安全监控管理系统在门式起重机中推广探讨*

高金花

(上海铁路局杭州职工培训基地，浙江 杭州 310008)

安全监控管理系统在门式起重机中推广探讨*

高金花

(上海铁路局杭州职工培训基地，浙江 杭州 310008)

分析安全监控管理系统设置对门式起重机安全运行的必要性，对门式起重机安全监控系统的相关技术进行研讨。实现了起重机运行过程安全状态的实时监控，提高了设备的本质安全，有效预防和抑制事故的发生。

门式起重机；安全监控管理系统；本质安全；推广

0 引 言

门式起重机广泛用于露天作业，作业环境恶劣，作业过程载荷复杂，加上部分操作人员素质低下，导致门式起重机脱轨倾覆事故时有发生。根据最近几年国家质检总局统计的事故数字来看，起重机械的事故发生率和发生事故导致人员伤亡的绝对数字一直高居八大类特种设备之首。

根据《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》和《国务院办公厅印发贯彻落实〈国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知〉 重点工作分工方案的通知》的要求，国家质检总局与国家安全监管总局联合制定了《大型起重机械安装安全监控管理系统实施方案》，建立部门联动机制，对大型起重机械安装安全监控管理系统工作进行有序规划，强制执行。其中200 t及以上通用门式起重机，320 t及以上造船门式起重机位于其中，有效抑制以上机型的门式起重机事故忧。

为了提高设备的本质安全，提高安全管理和控制，促进现场操作标准化，实现门式起重机的安全运行，有必要对安全监控管理系统在门式起重机中全面推广及正常使用进行探讨。

1 安装安全监控管理系统的必要性分析

1.1 事故案例分析

2012年7月3日下午，南京地区某储运公司租用的铁路货场内一台门吊在突遇断电司机用铁鞋固定后，10 min后在风雨中倾覆，并导致1人死亡。该事故门吊型号规格：MG16/10-32A5，其额定起重量16/10t。

2013年8月9日下午5时30分威海俚岛镇北部某造船厂遭遇一阵风袭击，厂区内的8台龙门吊和1台塔吊不同程度受损，1台自重440 t的龙门吊被吹离了轨道。

门式起重机倾覆事故不仅仅发生在200 t及以上的门式起重机，而是存在于不同吨位不同行业的门式起重机。必须采取有效措施控制设备运行过程的危险因素和安全隐患，预防和减少起重机安全生产事故发生。据统计，安装安全监控管理系统后，大小事故的发生次数降低30%以上，大幅度地减少了人身和财产损失[1]。

1.2 设备安全隐患排查结果分析

以下是某物流基地特种设备安全专项检查情况，特种设备检查问题整改情况一览表中有关现场设备叙述原文如下：30 t/10 t门机1#3#台车、主钩减速器漏油严重；4#台车工作制动器、防风制动器液压推力器推杆犯卡；主副钩卷扬安全圈不足，主副钩无防脱装置；小车拖线电缆老化龟裂；两机间大车限位失效；大小车防碰橡皮头应刷安全色；小车台面栏杆门应锁定。20 t /10 t门机两机间大车限位失效，本机无大车限位撞杆；主副钩定滑轮无安全防护罩；主钩超载显示装置失效；司机室电压表失效；主副钩无防脱装置；大小车防碰橡皮头应刷安全色。

从以上不难看出使用过程中设备存在的问题都是事故隐患。海因里希法则告诉我们:要防止重大事故的发生要重视事故的苗头和未遂事故，否则终会酿成事故[2]。安全监控系统通过监控作业过程中的相关的数据显示相关零部件的情况，并适时发出违规报警信号，防止门式起重机在危险的状态下作业，消除物的危险状态，提高设备的本质安全。

1.3 设备的维护和维修分析

门吊的常见故障发生在控制电器件和相连接的电线，当发生故障时,门吊维修人员常会化很多时间检查才能发现故障的位置，有了安全监控管理系统的故障自诊断功能，维修大大方便了。

安全监控管理系统提供的完整的数据显示从根本上改变了操作人员的工作方式，通过读取显示数据就能事先知道所吊的货物是否在额度起重量内，工作位置有没有超限，操作人员可以有预见的事先处理。不必等到安全装置动作后才停止危险动作，有利于设备的维护。

1.4 安全管理分析

当管理者不在现场,司机作业过程是管理者没有办法监控的，也就是说，管理者不能在任何时刻约束司机的违章操作。有不少起重现场为了争取效益的最大化，断开起重量限制器强行超载起吊，有的歪拉斜吊，有的用限位器当停车手段，这些违规操作行为造成了很大的安全隐患，从而影响起重机的正常运行。安装安全监控管理系统通过定期读取记录数据对频繁危险作业的人员进行安全教育，可起到防微杜渐的作用，在一定程度预防人的不安全行为可能导致事故发生。

