在國家對起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的國標(biāo)要求和核電廠設(shè)備運行管理的實際背景下，結(jié)合核電廠起重機增加安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的必要性，本文以核電廠實際工況為例，介紹核電廠背景下，起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的運行原理和構(gòu)造。

核電廠主行車位于汽輪機廠房，每個機組２臺，每臺主行車主要由主梁、端梁、大車機構(gòu)、小車機構(gòu)、主起升機構(gòu)、副起升機構(gòu)、司機室等組成，其中主起升機構(gòu)額定載重為２８０ｔ，副起升機構(gòu)額定載重為５０ｔ。

主行車主要用于汽輪機廠房重要大型設(shè)備如：發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、高低壓內(nèi)外缸等的吊裝，必要時２臺主行車可以并車聯(lián)合起吊發(fā)電機定子，是核電廠常規(guī)島最重要的起重設(shè)備，也是核電廠安裝和大修關(guān)鍵路徑使用頻率最高的起重設(shè)備之一。某核電廠由于建設(shè)相對較早，主行車原設(shè)計無安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，

不滿足現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)要求，且對設(shè)備和人員缺少有效的監(jiān)控手段，不滿足核電廠越來越高的重要設(shè)備運行管理需求。因此，研發(fā)１套既滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求同時又適應(yīng)于核電廠管理需求的起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)具有重要的意義。

根據(jù)國家發(fā)布的質(zhì)檢辦特聯(lián)（２０１５）１９２號通知要求，２００ｔ以上通用橋式起重機使用單位需在２０１７年１２月３１日前依據(jù)ＧＢ／Ｔ２８２６４２０１２《起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。ＧＢ／Ｔ２８２６４—２０１２《起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》。要求，起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)能對起重機械工作過程進行監(jiān)控，能夠?qū)χ匾\行參數(shù)和安全狀態(tài)進行記錄并管理。該系統(tǒng)應(yīng)由硬件和軟件組成，其功能單元應(yīng)包括信息采集單元、信息處理單元、控制輸出單元、信息存儲單元、信息顯示單元、信息輸出接口單元等。

核電廠始終秉承安全第一的原則，包括核安全、人員安全和設(shè)備安全。結(jié)合某核電廠對起重機的管理實踐，設(shè)計的“起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)”除應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的基本要求外，還需滿足以下功能需求：

要求系統(tǒng)相對獨立起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)要求與主行車控制系統(tǒng)相對獨立，當(dāng)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、電源等出現(xiàn)故障時，不應(yīng)影響主行車控制系統(tǒng)的正常運行，主行車司機仍能按照原有操作模式完成操作，將重物放置于安全位置。同時，安全監(jiān)控管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通，可以通過連接安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)訪問控制系統(tǒng)，便于維護。

要求監(jiān)控數(shù)據(jù)涵蓋面廣起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)除采集和監(jiān)控國家標(biāo)準(zhǔn)要求的基本數(shù)據(jù)外，應(yīng)盡可能采集和監(jiān)控更多的數(shù)據(jù)，如：重要斷路器和接觸器狀態(tài)信號、變頻器狀態(tài)信號、通訊狀態(tài)信號、運行條件信號等，信號集中化，便于各部件狀態(tài)快速確認(rèn)。

要求視頻系統(tǒng)監(jiān)控范圍覆蓋人員和重要設(shè)備起重機是一個較復(fù)雜的系統(tǒng)，若只是按照流程操作，難以達到運行安全。而若能對設(shè)備各種部件進行監(jiān)視，了解運行狀態(tài)，可靠控制現(xiàn)場設(shè)備，將具有實際意義。因此，要求安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的視頻系統(tǒng)監(jiān)控范圍需覆蓋起重機制動器、卷筒等重要部件，方便起重機司機和起重機保駕人員在吊裝過程中實時監(jiān)測到影響吊裝安全的重要部件的狀態(tài)，同時監(jiān)控需覆蓋起重機司機以及起重機周邊人員，便于規(guī)范人員行為。視頻數(shù)據(jù)存儲時間應(yīng)至少滿足１個大修周期儲存的要求。

要求安全監(jiān)控管理系統(tǒng)畫面友好該起重機原始操作界面設(shè)計不夠友好，畫面切換不夠快捷、各機構(gòu)信號分類不合理、部分信號狀態(tài)顏色標(biāo)識不合理難于分辨，新設(shè)計的起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)要求系統(tǒng)畫面功能齊全、直觀明了，操作簡便。

