本文簡單對門式起重機安全監控系統的結構、實際效用和在結構功能背后的技術邏輯為論述點展開大型起重機械安全監控管理系統的討論,以及以潼南航電樞紐工程為工程案例,介紹起重機安全監控系統在雙向門機的實際應用。
國家質檢總局辦公廳與國家安全監管總局辦公廳關于在部分大型起重機械推廣應用安全監控管理系統及繼續深入開展示范試點工作的通知(質檢辦特聯〔2014〕224 號) 規定:自 2014 年 7 月 1 日起,制造和安裝單位應當在新制造的 100 t 及以上通用門式起重機、60 t 及以上船廠門座起重機、60 t 及以上港口門座起重機、315 t·m 及以上普通塔式起重機上依據 GB /T28264 - 2012 進行改造,完成加裝安全監控管理系統的工作。自2015 年 1 月 1 日起,對上述大型起重機械沒有加裝安全監控管理系統的,使用單位不得繼續使用。
門式起重機作為航電樞紐水工部分主要的機械設備,為了提高設備的本質安全與安全管理和控制水平,促進現場操作標準化,實現門式起重機的安全運行,有必要對安全監控管理系統在門式起重機中的正常運用進行探討。
首先起重機安全監控管理系統有明確的文件要求和設備標準。起重機械設計文件中有關安全監控管理系統的內容要符合《起重機械安全監控管理系統》 (GB /T 28264 - 2012)的要求。起重機械的出廠配套件清單中有 GB /T 28264 - 2012 所要求的信號采集單元、信號處理 單元、控制輸出單元、數據存儲單元、信號顯示單元、信息導出接口單元等硬件設施,并核查。現場核實系統管理員的授權,進入系統后,需要有登錄密碼或更高級的身份識別方式。系統管理員在輸入正確的密碼或其它識別方式后能夠順利進入系統。
開機進入系統后,現場核實系統有運行自檢的程序并顯示自檢結果,系統應具有故障自診斷功能。系統自身發生故障影響到正常使用時,能夠立即發出報警信號。
在空載條件下,通過按急?;蛳到y設計的報警信號在現場驗證起重機械的各種報警裝置的動作。系統的報警裝置能向起重機械操作者和處于危險區域的人員發出清晰的聲光報警信號。當發生故障時,系統不但能報警,還應能根據設置要求對設備止停。
現場檢查系統有對外開放的硬件接口。查閱相關說明書中通信協議的內容,其應符合國家現行標準規定的 MODBUS、TCP / IP、串口等對外開放的協議。現場驗證系統通過以太網或 USB 接口能方便地將記錄數據導出。
在司機座位上,斜視 45°可清晰、完整地觀察到整個視頻系統的畫面,畫面上顯示的信息不刺目、不干擾視線,清晰可辨。
門式起重機信息采集源包括:(1) 起重量限制器;(2)起升高度限位器/下降深度限位器;(3)運行行程限位器;(4)聯鎖保護安全裝置;(5)抗風防滑裝置;(5)風速儀裝置;(6)軌道運行機構防撞裝置;(7)超速保護裝置;(8)起升機構制動器。
門式起重機的監控參數:(1)起重量;(2)起升高度/下降深度;(3)運行行程;(4)大車偏斜;(5) 風速;(6)運行機構安全距離;(7)操作指令;(8)工作時間;(9)累計工作時間;(10)每次工作循環。
系統按照其工作循環能連續作業 16 h 或工作循環次數不少于 20 次并能實時記錄。通過調取試驗后的記錄,查看相關的記錄,驗證系統的連續作業能力。
在進行空載試驗時,現場驗證系統具有起重機械作業狀態的實時顯示功能,能以圖形、圖像、圖標和文字的方式顯示起重機械的工作狀態和工作參數。待試驗結束后,調取保存的記錄,驗證起重機械運行狀態及故障信息有實時記錄功能。檢查系統存儲的數據信息或圖像信息應包含數據或圖像的編號,其時間和日期應與試驗的數據一致。查看系統實際程序的掃描周期應不大于 100 ms。
根據設備的使用情況,對于系統工作時間超過 30 d 的起重機械,現場調取之前存儲的文件,查看文件的原始完整性和存儲情況;存儲時間不應少于 30 個連續工作日。對于系統工作時間不超過 30 d 的起重機械,現場查閱存儲的文件,計算一個工作循環的時間內儲存文件的大小,推算出其是否能達到標準中所規定的要求,數據存儲時間不少于 30 個連續工作日,視頻存儲時間不少于72 h。調取試驗過程中存儲的數據,檢查系統存儲的數據信息或圖像信息的日期應按照年/月/日/時/分/秒的格式進行存儲。
首先檢查系統應有獨立的電源,即 UPS 電源或電瓶等裝置?,F場驗證,當起重機械主機電源斷電后系統能持續工作。調取連續作業時間內存儲的數據,起重機械的數據應保存完整。調取連續工作一個工作循環過程中存儲的所有信息,檢查系統存儲的數據信息或圖像信息,其包含數據或圖像的編號、時間和日期應與試驗的數據一致,且能追溯到起重機械的運行狀態及故障報警信息。
潼南航電樞紐工程廠房壩段設有 2 × 630 kN - 14 /48 m 雙向門機,其中安全監控管理系統與起重機控制系統為相互獨立的系統。該工程在雙向門機上使用的安全監控管理系統符合《起重機械安全監控管理系統》(GB /T28264 - 2012)的規定,安全監控內容包括運行參數監控和狀態監控(含視頻監控)。
(1)參數監控包括:起重量、起升高度/下降深度、運行行程、大車運行偏斜、風速、操作指令、工作時間、累計工作時間、每次工作循環。
(2)狀態監控包括:起升機構制動器狀態、抗風防滑狀態,聯鎖保護、供電電源卷筒狀態、視頻系統。其中視頻系統監控包括:大車軌道及周邊環境、機房內起升機構及內部環境等。
安全監控系統具有的功能有:
(1)對采集到的信息進行處理及控制的功能;
(2)對起重機械運行狀態及故障信息進行實時記錄的功能;
(3)對起重機械運行狀態及故障信息進行歷史追溯的功能;
(4)具有故障自診斷功能。開機時有自檢程序,對警報、顯示的功能進行驗證,發現故障影響正常使用時能立即發出警報信號;
(5)系統發生故障時,除發出警報外還具備止停功能。
安全監控系統的主要設備有:
(1)嵌入式工控機:工控模塊 IPC610L;平板電腦 ppc - 3100;主板 EBC - GF81;
(2)PLC 通訊模塊:采用與雙向門機配套的PLC 型號;
(3)監控軟件:已含組態軟件和監控軟件;
(4)工業網絡攝像機:DS-CD3125F-IS 共 6 臺;
(5) 硬盤錄像機:DS-7308N-K2 /8P 共 1 臺,含 2 T 硬盤;
(6)監視器:三星19in(1in = 2.54 cm)。、
該工程雙向門機于2016 年 8 月安裝完成,門機安全監控管理系統運行正常,門機各項功能運行正常,運行參數和狀態監控數據保存完好。
綜合上述內容我們可以得出門式起重機安全監控管理系統是門式起重機運行安全和高效管理所必須的科技賦能設備,使門機運行更加可靠、管理更加規范。