為貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》(國(guó)發(fā)〔2010〕23號(hào)),國(guó)家質(zhì)檢總局于2011年先后下發(fā)了《大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)施方案》(國(guó)質(zhì)檢特聯(lián)〔2011〕137號(hào))、《關(guān)于開(kāi)展大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)前期示范試點(diǎn)工作的通知》(質(zhì)檢辦特聯(lián)〔2011〕1394號(hào))和《關(guān)于做好大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)前期示范試點(diǎn)工作中試驗(yàn)驗(yàn)證工作的通知》(質(zhì)檢特函〔2011〕116號(hào)),并且在2012年頒布了GB/T 28264-2012 《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)。省特檢院做為造船門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的試點(diǎn)驗(yàn)證單位,對(duì)國(guó)內(nèi)多臺(tái)大型造船門(mén)式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。下面就一些起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的問(wèn)題進(jìn)行探討。
起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的 定位 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28264-2012 《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》指出,“安全監(jiān)控系統(tǒng)是起重機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的一部分,非獨(dú)立產(chǎn)品”。可見(jiàn),國(guó)家設(shè)想中的安全監(jiān)控系統(tǒng)不是傳統(tǒng)意義上的“安全部件”,如起重量限制器等,可以單獨(dú)采購(gòu)安裝在起重機(jī)上。那起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)到底是什么?首先,要先了解什么是電氣控制系統(tǒng)。
電氣控制系統(tǒng):傳統(tǒng)起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單概括可以分為3大部分:控制單元、保護(hù)單元和信號(hào)單元??刂茊卧请娍叵到y(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)接收外部控制指令、發(fā)布對(duì)
電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)速及電氣制動(dòng)的控制指令;保護(hù)單元主要提供過(guò)載、短路、失壓等電氣保護(hù)功能;信號(hào)單元提供信號(hào)指示及警報(bào)信號(hào),如電源指示燈、風(fēng)速報(bào)警等。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
對(duì)于起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),國(guó)標(biāo)GB/T 28264-2012 《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》按功能單元提出了要求:“系統(tǒng)應(yīng)由信息采集單元、信息處理單元、控制輸出單元、信息存儲(chǔ)單元、信息顯示單元和信息導(dǎo)出接口單元等組成。對(duì)于有遠(yuǎn)程監(jiān)控要求時(shí),應(yīng)增加遠(yuǎn)程傳輸單元?!? 對(duì)于1個(gè)具體的起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),可以分為硬件和軟件部分,簡(jiǎn)化為3層結(jié)構(gòu)模型,即硬件層、系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用層(見(jiàn)圖2)。
硬件層主要包括系統(tǒng)中所用到的PLC(或?qū)S眯酒⒏黝?lèi)傳感器、輸出控制裝置、工控機(jī)等硬件設(shè)備;系統(tǒng)內(nèi)核層主要包括各類(lèi)硬件設(shè)備的軟件接口驅(qū)動(dòng)、處理指令等后臺(tái)運(yùn)行程序;應(yīng)用層主要包括各類(lèi)應(yīng)用軟件,如組態(tài)顯示軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等。
實(shí)現(xiàn)方案GB/T 28264-2012 《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》要求“安全監(jiān)控系統(tǒng)是起重機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的一部分,非獨(dú)立產(chǎn)品”。那么起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)如何融入傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng),目前常見(jiàn)的方案如下:如圖3所示,在原有的電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了安全監(jiān)控系統(tǒng)。
安全監(jiān)控系統(tǒng)采集來(lái)自電動(dòng)機(jī)、控制單元、保護(hù)單元、信號(hào)單元、安全保護(hù)裝置的狀態(tài)信息以及儲(chǔ)存視頻信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)狀態(tài)的實(shí)時(shí)“監(jiān)視”。由于此方案中安全監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立于原有的控制單元,因此不能直接控制電動(dòng)機(jī),只能在緊急情況下向控制單元發(fā)出指令,停止起重機(jī)的運(yùn)行,滿(mǎn)足GB/T 28264-2012第6.7.5條的要求。該方案不涉及原有控制系統(tǒng)的調(diào)整,也能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求,其優(yōu)點(diǎn)在于便于對(duì)舊起重機(jī)的改造,尤其是那些采用繼電-接觸器控制的中、小噸位起重機(jī)。國(guó)內(nèi)一些廠(chǎng)家研發(fā)的起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)往往是于這個(gè)構(gòu)架,但存在與電氣控制系統(tǒng)結(jié)合不緊密的缺點(diǎn),且不適用于已采用PLC控制的大型起重機(jī)械。
起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與安全保護(hù)裝置的關(guān)系:起重機(jī)的安全保護(hù)裝置是指起重量限制器、起升高度限制器、制動(dòng)器等。首先,安全保護(hù)裝置是獨(dú)立的裝置,并不是電氣控制系統(tǒng)的一部分,但卻是起重機(jī)安全運(yùn)行不可或缺的。其次,按照GB/T 28264-2012表1的要求,安全保護(hù)裝置都屬于“應(yīng)采集”信息采集源,即應(yīng)確保所有安全保護(hù)裝置都在監(jiān)控系統(tǒng)的“監(jiān)視”之下。再者,能否對(duì)安全保護(hù)裝置有“控制”功能,如采用第一種方案,那么安全保護(hù)裝置直接接入控制單元,則安全監(jiān)控系統(tǒng)不能對(duì)其進(jìn)行任何控制。如采用第二種方案,監(jiān)控系統(tǒng)的信息處理單元以PLC為核心。而根據(jù)GB 5226.22002 《機(jī)械安全機(jī)械電氣設(shè)備 第32部分:起重機(jī)械技術(shù)條件》規(guī)定,對(duì)于涉及安全停止功能的,最好采用硬件線(xiàn)路,如PLC要用于這些功能,則要采取措施,以預(yù)防PLC程序出現(xiàn)故障,導(dǎo)致安全保護(hù)功能失靈。因此,諸如起重量限制器和起升高度限制器等安全保護(hù)裝置最好直接接入安全回路。對(duì)于制動(dòng)器,則可控制其開(kāi)閉。目前起重機(jī)廠(chǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)往往采用雙線(xiàn)路冗余設(shè)計(jì),即安全保護(hù)裝置的動(dòng)作開(kāi)關(guān),既接入安全回路,也接入PLC,實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的雙重保護(hù)。有的單位還會(huì)在監(jiān)控系統(tǒng)軟件中再設(shè)置一級(jí)軟限位,實(shí)現(xiàn)三重防護(hù)。
起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的出現(xiàn),對(duì)起重機(jī)械的控制系統(tǒng)提出了新的要求。如何針對(duì)不同用途的起重機(jī)械進(jìn)一步完善其監(jiān)控管理的功能,使得起重機(jī)械的操作和使用管理更加方便、可靠和高效是業(yè)內(nèi)努力的方向。