起重机械安全监控管理系统检验误区及处理对策研究

王宝军

（河北省特种设备监督检验研究院廊坊分院，河北 廊坊 065000）

起重机安全监控系统是指对起重机作业过程进行监控、记录和管理的重要操作参数和安全状况。《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》是国发[2010]23号文件；2010年9月21日，《关于进一步加强特种设备安全工作的若干意见》特别提到了“大型起重机必须安装安全监控系统”。《起重机械定期检验规则》《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》等2016年颁布，对需要安装安全监控系统的设备和检验项目进行了进一步的规定，并提出了必须严格按照规定和规范安装安全监控管理系统。

近几年，随着科学技术的发展和发展，起重机的技术和辅助设备水平得到了明显的提高，安全监控和管理体系日趋完善。对各种起重机的安全监控与管理系统进行了检验，发现在数据收集和状态监控等方面仍然有很多问题。这要求检验人员在检验中能及时发现错误，并对其进行确认，从而有效地保障起重机的使用安全。

1 起重机械安全监控管理系统概述及其作用分析

从根本上说，起重机安全监控与管理系统属于电力控制系统。该系统主要包括输入、处理、输出、储存等主要环节，对吊装设备的工作过程进行监控、控制，并对关键信息进行记录和管理。它不是一个单独的产品，它是一个与起重机设备相关的控制系统。安全监控与管理系统分为软硬件两大块。在软件方面，系统软件包括系统软件、支撑软件、应用软件等。从硬件方面来说，它包含监控仪、PLC、外围元件、电子控制信息采集元件、视频监控元件等。只有在软件和硬件相结合的情况下，才能实现安全监控与管理。起重机安全监控与管理系统是起重机安全防护设备中的一种，它的工作特点是安全保护、实时显示、危险预警。在实际使用中，起重设备的安全监控与管理系统能够实时监控各种作业参数，包括起重、起重力矩、振幅、速度、高度、倾斜度、风速等15项指标，对上述工作参数进行实时监控，能够有效地防止起重设备在使用中出现故障和风险。该系统还对起重机7个方面的工作状况进行了实时监控，并对系统的综合误差、存储要求、实时性等进行了监控。安全监控与管理体系的支持，使起重机使用更加高效、安全、稳定。

2 起重机械安全监控管理系统检验误区分析及处理

2.1 监控参数检验问题及处理

从目前的门式起重机使用情况来看，尽管目前已有多种系统投入使用，但在数据收集上还有很大的发展空间。因此，必须及时、准确地收集有关资料，并采取相应的对策。因此，在实际运行中，必须重视信息收集技术的不断更新，采用智能故障诊断的思想，对特殊的运行状态监控技术和方法进行研究，从而为提高铁路运输场门式起重机的安全监控管理系统提供技术支持。在安全监控管理系统的检验中，监控参数的检验是非常关键的一项工作，其中包括起重、提升高度、大小车行程、工作循环等。首先，在重量参数检验时，要检验在屏幕上显示的起重单元是“t”还是小数点后的两个位数。现场提升负荷，负荷极限显示与监控系统的显示相符。经常会有两个小数点的数字显示在监视器上，而在起重限制显示屏上，显示的数字是一个十进制数字，如果起重限制装置的精确度不够，那么就可以进行替换。其次，在提升高度和大小车的冲程检验中存在的问题，例如，在卷筒、车轮等处没有安装编码器，而是根据操作过程中的接触器的吸力时间乘以运转速度获得参数。这样做会造成计算结果与实际操作距离的偏差。为了保证升高度和大小车行程两个指标与实际的行驶距离一致，必须在适当的位置安装编码器。

