故障時，無法發出聲、光報警信號，無法按照要求停止起重機。產生此問題的原因在于報警設備的設定不合理，當監控項目發生故障時，可將警報信號傳遞給操作人員及處于危險區的人員，而無法根據設定的設定要求停止。

2.5 PLC通信功能

PLC通信模塊主要完成對PLC內部的寄存器的讀取和寫入，完成對PLC的控制與數據的采集。為了支持多種PLC協議，在軟件的基礎上，設計了支持CAN、RS232、Modbus、TCP等多種協議，并通過修改配置文件來進行協議的轉換，從而增強了系統的自適應性。PLC通信模塊的程序設計，在初始化時，從組態表中讀出協議組態選項，并初始化對應的硬件界面。與PLC裝置相連后，通過循環讀取PLC的寄存器，獲得各機械的運行速度、行程、負載等信息，并將它們存儲在 CraneStateData中；同時，如果從DeviceMoveData的數據區域中，從路徑規劃模塊中讀出移動序列，根據通訊協議，將該控制信息寫入PLC的內部寄存器，實現對該裝置的控制。

圖1 起重機械演示裝置及其安全監控管理系統

2.6 集成金屬結構在線健康監控系統

從目前的起重機安全監控技術的發展趨勢來看，在門吊的安全監控系統中嵌入在線健康監控是提高門吊安全監控的重要環節。在實際使用中，應著重于實際的振動傳感器和應力應變計，把它們裝在門吊的重要部位，以達到實時捕捉各種結構振動和應力應變的目的，同時，實時評估、分析和保存數據，并根據分析的結果，確定是否要發出預警，以便做出相應的反應。

3 監控狀態

3.1 起升機構的制動狀態

經常檢驗發現，用橋門式起重機安裝的監控系統不能通過在吊車上安裝一個檢驗開關來監控吊車的運行狀況，而是通過從控制抱閘器上采集信號來監控抱閘的運行狀況。起重機制動是起重機的一種重要的安全保護設備，它的運行狀況由各個監控系統實時監控，顯示器上應該清楚地顯示出每臺起重機的開閉情況。剎車狀態應該與剎車臂的開啟或關閉相適應，而不能完全依靠抱閘開關信號。

3.2 門聯鎖狀態

起重設備一般具有多個門，如一門通用橋式吊車，從登機臺進入吊車設置一個門，駕駛室到橋架門，在兩端的橫梁扶手上設置一個門，檢驗時發現以下問題：（1）不是所有門都設置聯鎖保護開關；（2）所有的聯鎖保護開關都是串聯的，在監視系統的顯示屏上，僅有一個門關的狀態。各門必須安裝門聯鎖防護開關，并在監視系統中單獨地顯示各門的狀況。如果每個聯鎖保護開關都是串聯的，那么，即使監視系統顯示門沒有關上，但無法判斷哪個門或哪些門未關閉。

3.3 供電電纜卷筒狀態

檢驗時發現，門式起重機監控系統對電力線軸的運行狀況單邊監控了過緊狀態，但沒有同時監控過松弛狀況。施工單位認為，線纜太緊會引起拉線斷裂，對線纜的松弛作用不大。線纜太緊或太松，保護開關的線路是合理的，但是，開關的安裝位置不對，當電線太緊或太松時，保護開關會不能正常工作。解決辦法：對電力線纜的工作狀況進行監控，根據檢規的規定，對線纜的工作狀況進行監控。正確地調節保護開關的安裝位置，保證了保護開關的邏輯和動作。

4 起重機械安全監控管理系統的檢驗要點

4.1 距離檢測

距離測量是起重機械安全監測與管理系統中的一個關鍵環節，它要密切監視起重設備的升降高度、下降深度以及起重機大車運行、小車運行等運行軌跡的實時顯示和有效的控制。一般用于探測距離的傳感器是一個轉動的編碼器，它的安裝區域經常與電機和輪子連接。但是，由于起重機的尺寸和輪子可能會發生與操作軌道的相對滑動，導致探測裝置探測到的距離與實際測量工作得到的距離有較大的偏差。

4.2 水平度

履帶起重機、架橋機等設備必須配備有底盤和主梁水平度檢測裝置，以保證在吊裝時，整體支撐在水平面上。另外，由于架橋機的兩個主梁均有一邊主梁傾斜，兩條主梁不在一個水平線上，故架橋機主承力面的檢測設備至少有3個，既要對各主梁進行傾角測量，還要對2個主梁在同一水平線上進行橫向檢測。

4.3 支腿垂直度

檢查支架的垂直度，以防止支架傾斜并導致所有設備傾覆。公路橋梁的常見形式有前橋、后橋和前橋。前支腿承受機橋通過孔時的主要荷載，后支腿支撐腿主要承受梁工況下的部分重量。前后支腿基本滿足運輸梁的載荷、梁的狀態和通孔的方式。任何支腿和支架都會傾斜，這可能會造成安全風險，因此，機器的每個支腳和支墩都必須安裝垂直裝置，以檢查支腳和支撐墩的垂直度，確保每個支腳與支撐墩的垂直度。

4.4 操作指令

按照有關規定，起重機司機發出的任何命令，都要在設備上顯示、保存和播放。設備動作指示包括各個部件的動作、方向和速度，以及選擇的吊裝方法。然而，在實際工作中，一些安全監測系統的相關信息并不豐富，只能將各部件的動作和方向顯示出來，卻沒有顯示出駕駛員在不同的動作中的速度、吊裝方式的選擇，這就導致了司機無法及時掌握當前的設備的工作狀況，也不知道自己選擇的操作方式和操作特點，從而影響后續的工作。因此，安裝監控操作指令是提升起重機安全監測管理體系的一個非常關鍵的環節。

4.5 工作循環次數

通過對起重機工作周期的分析，可以及時地得到當前起重機的使用頻率。并在此基礎上，將每一輪吊裝的總載荷都納入計算中，以確定該起重機的使用狀況是否符合施工規范，從而確保起重機的使用壽命、性能的穩定性和總體的可靠性。不同的吊裝設備，不同的作業周期計算方法也不同。所以，監測人員應根據測量裝置的數據變化來決定整個裝置的運行周期。如果稱重裝置的測量值不小于原有起重機械的5%，那么，它就是單次作業周期的起始點。如果稱重裝置的重量不超過原來的5%，那么，這個單周期作業就可以被視為完成。此外，安全監測管理系統要滿足對已完成工作周期的全部累加、記錄和存儲的要求。

5 結語

綜上所述，安全監控與管理是保障起重機械安全、穩定、高效運行的關鍵環節，如何使安全監控管理系統的功能和價值得以充分發揮，對安全監控管理系統進行檢驗是非常重要和必要的。安全監控與管理系統技術含量高、體系結構復雜，要求檢驗人員根據專業知識、專業技術和豐富的經驗，對檢驗中出現的問題進行分析、探討，確保檢驗的質量。確保安全監控管理體系的檢驗質量，能夠更好地提高起重機的安全性能。