按照國務(wù)院和國家質(zhì)檢總局相關(guān)文件要求，自2015 年 3 月起，所有新制造和安裝的造船門式起重機(jī)、架橋機(jī)、100t 及以上通用門式起重機(jī)、60t 及以上門座起重機(jī)、315t·m 及以上普通塔式起重機(jī)等設(shè)備均須安裝安全監(jiān)控裝置，在用的上述設(shè)備則應(yīng)在 2017 年 12月31 日前完成加裝安全監(jiān)控裝置。

通過幾年來廣大起重機(jī)械制造單位及配套系統(tǒng)單位的試點(diǎn)和不斷修改完善，各個廠家生產(chǎn)的安全監(jiān)控系統(tǒng)已趨于成熟，基本滿足 GB/T 28264—2012 《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的要求。但筆者對大型起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施檢驗(yàn)時，也發(fā)現(xiàn)有部分廠家安全監(jiān)控系統(tǒng)信息采集點(diǎn)較少，系統(tǒng)內(nèi)存不足、軟件開發(fā)不規(guī)范、顯示及輸出點(diǎn)不齊全、視頻存在盲區(qū)等現(xiàn)象。如何全面掌握安全監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗(yàn)內(nèi)容及要求，正確把握檢驗(yàn)要點(diǎn)，是確保起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)合理可靠配置，確保起重機(jī)整機(jī)安全可靠運(yùn)行的前提條件。下面著重通過安全監(jiān)控系統(tǒng)施工單位的資質(zhì)、監(jiān)控參數(shù)、監(jiān)控狀態(tài)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面闡述監(jiān)督檢驗(yàn)的要點(diǎn)。

1  施工單位資質(zhì)

起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是起重機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的一部分，也是電氣控制系統(tǒng)功能延伸的一部分，控制系統(tǒng)的可靠程度將直接影響起重機(jī)械正常運(yùn)行。雖然質(zhì)檢辦特聯(lián) [2015]192 號文規(guī)定：起重機(jī)械主要受力機(jī)構(gòu)件或主參數(shù)改變的，應(yīng)有起重機(jī)械改造許可資質(zhì)的單位進(jìn)行，但部分在用起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)的加裝會涉及到原系統(tǒng)的改變，如接觸器控制改變?yōu)榭删幊绦蚩刂?，高度限制器、起重量限制器等安全裝置信號終端的改變，部分執(zhí)行元件線路的變化等現(xiàn)象普遍存在，一些加裝單位本身缺少對起重機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的了解，隨意拆卸和加裝，影響了起重機(jī)械控制的安全性和可靠性。故對在用起重機(jī)械加裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)如涉及控制系統(tǒng)改變的應(yīng)由相應(yīng)改造資質(zhì)單位實(shí)施。

2  監(jiān)控參數(shù)

根據(jù) GB/T 28264—2012 中附表的規(guī)定，不同種類的起重機(jī)其監(jiān)控參數(shù)也有所不同，具體見表 1。

2.1  距離檢測

起升、下降及運(yùn)行距離檢測為一般起重機(jī)后加裝的監(jiān)控功能，其距離的檢測傳感器一般為旋轉(zhuǎn)編碼器，其安裝位置一般為與電動機(jī)、卷筒、車輪的端部聯(lián)接處，但由于門式起重機(jī)等大小車輪可能存在與運(yùn)行軌道相對滑移現(xiàn)象，故大小車運(yùn)行距離顯示與實(shí)際測量存在著一定的誤差，故對大小車運(yùn)行距離檢測建議安裝同步輪，另外室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)，其安裝強(qiáng)度也應(yīng)符合要求。

2.2  水平度

履帶起重機(jī)、架橋機(jī)等設(shè)備應(yīng)安裝底盤和主導(dǎo)梁水平度檢測裝置，其目的是確保吊裝過程中，整個受力支承處于水平面中，履帶起重機(jī)原產(chǎn)品一般已配置水平儀，但一些公路架橋機(jī)由于體積龐大，加裝水平檢測裝置難度較大。又由于架橋機(jī)兩根主導(dǎo)梁存在單側(cè)主梁傾斜及兩導(dǎo)梁不在同一水平面的可能，故架橋機(jī)主要承載面水平面的檢測裝置應(yīng)至少設(shè)置三處，不僅應(yīng)檢測每一側(cè)主梁的傾斜度，更重要應(yīng)確保兩根主梁在同一水平面，這樣才能真正起到水平檢測的作用。

