基于桥式起重机安全监控系统在炼钢行车的应用

摘 要：近年来，随着钢铁工业的快速发展，自动化设备在工业的使用上越来越广泛。在炼钢厂生产中，行车系统正常运作与否直接影响到生产环节的效率。因此，行车系统的对安全性和可靠性的要求很高。桥式起重机安全监控系统在现代钢铁工业中发挥着至关重要的作用，它的使用大大提高了炼钢行车的安全可靠性。

关键词：桥式起重机 安全监控系统 炼钢行车

引 言

炼钢车辆作为钢铁工业中重要的负荷和运输设备，在日常生产中起着非常重要的作用，行车系统的正常运行直接影响着生产链的效率。大型炼钢车辆通常用作液态金属运输，如果吊运过程中发生倾覆或坠落事件，将对周围地区工作人员的生命和财产安全造成非常严重的后果。在以前，炼钢行车很大程度上缺乏安全监测系统。在发生事故时，无法通过记录视频和音频等有效数据记录现状，因此难以确定事故发生的原因是由操作错误还是错误的命令造成的。对于生产过程中车辆运行状况、卷扬结构和电气设备同样重要，因为前者是人为主观的，后者是关于电气参数的客观信息，其中一些数据是可视的。例如，操作员按下按钮，输入行程开关、出发返回的实际路径起吊挂钩情况等。有的与设备的状态有关，例如电机速度和扭矩，接触器的使用，齿轮箱温度等。有的信息与电气相关的操作联系。例如，启动速度、设定速度、起吊的开始和暂停等等。这些可视化信息和数据是设备的重要支持。对设备的审查、维修、故障诊断、分析等方面起着至关重要的作用。同时可以控制行车监督记录仪系统的运行管理、维护设备和提高其利用效率。

1.系统组成

例如，在一家钢铁厂，2014年上线的460吨车辆没有安全监控系统。车辆使用ABB传输和ABB ac800m系列PLC控制系统，主要用于运输钢水。没有一个安全监测系统为车辆日常工作和维护带来麻烦，导致无法提供有效的数据分析安全问题和安全风险。为了吸取安全事故的教训，增加了车辆安全监测系统提供位置信息、主要和次要的起升点、悬挂点的实时动态、异常振动监测、车辆运动同步以及预警、报警、故障分析等能力。同步、及时、准确地收集车辆运动中的视频和数据信息，以便监测车辆的状况。此外安全监测系统还可以提供适当的技术条件，对车辆的安全运行和事故进行分析，保障他们的安全。安全监控系统由两部分组成：监控系统的中央计算机、数据采集软件和现场信号检测设备。

1.1监控系统和数据采集软件及应用。行车控制系统中央计算机：行车控制中央计算机由高性能控制器、操作系统和显示器、键盘鼠标等组成。需在数据采集编程和控制操作接口设置限制。

数据采集软件：用于采集齿轮箱振动信号、PLC过程信号、行车麦克风音频信号的实时数据采集和长期用于存储的软件系统，接口：信息管理系统、收集数据分析处理系统、车辆异常运动报警系统;数据采集卡：用于光纤通信与高频信号采集和振动检测模块;交换机：提供TCP/IP接口，并在CarLog系统的中央计算机与PLC和现场摄像机之间建立通信链路;低压电气系统：用于电力系统保护等辅助功能。

1.2现场信号检测设备及应用。振动检测模块：模块和低压电器安装在起重机主体的减速器旁，振动检测模块用于采集传感器发送的信号，把处理好的信号通过光纤发送给数据采集卡。摄像机：用于获取现场视频信号，包括悬挂点和驾驶室的操作视频。高频信号采集模块：用于获取麦克风接收的音频信号，并在行车操作室安装具有良好背景滤波的麦克风，获取声音信息。