同时安全监控管理系统能收集较全的信息并对设备的使用过程进行不间断的监管，同时给各级管理部门和监管部门提供管理平台,有利全方位的监管和控制。

2 安全监控管理系统的基本原理和技术

2.1 安全监控管理系统的基本原理

门式起重机安全监控管理系统是起重机械电气控制系统的一部分，由硬件和软件组成。图1为工作原理框图。信息采集单元采集相应的信息源；信号处理单元通过带逻辑控制及运算功能的装置对采集的信息源进行处理；控制输出单元是信息处理后通过该输出单元输出控制信号和应有的报警信号等；信息存储单元实时存储所需采集的信息，以备查用，一旦事故发生，可以进行事故追溯分析；信息显示单元向司机和管理人员显示起重机械的工作状态和各类参数；信息导出接口单元用来传输信息。远程传输单元主要用于起重机械的信息化平台的构建，方便故障分析和日常监管，远程平台既可以从信息处理单元读取数据，也可以向信息处理单元写入数据[3]。

2.2 安全监控管理系统的相关技术

门式起重机安全监控管理系统是指对门式起重机工作过程进行监控，能够对重要运行参数和安全状态进行记录并管理的系统[4]。系统实时记录的运行参数、操作记录当满足故障条件和设置预警值时，系统及时提醒和记录各种事件信息，为起重机的操作人员和维护人员提供实时、详尽的历史数据和分析报表。安全监控管理系统是综合应用现代传感技术、嵌入式技术、远程通讯技术的高科技智能产品。

2.2.1 系统安装内容

(1) 系统信息采集源包括：起重量限制器；起升高度限位器；风速仪装置；同一或不同一轨道运行机构防碰撞装置；超速保护装置；起升机构制动器。

(2) 监控参数包括：起重量；起升高度；起升、小车运行、大车运行等运行行程；风速；大车运行偏斜；水平度；同一或不同一轨道运行机构安全距离；支腿垂直度；操作指令；工作时间；累计工作时间；每次工作循环。

(3) 监控状态包括：起升机构的制动状态；抗风防滑状态；联锁保护(门限位和机构之间的运行联锁)；工况设置状态；供电电缆卷筒状态；视频系统。以上监控状态至少需观察到吊点。

图1 工作原理框图

2.2.2 系统功能

(1) 系统具有信息实时监控功能。通过对门式起重机的起升机构、大车走行机构、小车走行机构等各系统的电压、电流、速度、负荷等参数及控制各点的检测，系统实现对起重机各机构运行状态的实时监控，将各主要机构的运行状态以图形方式显示出来。起重机作业、各机构状态、各制动器的状态清晰监控。

(2) 系统有故障报警记录。系统准确、及时地将设备发生的故障、故障原因、报警提示、按时间顺序排列显示在其列表中，并进行及时更新、记录。报警故障内容包括：实时报警故障、报警故障信息显示(包括故障时相关参数的实时值记录)，历史记录查询。系统能够自动统计，还可以对一定时间内连续发生同样的故障进行记录提醒，以便维护人员对故障进行分析解决。设备管理人员在办公室终端上也能了解设备的情况，分析设备的问题。

(3) 系统有安全事件分析记录功能。系统能准确记录并存储发生故障前后一段时间安全装置的状态和电流、电压、电机转速等相关参数，据此分析判断哪些参数是正常的，哪些是非正常的，出现安全事件后，以记录为依据，判断是违规操作还是设备自身故障的原因，为事故原因分析提供第一手资料。

(4) 系统具有运行管理的功能。系统自动记录设备的作业情况，并能够对作业量进行统计、查询。可以进行工班统计和设备的运行统计，作为制定维修保养计划的依据，实现量化管理。同时结合录入编制的维修保养周期表，系统还会给出各部件的相应维保提示和警告。

(5) 系统通过授权进行系列参数的设置。限位保护、大车、小车、起升机构的基准位置、设备性能参数、报警与停机的参数的设置只有相关的授权人才能进行设置更改。

(6) 系统实现统计、打印运行报告。系统能提供作业情况、运行统计、故障报表、操作报告、重复性故障率、设备作业率、维修记录等相关数据。

2.2.3 安全使用技术

安装了安全监控管理系统，还得在应用中有相关完善的安全管理支持才能正常运行并发挥作用。主要应注意以下方面：采购的系统必须符合相关的技术要求、符合有关的强制性规定和设计、制造要求并附相关的文件；充实安全监控专业技术人员，定人定岗管理安全监控管理系统，保证该系统有效可靠；加强安全技术培训，使使用人员会使用会辨别会合理处理；完善门式起重机安全监控管理系统使用过程的监管工作，确保系统在线；各方责任主体应派专人负责安全监控系统信息的维护和处理，掌握运行时的实时信息，及时处理各类报警信息，确保安全运行；建立相关的符合技术规范要求的的安全技术档案；使用单位应按规定使用、维护安全监控管理系统并处于良好工作状态；设备在运行过程中，监控设备、软件、线路等发生故障，应及时与安装单位联系维修，不得擅自处理。