2.2 监控状态检验问题及处理

监控状态检验是安全监控管理系统中的一项重要工作，它主要包括检验电梯制动状态、门联锁状态和供电电缆卷轴状态。而在上述的检验工作中，往往会产生各种各样的错误。首先，在检验起重装置的刹车状况时，会发现在操纵抱闸器上有一个信号来监控抱闸的动作，这是一种不科学、标准化的状态监控，不能很好地了解起重机的运行状况。在这种状况下，检验员必须对刹车的运行状况进行实时监控，以确保监控系统显示的全部刹车状况。其次，在门锁状态检验中，存在一些未安装联锁保护开关、连锁保护开关串联等问题，会对门锁的运行状况产生影响。针对这种误解，可以采用门联锁保护开关，各门状态在监控系统中单独显示。最后，在对电力线缆进行检验时，经常会发生过紧工作状态的现象，这是由于电缆敷设不当造成的。在解决这种误解的过程中，需要检验员根据检验的要求调节保护开关的安装位置，并对保护开关的逻辑和动作进行验证。

2.3 信息采集和储存检验问题及处理

在安全监控与管理系统中，数据的收集与存储是非常关键的，为了使其更好地发挥其作用，必须加强对数据的检验。数据收集与储存检验主要是检验扫描周期、储存时间。首先，在扫描周期检验中，往往存在历史数据和历史数据存储间隔过长的问题，从而导致了不符合要求。在解决这个误解时，要根据系统说明书中的规定，对实际的扫描周期进行判定。其次，在存储时间检验方面，往往会出现数据存储时间的偏差，检规要求吊车在系统运行30天后，在现场查阅档案，检验档案的完整性和存档；储存的持续时间至少为30天。要解决这个误解，首先，要根据30天以前有没有数据，然后，再进一步检验30天内有没有数据，就能更精确地判定数据存储时间是否满足规定。

2.4 报警装置检验问题及处理

报警装置是指在发生紧急事故时，对操作人员和工作人员发出的声光报警信号。一般的起重设备都装有报警设备，能发出声光报警。但是，在无负载状态下，在模拟起重机监控系统监控项目出现故障时，无法发出声、光报警信号，无法按照要求停止起重机。产生此问题的原因在于报警设备的设定不合理，当监控项目发生故障时，可将警报信号传递给操作人员及处于危险区的人员，而无法根据设定的设定要求停止。

2.5 PLC通信功能

PLC通信模块主要完成对PLC内部的寄存器的读取和写入，完成对PLC的控制与数据的采集。为了支持多种PLC协议，在软件的基础上，设计了支持CAN、RS232、Modbus、TCP等多种协议，并通过修改配置文件来进行协议的转换，从而增强了系统的自适应性。PLC通信模块的程序设计，在初始化时，从组态表中读出协议组态选项，并初始化对应的硬件界面。与PLC装置相连后，通过循环读取PLC的寄存器，获得各机械的运行速度、行程、负载等信息，并将它们存储在 CraneStateData中；同时，如果从DeviceMoveData的数据区域中，从路径规划模块中读出移动序列，根据通讯协议，将该控制信息写入PLC的内部寄存器，实现对该装置的控制。

图1 起重机械演示装置及其安全监控管理系统

2.6 集成金属结构在线健康监控系统

从目前的起重机安全监控技术的发展趋势来看，在门吊的安全监控系统中嵌入在线健康监控是提高门吊安全监控的重要环节。在实际使用中，应着重于实际的振动传感器和应力应变计，把它们装在门吊的重要部位，以达到实时捕捉各种结构振动和应力应变的目的，同时，实时评估、分析和保存数据，并根据分析的结果，确定是否要发出预警，以便做出相应的反应。

3 监控状态

3.1 起升机构的制动状态

经常检验发现，用桥门式起重机安装的监控系统不能通过在吊车上安装一个检验开关来监控吊车的运行状况，而是通过从控制抱闸器上采集信号来监控抱闸的运行状况。起重机制动是起重机的一种重要的安全保护设备，它的运行状况由各个监控系统实时监控，显示器上应该清楚地显示出每台起重机的开闭情况。刹车状态应该与刹车臂的开启或关闭相适应，而不能完全依靠抱闸开关信号。

3.2 门联锁状态

起重设备一般具有多个门，如一门通用桥式吊车，从登机台进入吊车设置一个门，驾驶室到桥架门，在两端的横梁扶手上设置一个门，检验时发现以下问题：（1）不是所有门都设置联锁保护开关；（2）所有的联锁保护开关都是串联的，在监视系统的显示屏上，仅有一个门关的状态。各门必须安装门联锁防护开关，并在监视系统中单独地显示各门的状况。如果每个联锁保护开关都是串联的，那么，即使监视系统显示门没有关上，但无法判断哪个门或哪些门未关闭。