2.3  支腿垂直度

支腿垂直度檢測的目的是為了避免由于支腿的傾斜而引發(fā)整機(jī)傾覆。普通公路架橋機(jī)主要由前后支腿和前后支承組成。前支腿主要承擔(dān)過孔時架橋機(jī)自重的部分重量，后支腿主要承載運(yùn)梁工況部分重量，前后支承主要滿足運(yùn)梁、架梁工況及過孔工況時大部分載荷作用，任一支腿和支承發(fā)生傾斜均會引發(fā)安全隱患，故認(rèn)為架橋機(jī)的每處支腿和支承均應(yīng)安裝支腿垂直度檢測裝置，這樣才能真正確保所有受力支腿和支承的垂直。

2.4  操作指令

按規(guī)定，所有起重機(jī)的各種動作指令均應(yīng)在顯示器上實(shí)時顯示。起重機(jī)操作指令包括各機(jī)構(gòu)的方向指令、調(diào)速指令、不同吊裝方式選擇指令、緊急操作指令等。但部分安全監(jiān)控系統(tǒng)采集信息點(diǎn)較少，只顯示了各機(jī)構(gòu)動作方向，而忽視了動作過程的調(diào)速檔位、各種吊裝方式的選擇控制等操作指令信息，故全面顯示不同起重機(jī)各種操作指令，準(zhǔn)確跟蹤操作人員具體的操作方式和操作特點(diǎn)，是完善起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要組成部分。

2.5  工作循環(huán)次數(shù)

工作循環(huán)是指起重機(jī)從起吊一個物品起，到能開始起吊下一個物品止，包括起重機(jī)運(yùn)行及正常停歇在內(nèi)的一個完整的過程。通過跟蹤起重機(jī)工作循環(huán)次數(shù)能基本反映出該起重機(jī)的使用頻率，并結(jié)合每次的吊裝載荷大小，綜合分析出該起重機(jī)的使用狀態(tài)是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而確保起重機(jī)使用壽命和可靠程度。但由于不同類型起重機(jī)（如門式起重機(jī)、流動起重機(jī)、架橋機(jī)等）的工作循環(huán)計(jì)算特點(diǎn)不一致，故建議通過稱重傳感器的變化值來確認(rèn)工作循環(huán)次數(shù)。如當(dāng)稱重裝置檢測到大于額定起重量的 5% 時，開始一個工作循環(huán)的起點(diǎn)，到重量降至 5% 以下時，則認(rèn)為一個工作循環(huán)的結(jié)束。

3  監(jiān)控狀態(tài)

根據(jù) GB/T 28264—2012 中附表的規(guī)定，不同種類的起重機(jī)其監(jiān)控狀態(tài)也有所不同，具體見表 2。

3.1  起升機(jī)構(gòu)制動器狀態(tài)

起升機(jī)構(gòu)制動器是確保起吊安全的重要部件，故安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能夠監(jiān)控其動作狀態(tài)，顯示屏上應(yīng)實(shí)時顯示制動器制動狀態(tài)的信號。但制動器動作監(jiān)控信號應(yīng)來自于抱閘實(shí)際張開閉合狀態(tài)，而不能單純讀取制動線圈得電信號；故對于大多數(shù)液壓推桿形式的制動器應(yīng)加裝檢測制動臂動作及到位的行程開關(guān)或接近開關(guān)，且每套起升制動器均應(yīng)分別安裝檢測開關(guān)，顯示屏上應(yīng)分別顯示每套制動器動作狀態(tài)。

3.2  抗風(fēng)防滑狀態(tài)