2. 行车安装安全监控系统的重要性。根据国家标准GB/T 28264-2017，建议起重机等大型机械设备安装安全监控管理系统，以确保行车设备的安全性和可靠性。安全监测系统设备主要以可视化形式记录行车轨迹、卷扬吊运设备的状态等。同时还可以记录车辆收到和发出的全部指令。因此，安全监测系统相当于一辆炼钢车的“黑匣子”，其所有数据的完整记录通常可以保存一段时间，以便重新传输数据，进行分析。目前，只有少数钢铁企业在试验基础上对部分工业车辆安装了安全行车监测系统。对其的应用也主要局限于记录一些车辆信号，包括车辆电信号、控制系统信号等。缺乏足够的视觉监控，不符合国家管理要求。考虑到安全监测设备对行车的重要性，钢铁企业应引进先进技术和车辆安全监测预警管理系统。以便减少或降低事故发生率，起到保证设备安全运行的作用，同时该系统还可以进行自检，提高企业经济效益。

3.起重机安全监测系统在行车上的应用

3.1安全监测系统检测内容。收集信息来源：起升高度限位器、重量限制器、门限器、运动限位器、机构运行联锁、机构轨道间防碰撞保护装置、起升机构制动器和超保护装置等。监控参数：初始重量、提升高度、操作路线、操作说明、工作时间、累计工作时间、工作周期等;警戒状态：机构吊装制动器的打开关闭、链条保护、同一轨道或其他轨道上的信号安全、超速保护等;视频监控：悬挂点、控制室等。

3.2监控系统要求。控制系统应符合行车有效使用的环境要求。在使用条件下，系统误差不应超过5%，且应能抵抗电磁干扰和与其他设备的干扰。占空比不应小于20，连续运行测试时间不应小于16小时，系统应与行车状态兼容。系统应有状态信息实时操作、故障记录和显示功能。起重机的工作参数和状态应以图片、表格、文字的形式显示出来。还要可以看到历史运行情况的回放、装备自检功能，在出现危险时自动报警。系统的视频数据至少能够对监控中发现的故障提供可见的证据，并对起重机操作员和危险区域内的人员提供清晰的声音警告。

3.3行车安全监测的注意事项。选择摄像机时，必须充分考虑作业地点的高温和粉尘情况，最好选用耐高温和高分辨率摄像头并对摄像头加以粉尘保护措施。在选择监控对象时，可以选择多方位对设备的方向和状态进行管理，如绳索磨损控制、润滑效果控制、气缸循环控制、轴承磨损控制等。

4.结语

在工业生产过程中，安全监控系统用于采集、记录车辆运行信号、电气设备信号和现场视频信号，对炼钢行车安全进行分析和充分控制。通过监测软件对行车轨迹和行车状态进行监控，并进行故障分析、数据收集和维护操作，安全监控系统使管理决策者得到有效和及时的数据支持。实时显示行车状况信息、诊断信息、操作指导和报警信息。提供了管理、状态控制和指令发布工具。还可以跟踪车辆的运行状态，以使操作标准化和设备管理现代化。此外，行车安全监测系统可以快速发现故障原因、加快处理时间、减少故障的能力是对现场管理、检查和操作的良好补充。

参考文献

[1] 葛红. 轻量化桥式起重机结构在线监测安全评估系统研究[D].

[2] 孟玲娇. 基于风险检测的桥式起重机安全评估研究[D].

[3] 吴璇. PLC控制在桥式起重机检测中的应用[J]. 现代制造技术与装备， 2017（11）：156-157.

[4] 戴邦， 沙玲， DAIBang， et al. 基于Android平台的桥式起重机安全生产管理系统设计[J]. 制造业自动化， 2017， 39（7）：29-31.

[5] 郭长宇， 秦江朝， 李飞. 桥式起重机机械安装过程分析[J]. 内燃机与配件， 2019， 280（04）：196-197.

[6] 雒生平， 楊玉. 新技术在桥式起重机上的应用分析[J]. 价值工程， 2018， v.37;No.502（26）：241-243.

作者简介：陈守重，出生年月：1986年9月，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：山东菏泽，当前职务：客户经理，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：自动控制。作者单位：云南昆钢电子信息科技有限公司，单位所在地（精确到市）：云南省安宁市。