3.3 供电电缆卷筒状态

检验时发现，门式起重机监控系统对电力线轴的运行状况单边监控了过紧状态，但没有同时监控过松弛状况。施工单位认为，线缆太紧会引起拉线断裂，对线缆的松弛作用不大。线缆太紧或太松，保护开关的线路是合理的，但是，开关的安装位置不对，当电线太紧或太松时，保护开关会不能正常工作。解决办法：对电力线缆的工作状况进行监控，根据检规的规定，对线缆的工作状况进行监控。正确地调节保护开关的安装位置，保证了保护开关的逻辑和动作。

4 起重机械安全监控管理系统的检验要点

4.1 距离检测

距离测量是起重机械安全监测与管理系统中的一个关键环节，它要密切监视起重设备的升降高度、下降深度以及起重机大车运行、小车运行等运行轨迹的实时显示和有效的控制。一般用于探测距离的传感器是一个转动的编码器，它的安装区域经常与电机和轮子连接。但是，由于起重机的尺寸和轮子可能会发生与操作轨道的相对滑动，导致探测装置探测到的距离与实际测量工作得到的距离有较大的偏差。

4.2 水平度

履带起重机、架桥机等设备必须配备有底盘和主梁水平度检测装置，以保证在吊装时，整体支撑在水平面上。另外，由于架桥机的两个主梁均有一边主梁倾斜，两条主梁不在一个水平线上，故架桥机主承力面的检测设备至少有3个，既要对各主梁进行倾角测量，还要对2个主梁在同一水平线上进行横向检测。

4.3 支腿垂直度

检查支架的垂直度，以防止支架倾斜并导致所有设备倾覆。公路桥梁的常见形式有前桥、后桥和前桥。前支腿承受机桥通过孔时的主要荷载，后支腿支撑腿主要承受梁工况下的部分重量。前后支腿基本满足运输梁的载荷、梁的状态和通孔的方式。任何支腿和支架都会倾斜，这可能会造成安全风险，因此，机器的每个支脚和支墩都必须安装垂直装置，以检查支脚和支撑墩的垂直度，确保每个支脚与支撑墩的垂直度。

4.4 操作指令

按照有关规定，起重机司机发出的任何命令，都要在设备上显示、保存和播放。设备动作指示包括各个部件的动作、方向和速度，以及选择的吊装方法。然而，在实际工作中，一些安全监测系统的相关信息并不丰富，只能将各部件的动作和方向显示出来，却没有显示出驾驶员在不同的动作中的速度、吊装方式的选择，这就导致了司机无法及时掌握当前的设备的工作状况，也不知道自己选择的操作方式和操作特点，从而影响后续的工作。因此，安装监控操作指令是提升起重机安全监测管理体系的一个非常关键的环节。

4.5 工作循环次数

通过对起重机工作周期的分析，可以及时地得到当前起重机的使用频率。并在此基础上，将每一轮吊装的总载荷都纳入计算中，以确定该起重机的使用状况是否符合施工规范，从而确保起重机的使用寿命、性能的稳定性和总体的可靠性。不同的吊装设备，不同的作业周期计算方法也不同。所以，监测人员应根据测量装置的数据变化来决定整个装置的运行周期。如果称重装置的测量值不小于原有起重机械的5%，那么，它就是单次作业周期的起始点。如果称重装置的重量不超过原来的5%，那么，这个单周期作业就可以被视为完成。此外，安全监测管理系统要满足对已完成工作周期的全部累加、记录和存储的要求。

5 结语

综上所述，安全监控与管理是保障起重机械安全、稳定、高效运行的关键环节，如何使安全监控管理系统的功能和价值得以充分发挥，对安全监控管理系统进行检验是非常重要和必要的。安全监控与管理系统技术含量高、体系结构复杂，要求检验人员根据专业知识、专业技术和丰富的经验，对检验中出现的问题进行分析、探讨，确保检验的质量。确保安全监控管理体系的检验质量，能够更好地提高起重机的安全性能。