抗風(fēng)防滑裝置是門式起重機(jī)、門座起重機(jī)等露天起重機(jī)防止整機(jī)被大風(fēng)刮倒或吹移的重要安全保護(hù)裝置，主要包括錨定裝置、夾軌器、夾輪器等；抗風(fēng)防滑裝置的實(shí)時監(jiān)控能更清晰地提醒司機(jī)規(guī)范操作，安裝機(jī)械鎖止元件動作的抗風(fēng)防滑狀態(tài)檢測開關(guān)是必要的措施，如錨定聯(lián)動開關(guān)、夾輪器的行程開關(guān)等每個裝置均應(yīng)安裝狀態(tài)檢測開關(guān)。另外，所有檢測開關(guān)信號不能串聯(lián)連接，應(yīng)采取并聯(lián)連接，要在顯示屏上實(shí)時顯示每個抗風(fēng)防滑裝置的動作狀態(tài)。

3.3  工況設(shè)置狀態(tài)

流動式起重機(jī)由于起升臂長度、變幅半徑等參數(shù)的隨時變化，其相對工況的起重量也不同，故對不同工況狀態(tài)下所能承載的重量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控是很必要的，一般大噸位的流動起重機(jī)在出廠時均配置了工況電子顯示裝置，其顯示信息應(yīng)滿足起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

3.4  過孔狀態(tài)

過孔動作時，其主導(dǎo)梁（前伸臂）達(dá)到最長懸臂位置，因此對整機(jī)的穩(wěn)定性影響最大。故對過孔全過程進(jìn)行監(jiān)控非常必要。但筆者發(fā)現(xiàn)一些公路架機(jī)橋本身控制簡單，所加裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)僅對主導(dǎo)梁（前伸臂）的運(yùn)行距離進(jìn)行檢測，而忽略對支承和支腿相對移動的監(jiān)控。故架橋機(jī)的過孔狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)該是全過程、所有機(jī)構(gòu)運(yùn)行的監(jiān)控，不單單是過孔信號的顯示。

3.5  視頻系統(tǒng)

對于門式起重機(jī)、流動式起重機(jī)、門座起重機(jī)等至少需觀察到吊點(diǎn)、行走區(qū)域；對于橋式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、纜索起重機(jī)至少需觀察到吊點(diǎn)；對于架橋機(jī)至少觀察到過孔狀態(tài)、架梁狀態(tài)、運(yùn)梁車同步狀態(tài)。筆者也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于攝像頭數(shù)量不足、安裝位置的偏差，造成了多吊點(diǎn)起重機(jī)不能完全觀察到每個吊點(diǎn)任意位置的狀態(tài)；另外監(jiān)控?cái)z像頭的像素不足、部分長距離監(jiān)控未采用可變焦距等均造成了監(jiān)控畫面不清晰，其結(jié)果也失去了視頻監(jiān)控的實(shí)際意義。

4  系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過近幾年各個廠家的不斷研發(fā)和測試，如今市場上配置的安全監(jiān)控系統(tǒng)主要形式有系統(tǒng)內(nèi)置式和附加外置式之分，還有系統(tǒng)控制單元分塊式和一體式之分。系統(tǒng)內(nèi)置式主要是指在原起重機(jī)控制系統(tǒng)相對較全面，配置較齊全的基礎(chǔ)上增加部分安全監(jiān)控功能，此類裝置一般為起重機(jī)制造單位新設(shè)備的出廠標(biāo)準(zhǔn)配置。附加外置式是指單一生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)單位為了滿足 GB/T 28264—2012 標(biāo)準(zhǔn)要求，在起重機(jī)現(xiàn)有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨(dú)立于起重機(jī)控制回路，大多數(shù)信息源讀取都另行設(shè)置，保留原起重機(jī)控制系統(tǒng)各項(xiàng)功能，此類裝置可能會造成部分功能重復(fù)配置，甚至?xí)霈F(xiàn)駕駛室兩套顯示器，兩套起重量指示器等現(xiàn)象。系統(tǒng)控制單元分塊式為安全監(jiān)控系統(tǒng)信息處理單元、信息儲存單位、信息顯示單元等分別設(shè)置，一般主機(jī)設(shè)置在電氣機(jī)房間；而系統(tǒng)一體式則采取了顯示器與主機(jī)整體組合式，此裝置一般設(shè)置在司機(jī)室內(nèi)，所有輸入與輸出信息線路均匯聚于司機(jī)室，而且用于駕駛員觀察的顯示屏也用于系統(tǒng)設(shè)置、后面數(shù)據(jù)處理的界面。但不管系統(tǒng)采取何種型式，其基本功能設(shè)置和操作性能均應(yīng)滿足以下要求。

