門座式起重機(jī)(以下簡稱門機(jī))安全監(jiān)控系統(tǒng)主要是在門機(jī)工作過程中，針對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工作參數(shù)、視頻信息、司機(jī)操作指令及工作時間等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、顯示與統(tǒng)計管理，使司機(jī)及設(shè)備管理員能根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)提供的實(shí)時數(shù)據(jù)、預(yù)警報警信息、視頻信息和事件等準(zhǔn)確判斷當(dāng)前起重機(jī)工作狀況及故障原因。系統(tǒng)不僅提高了設(shè)備操作安全性，而且可使維護(hù)養(yǎng)更加快捷有針對性，進(jìn)而提高工作效率。同時系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備信息，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控管理門機(jī)的運(yùn)行和安全，為現(xiàn)場 作業(yè)和設(shè)備管理提供了廣闊的應(yīng)用空間。

系統(tǒng)總體框架

門機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、維護(hù)操作子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)及監(jiān)控管理平臺子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)總體框架見圖1。

1、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集監(jiān)控系統(tǒng)所需要的各種參數(shù)及10信號，包含GB／T 28264--2017《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)中要求的起量、起重力矩、起升高度、運(yùn)行行程、工作幅度、回轉(zhuǎn)角度、風(fēng)速、同一軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)防碰撞距離、操作指令、起升機(jī)構(gòu)制動器狀態(tài)、防風(fēng)防滑狀態(tài)、門限位狀態(tài)、機(jī)構(gòu)間的運(yùn)行連鎖狀態(tài)、工作時間等參數(shù)，采集的數(shù)據(jù)加以處理后供監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件顯示和使用。

2、維護(hù)操作子系統(tǒng)是現(xiàn)場技術(shù)維護(hù)工程師和數(shù)據(jù)拷出人員維護(hù)系統(tǒng)功能、拷出歷史數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能擴(kuò)展的工作區(qū)域。它可以對用戶程序進(jìn)行更新和維護(hù)，對系統(tǒng)的報警、事件、數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、統(tǒng)計與管理。

3、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)是通過高清攝像機(jī)、硬盤錄像機(jī)和顯示器實(shí)現(xiàn)起重機(jī)視頻的現(xiàn)場錄像存儲及實(shí)時顯示監(jiān)控。它能保障司機(jī)起吊重物、回轉(zhuǎn)運(yùn)行及大車運(yùn)行的安全可靠，減少盲操作，同時提高工作效率。如果出現(xiàn)事故，它是事故分析的有力證據(jù)。

4、監(jiān)控管理平臺子系統(tǒng)是門機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理平臺，門機(jī)的工作參數(shù)通過G4網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控管理平臺。監(jiān)控管理平臺主要提供數(shù)據(jù)庫管理、用戶管理、設(shè)備狀態(tài)信息查詢和短消息分發(fā)管理等功能。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)

大車行走信號采集：在大車機(jī)構(gòu)安裝一套帶有增量光電編碼器的測量輪，編碼器與測量輪同軸旋轉(zhuǎn)。通過光電編碼器的測量值監(jiān)控大車行走位置。此外由于測量輪行走時可能會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象而出現(xiàn)誤差，因此，需增加接近開關(guān)校準(zhǔn)裝置，用來校準(zhǔn)光電編碼器，消除誤差。

防碰撞信號采集

防碰撞信號采用具有開關(guān)量輸出的激光傳感器與反射板作為檢測裝置。對激光傳感設(shè)置預(yù)警信號輸出和報警信號輸出，只要進(jìn)入激光傳感器感應(yīng)距離內(nèi)，傳感器輸出開關(guān)量信號就進(jìn)行聲光報警，以提示司機(jī)注意障礙物并停止大車運(yùn)行。

起升機(jī)構(gòu)信號采集：門機(jī)安裝有力矩限制器，可通過力矩限制器獲取起重量、臂架幅度和起重力矩等起升參數(shù)。監(jiān)控主機(jī)與力矩限制器通訊，讀取力矩限制器內(nèi)的起升參數(shù)后，進(jìn)行處理和存儲。在起升傳動鏈中設(shè)置一個傳動齒輪，通過鏈條帶動齒輪，齒輪軸帶動增量光電編碼器旋轉(zhuǎn)，可以獲取起升高度信號，起升高度檢測裝置見圖2。

風(fēng)速與角度信號采集：根據(jù)門機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在機(jī)房上平面安裝風(fēng)速儀傳感器，通過風(fēng)速儀監(jiān)控實(shí)時風(fēng)速值。當(dāng)實(shí)時風(fēng)速達(dá)到5級時發(fā)出預(yù)警信號，當(dāng)實(shí)時風(fēng)速達(dá)到6級時發(fā)出報警信號，并文字提示。在機(jī)房上平面安裝回轉(zhuǎn)角度傳感器，通過回轉(zhuǎn)角度傳感器精確實(shí)時采集門機(jī)的回轉(zhuǎn)角度。

限位信號與操作指令采集

門機(jī)安裝有安全限位開關(guān)，通過采集相關(guān)開關(guān)信號實(shí)現(xiàn)監(jiān)控起升高度限位器、運(yùn)行行程限位器、幅度限位器、電纜卷筒安全限位、門限位器等工作狀態(tài)信息。通過采集門機(jī)司室聯(lián)動臺的主令控制器上信號實(shí)現(xiàn)監(jiān)控司機(jī)操作過程，并且自動對操作指令進(jìn)行存儲。