主行車安全監(jiān)控管理系統(tǒng)對主行車工作過程進行監(jiān)控，該系統(tǒng)通過西門子ＰＬＣ釆集起重機上限位開關(guān)、重要斷路器和接觸器、起重量、速度、力矩、三維坐標(biāo)編碼器、變頻器等各類開關(guān)或傳感器的數(shù)字或模擬量信號，進行信號處理，通過組態(tài)軟件進行編程，實現(xiàn)主行車運行、故障、安全信息的顯示或報警、歷史信息查詢，并通過觸摸式顯示屏進行顯示、翻閱、查詢，整個系統(tǒng)具備用戶管理、系統(tǒng)管理、實時監(jiān)控、歷史查詢、報警管理、數(shù)據(jù)報表、設(shè)備管理等功能。ＰＬＣ系統(tǒng)可靠、響應(yīng)速度快、運行故障少、能在惡劣環(huán)境下工作。觸摸屏能夠很好地進行人機交互，編程簡單，安裝方便，是起重機安全監(jiān)控方面的良好選擇，兩者完美組合提升了安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和實用性。視頻系統(tǒng)能對主行車的重要部件、司機室、吊點、大車軌道等進行實時視頻監(jiān)控，視頻畫面?zhèn)骰厮緳C室，集中顯示在司機室顯示器上，同時通過司機室云臺可以對攝像裝置進行燈光、變焦、角度等控制，以達到清晰滿意的監(jiān)控效果。

主行車安全監(jiān)控管理系統(tǒng)在響應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，視頻監(jiān)控吊點的同時，還在主行車小車上安裝了２臺攝像機，監(jiān)控主副鉤制動器和鋼絲繩狀態(tài)；

在司機室增加了１臺攝像頭，監(jiān)控司機操作過程；在行車登機側(cè)兩端各增加１臺攝像機，

監(jiān)控行車大車軌道狀態(tài)，確保起重機運行和人員安全。制動器是起重機起升機構(gòu)的關(guān)鍵部件，

制動器的工作正常與否直接關(guān)系吊裝安全。安全監(jiān)控管理系統(tǒng)安裝前的設(shè)備吊裝期間，行車司機無法在司機室觀察制動器狀態(tài)，不能及時發(fā)現(xiàn)制動器缺陷，保證設(shè)備安全吊裝。

同時，當(dāng)?shù)跹b過程中偶發(fā)類似溜鉤事件時，也無法確認(rèn)當(dāng)時制動器狀態(tài)，不利于事件還原、根本原因分析和及時消除隱患。

該核電廠有２臺行車曾偶發(fā)過吊裝過程中溜鉤的事件，其中１起因無安全監(jiān)控系統(tǒng)原因不明，被迫增加防反轉(zhuǎn)裝置，而主行車通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)還原了當(dāng)時制動器緩慢抱閘的狀態(tài)，

為快速準(zhǔn)確定位原因，制動器因使用年限過長，防塵罩老化，引起制動器抱閘時行程拉桿回座卡澀起到了決定性的作用。司機操作規(guī)范性也是吊裝安全的關(guān)鍵點，同時也是吊裝事件分析的關(guān)鍵內(nèi)容。

不能及時發(fā)現(xiàn)操作規(guī)范性問題，往往導(dǎo)致事件調(diào)查分析或反饋犯方向性錯誤，如操作問題，卻歸結(jié)于設(shè)備，導(dǎo)致花費大量時間去排查莫須有的設(shè)備缺陷。在司機室內(nèi)安裝１臺攝像機，監(jiān)控司機操作流程，能及時了解司機操作規(guī)范性，發(fā)現(xiàn)可能存在的不規(guī)范操作隱患，必要時提前加強培訓(xùn)，防止不規(guī)范操作引起的吊裝事件。

該起重機在安裝了安全監(jiān)控管理系統(tǒng)后，行車司機與保駕人員爭議性事件下降了約８０％。同時，該起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)配備了充足的存儲容量，完全符合核電廠大修時間跨度長和起重機使用頻繁的特點，給行車管理人員足夠的時間梳理整個大修期間起重機數(shù)據(jù)。

較傳統(tǒng)的系統(tǒng)界面和國家標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，該起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)增加了重要斷路器和接觸器狀態(tài)信號、變頻器狀態(tài)信號、通訊狀態(tài)信號、運行條件信號等，信號集中化和直觀化，起重機維保人員能及時通過起重機司機反饋的系統(tǒng)畫面信息定位設(shè)備故障原因，提前準(zhǔn)備需更換的備件，大大提高了起重機維保人員處理故障效率。同時，新增的故障記錄和查詢功能，能幫助起重機維保人員記錄故障，有效甄別，便于總結(jié)分析，篩選出現(xiàn)頻度較高的故障，提前更換引發(fā)故障頻發(fā)的電氣部件；篩選出各種因干擾、松動、接觸不良等引起的閃發(fā)故障，提前檢查處理，防止長時間使用狀態(tài)惡化，轉(zhuǎn)變?yōu)轭l發(fā)故障，提升設(shè)備可靠性和使用效率。

核電廠各廠房環(huán)境相差較大，起重機設(shè)備老化管理是個難題，新增加的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地記錄主行車的運行時間，積累數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析設(shè)備老化趨勢提供了很好的參考依據(jù)。同時，系統(tǒng)畫面的優(yōu)化，使起重機司機操作更加方便快捷，在起重機司機操作過程中，再也不會發(fā)生“半天找不到操作界面的事情了”。

核電廠的起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計方案已成功落地，某核電廠主行車運行了４年時間，期間系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在監(jiān)控方面效果良好，極大提升對提升行車安全性能和工作效率，值得其他核電廠進行行車安全監(jiān)控推廣。