4.1  基本配置

● 4.1.1  系統(tǒng)自診斷功能

開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)有運(yùn)行自檢的程序，并顯示自檢結(jié)果，如檢查各個模塊是否故障；通訊是否連接好等?，F(xiàn)場檢驗(yàn)可模擬系統(tǒng)自身發(fā)生故障時，如部分模塊未接入等缺陷，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號。

● 4.1.2  通信協(xié)議的開放性

系統(tǒng)應(yīng)有對外開放的硬件接口，查閱相關(guān)說明書中通信協(xié)議的內(nèi)容，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MODBUS、TCP/IP、串口等對外開放的協(xié)議；現(xiàn)場檢驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)是否通過以太網(wǎng)或 USB 接口能方便地將記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

4.2  信息采集和儲存

● 4.2.1  實(shí)時性

系統(tǒng)信息的采集應(yīng)滿足實(shí)時性要求，儲存應(yīng)滿足原始完整性要求?，F(xiàn)場檢驗(yàn)時可通過空載試車，觀察系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)（包括圖形、圖像、圖標(biāo)和文字等）與實(shí)際起重機(jī)械的工作狀態(tài)和工作參數(shù)是否一致；并調(diào)取保存的記錄，驗(yàn)證起重機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)及故障信息有實(shí)時記錄功能。檢查系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)信息（包括時間和日期）與試驗(yàn)的數(shù)據(jù)應(yīng)一致。

● 4.2.2  掃描周期

系統(tǒng)實(shí)際程序的掃描周期應(yīng)不大于 100ms?，F(xiàn)場檢驗(yàn)時可通過后臺程序命令查找實(shí)際掃描的周期，也可通過查閱相關(guān)設(shè)計(jì)文件。如系統(tǒng)主控采用 PLC 可編程序控制器，則一般 PLC

擁有 700MHz 的 CPU，采樣速度是 0.14ms 內(nèi)可以處理 1000 個布爾量，能滿足標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行周期內(nèi)采用周期不大于 100ms 的要求。

● 4.2.3  存儲時間

系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲時間不應(yīng)少于 30 個連續(xù)工作日，視頻存儲時間不應(yīng)少于 72h?，F(xiàn)場檢驗(yàn)可根據(jù)設(shè)備的使用情況，對于系統(tǒng)工作時間超過 30 天的起重機(jī)械，可調(diào)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(yīng)少于 30 個連續(xù)工作日。對于系統(tǒng)工作時間不超過 30 天的起重機(jī)械，現(xiàn)場查閱存儲的文件，計(jì)算一個工作循環(huán)的時間內(nèi)儲存文件大小，推算出是否能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的要求。

4.3  界面顯示

顯示屏上的顯示數(shù)據(jù)的多少主要取決于采集信號源的大小，每個信息通過數(shù)字、圖標(biāo)、圖形、圖像及文字等形式展示主要取決于系統(tǒng)軟件開發(fā)的復(fù)雜程序。筆者也發(fā)現(xiàn)有些系統(tǒng)只有一個界面，所有的信息都集中于此，顯示形式只有數(shù)字和文字兩種，可觀性較差，容易造成起重機(jī)司機(jī)不能及時發(fā)現(xiàn)故障信息。故建議安全監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)起重機(jī)機(jī)構(gòu)及工況的不同，合理展示相關(guān)監(jiān)控信息，通過圖形及簡易動畫形式更清晰、直觀地傳遞給司機(jī)。起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的配置由于設(shè)備本身工作特點(diǎn)及機(jī)構(gòu)設(shè)置不同而有所差異，雖然 GB/T 28264—2012 明確了不同類型起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的基本配置要求，但現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)沒有一種傳統(tǒng)、細(xì)節(jié)的規(guī)定，基本取決于每位檢驗(yàn)員自身的理解程度，故抓住以上的檢驗(yàn)要點(diǎn)，不斷深入研究功能的設(shè)計(jì)目的和要求，才能確保起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)范、可靠、合理配置，從而保障起重機(jī)整機(jī)安全可靠運(yùn)行。