監(jiān)控數(shù)據(jù)及報警顯示 通過司機(jī)室內(nèi)的工業(yè)級觸摸顯示屏以圖形及數(shù)據(jù)的形式實(shí)時顯示門座起重機(jī)工作的各項(xiàng)參數(shù)信息，對于超載、超力矩、超幅等危險動作進(jìn)行聲光報警和文字提示， 使司機(jī)全面直觀掌握門機(jī)的工作狀態(tài)。觸摸屏畫面包括主菜單畫面、數(shù)據(jù)顯示、顯示曲線、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)報表、報警畫面和密碼設(shè)置等界面。觸摸屏主菜單畫面為功能顯示畫面，點(diǎn)擊可以進(jìn)入相應(yīng)畫面，查看監(jiān)控數(shù)據(jù)及報警信息等。觸摸屏報警畫面可以查詢實(shí)時報警信息和歷史報警記錄，且可以導(dǎo)出到U盤。

維護(hù)操作系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)

 監(jiān)控數(shù)據(jù)記錄及管理： 門機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝有工控機(jī)、液晶顯示器硬件及監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件用于對監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示記錄及管理。工控機(jī)需要配置大容量數(shù)據(jù)存儲器，可存儲30連續(xù)工作日以上的相關(guān)監(jiān)控信息；且備有USB接口，方便監(jiān)管人員進(jìn)行本地查詢或者導(dǎo)出記錄數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件是一套集參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)瀏覽、用戶查詢功能為體的綜合性軟件，具有起重機(jī)工作參數(shù)實(shí)時顯示功能、報警瀏覽功能、事件備份功能、歷史數(shù)據(jù)查詢功能、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能、用戶權(quán)限設(shè)置功能及故障信息查詢功能。

設(shè)備管理與壽命評估

對門機(jī)各機(jī)構(gòu)工作時間、起重量、工作循環(huán)和危險操作等監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，當(dāng)機(jī)構(gòu)部件達(dá)到維護(hù)、保養(yǎng)或更換時，系統(tǒng)進(jìn)行自動提醒。另外，可以根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)庫信息對超期服役的門機(jī)進(jìn)行壽命評估。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)

在門機(jī)的司機(jī)室下方和平臺后部各安裝1套室外球形攝像機(jī)，司機(jī)可以對攝像機(jī)進(jìn)調(diào)焦、調(diào)距及攝像角度定位操作。起吊重物時，司機(jī)能夠準(zhǔn)確觀察到吊鉤及重物位置，方便司機(jī)作業(yè)觀察?；剞D(zhuǎn)運(yùn)行時，司機(jī)能清楚觀察到回轉(zhuǎn)后方有無障礙物，規(guī)避了回轉(zhuǎn)作業(yè)風(fēng)險。在門機(jī)大車的前后方安裝4臺槍型監(jiān)控攝像機(jī)，監(jiān)控大車前進(jìn)區(qū)域是否有障礙物和行人，避了大車行走作業(yè)風(fēng)險。圖3是視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝示意圖。在司機(jī)室內(nèi)裝視頻監(jiān)控硬盤錄像機(jī)和顯示器。硬盤錄像機(jī)備有2 TG硬盤，能實(shí)時錄像存儲，視頻存儲時間不少于72 h，供監(jiān)管人員進(jìn)行本地查詢。

監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)

監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)安裝4G無線傳輸模塊，將系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)打包通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控管理平臺。監(jiān)控管理平臺具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理功能，支持多設(shè)備、多用戶的網(wǎng)絡(luò)化管理。監(jiān)控管理平臺具有以下功能：

1、支持Web訪問功能，提供用戶管理和設(shè)備管理功能，如設(shè)置用戶權(quán)限、定義設(shè)備屬性和設(shè)備控制等功能，可實(shí)現(xiàn)針對不同用戶設(shè)置不同的信息查詢和管理權(quán)限，并支持設(shè)備分區(qū)域管理。

2、支持信息查詢功能，用戶通過PC機(jī)登陸查詢時，可自定義查詢方式，如區(qū)域查詢、具體設(shè)備信息查詢、設(shè)備工作時間段查詢、設(shè)置設(shè)備狀態(tài)信息數(shù)量查詢以及可指定信息類別查詢等查詢方式。

3、支持短消息分發(fā)功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障和違規(guī)操作時自動向設(shè)備管理者和相關(guān)責(zé)任人分發(fā)短消息。

4、提供直觀的視覺效果，支持顏色標(biāo)識設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如灰色表示停機(jī)，綠色表示正常運(yùn)行，黃色表示預(yù)警，紅色閃爍表示違規(guī)操作，紅色表示故障。支持電子地圖顯示和設(shè)備定位功能，可標(biāo)識設(shè)備的具體位置。

2017年，造船廠多臺門機(jī)安裝了安全監(jiān)控系統(tǒng)，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)通過監(jiān)控門機(jī)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，不僅可以用來分析設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，還可以預(yù)警設(shè)備危險動作。司機(jī)準(zhǔn)確觀察到當(dāng)前操作參數(shù)也改變了以 往靠經(jīng)驗(yàn)操作的盲目作業(yè)，從而最大程度保障起重機(jī)安全運(yùn)行，防止發(fā)生安全事故。系統(tǒng)滿足安監(jiān)部門對設(shè)備管理的需求，不僅提升了門機(jī)的操作安全性，而且提升了工廠設(shè)備管理的規(guī)范性和設(shè)備維護(hù)的及時性，具有廣泛的應(yīng)用前景和社會經(jīng)濟(jì)效益。