3 应 用

3.1 在某造船厂船用300 t龙门吊的改造

(1) 16路六种信号的采集如下。

重量4路信号采集：经现场检查，原4个传感器仍正常，直接采用作为300 t吊车主副钩的重量信号采集传感器。

高度4路信号采集：主副现有的4台高度限制器未带电位器，改成具有机械高度限制，又可保证系统即时显示高度信息的高度限制器。

风速1路信号采集：该龙门吊没有安装风速传感器，需新装风速传感器，将传感器安装在龙门吊司机操作室上面的最顶端。

防碰撞2路信号采集：该吊机没有安装防碰撞传感器，现重新安装激光红外线防碰撞传感器，在对应前后相邻的300 t龙门吊的主梁上同标高处安装传感器进行检测，报警距离根据现场定。

抗风防滑2路信号采集：该龙门吊已有抗风防滑的夹轨器装置，采集该电信号作为开关信号即可。

安全门1路信号采集：该龙门吊安全门已有自锁开关，采集该电信号即可。

设置对主要吊装场地的对应视频：吊车上可设置2个摄像镜头，作为特殊情况下回放当时现场情景用。

(2) 信号显示：将采集的信号集成到7寸液晶屏上显示，根据现场，可以加设专门的显示屏。

(3) 信号控制：当相应的参数报警时，对应的继电器由常闭转为常开状态，此时起到控制作用。

(4) 数据存储：在SD卡中记录相应的信息，包括信号参数、30个工作日的时间、吊装频次等。

(5) 数据读取及导出：通过SD卡读取并可打印相关数据，记录下载的数据；数据储存满后提示起重机操作者进行数据备份。

(6) 远程监控及实时控制：龙门吊的主要数据可以通过无线网络或互联网传输，在管理者的电脑上可进行监控，通过授权在软件上实时查看、控制、管理。

3.2 安全监控管理系统的应用

安全监控管理系统不仅能用在新制造的门式起重机上，而且能对旧设备进行改造，如以上船用300吨门吊安全监控管理系统为旧设备的改造。安全监控管理系统能广泛推广应用于门式起重机，实现用科技的手段提升设备的安全，强化安全管理。

4 前景展望

国外安全监控管理系统发展较早，至2001 年欧洲、美国所有的塔机全部安装了此系统，并且列入了技术法规。对于遏制重大事故，减少一般事故，起到了关键作用，迅速改变了频繁发生事故的被动局面，实现了事先预防事故，使事故率下降了88%。我国在2012年试点取得初步成果的基础上，2013年安全监控管理系统在造船门式起重机和架桥机推广应用。可以预测，在门式起重机全面安装安全监控管理系统后，对于预防及减少事故发生，必将起到重大作用。

[1] 韩利钧,张 优,姚 军.浅谈塔式起重机安全监控技术的研究与应用[J]. 建筑安全,2010(3)：48-49.

[2] 中国安全生产协会注册安全工程师工作委员会.安全生产管理知识[M].北京：中国大百科全书出版社， 2011.

[3] 高钰敏，曹志勇.起重机械安全监控管理系统使用与推广[J]. 建筑机械化,2012(10)：75-76.

[4] 国家标准化技术委员会. GB/T 28264-2012 起重机械安全监控管理系统 [S]. 2012.

Exploration of Popularizing the Managing System of Safety Monitoring in Gantry Crane

GAO Jin-hua

(HangzhouEmployeeTrainingBaseofShanghaiRailwayBureau,HangzhouZhejiang310008，China)

In this paper, the necessity of comprehensive promotion on the gantry crane safety monitoring and management system is analyzed. Meanwhile, some other pertinent technologies have also been studied. The managing system of safety monitoring can achieve real-time monitoring of crane running, the essential safety on the apparatuses is improved, which can also prevent and control the accidents effectively.

gantry crane；managing system of safety monitoring；essential safety；promotion

2014-01-24

高金花(1970-)，女，浙江人，工程师，主要从事职工培训教育工作。

TH213.5

A

1007-4414(2014)02-0117-03