門式起重機(jī)廣泛用于露天作業(yè)，作業(yè)環(huán)境惡劣， 作業(yè)過(guò)程載荷復(fù)雜，加上部分操作人員素質(zhì)低下，導(dǎo) 致門式起重機(jī)脫軌傾覆事故時(shí)有發(fā)生。

根據(jù)最近幾 年國(guó)家質(zhì)檢總局統(tǒng)計(jì)的事故數(shù)字來(lái)看，起重機(jī)械的事 故發(fā)生率和發(fā)生事故導(dǎo)致人員傷亡的絕對(duì)數(shù)字一直 高居八大類特種設(shè)備之首。 根據(jù)《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》和《國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)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〉重點(diǎn)工 作分工方案的通知》的要求，國(guó)家質(zhì)檢總局與國(guó)家安 全監(jiān)管總局聯(lián)合制定了《大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān) 控管理系統(tǒng)實(shí)施方案》，建立部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制，對(duì)大型 起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)工作進(jìn)行有序規(guī)劃， 強(qiáng)制執(zhí)行。其中 200 t 及以上通用門式起重機(jī)，320 t 及以上造船門式起重機(jī)位于其中，有效抑制以上機(jī)型 的門式起重機(jī)事故憂。 

為了提高設(shè)備的本質(zhì)安全，提高安全管理和控 制，促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)操作標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)門式起重機(jī)的安全運(yùn) 行，有必要對(duì)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)在門式起重機(jī)中全面 推廣及正常使用進(jìn)行探討。 1 安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的必要性分析 1． 1 事故案例分析 2012 年 7 月 3 日下午，南京地區(qū)某儲(chǔ)運(yùn)公司租 用的鐵路貨場(chǎng)內(nèi)一臺(tái)門吊在突遇斷電司機(jī)用鐵鞋固 定后，10 min 后在風(fēng)雨中傾覆，并導(dǎo)致 1 人死亡。該 事故門吊型號(hào)規(guī)格: MG16 /10 －32A5，其額定起重量 16 /10t。 2013 年 8 月 9 日下午 5 時(shí) 30 分威海俚島鎮(zhèn)北部 某造船廠遭遇一陣風(fēng)襲擊，廠區(qū)內(nèi)的 8 臺(tái)龍門吊和 1 臺(tái)塔吊不同程度受損，1 臺(tái)自重 440 t 的龍門吊被吹 離了軌道。 門式起重機(jī)傾覆事故不僅僅發(fā)生在 200 t 及以上 的門式起重機(jī)，而是存在于不同噸位不同行業(yè)的門式 起重機(jī)。必須采取有效措施控制設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的危 險(xiǎn)因素和安全隱患，預(yù)防和減少起重機(jī)安全生產(chǎn)事故 發(fā)生。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)后，大小事故 的發(fā)生次數(shù)降低 30% 以上，大幅度地減少了人身和 財(cái)產(chǎn)損失［1］。

 1． 2 設(shè)備安全隱患排查結(jié)果分析 以下是某物流基地特種設(shè)備安全專項(xiàng)檢查情況， 特種設(shè)備檢查問(wèn)題整改情況一覽表中有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 敘述原文如下: 30 t /10 t 門機(jī) 1#3#臺(tái)車、主鉤減速器 漏油嚴(yán)重; 4#臺(tái)車工作制動(dòng)器、防風(fēng)制動(dòng)器液壓推力 器推桿犯卡; 主副鉤卷?yè)P(yáng)安全圈不足，主副鉤無(wú)防脫 裝置; 小車拖線電纜老化龜裂; 兩機(jī)間大車限位失效; 大小車防碰橡皮頭應(yīng)刷安全色; 小車臺(tái)面欄桿門應(yīng)鎖 定。20 t /10 t 門機(jī)兩機(jī)間大車限位失效，本機(jī)無(wú)大車限位撞桿; 主副鉤定滑輪無(wú)安全防護(hù)罩; 主鉤超載 顯示裝置失效; 司機(jī)室電壓表失效; 主副鉤無(wú)防脫裝 置; 大小車防碰橡皮頭應(yīng)刷安全色。 從以上不難看出使用過(guò)程中設(shè)備存在的問(wèn)題都 是事故隱患。海因里希法則告訴我們: 要防止重大事 故的發(fā)生要重視事故的苗頭和未遂事故，否則終會(huì)釀 成事故［2］。安全監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控作業(yè)過(guò)程中的相 關(guān)的數(shù)據(jù)顯示相關(guān)零部件的情況，并適時(shí)發(fā)出違規(guī)報(bào) 警信號(hào)，防止門式起重機(jī)在危險(xiǎn)的狀態(tài)下作業(yè)，消除 物的危險(xiǎn)狀態(tài)，提高設(shè)備的本質(zhì)安全。

 1． 3 設(shè)備的維護(hù)和維修分析 門吊的常見(jiàn)故障發(fā)生在控制電器件和相連接的 電線，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，門吊維修人員常會(huì)化很多時(shí)間 檢查才能發(fā)現(xiàn)故障的位置，有了安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的 故障自診斷功能，維修大大方便了。 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)提供的完整的數(shù)據(jù)顯示從根 本上改變了操作人員的工作方式，通過(guò)讀取顯示數(shù)據(jù) 就能事先知道所吊的貨物是否在額度起重量?jī)?nèi)，工作 位置有沒(méi)有超限，操作人員可以有預(yù)見(jiàn)的事先處理。 不必等到安全裝置動(dòng)作后才停止危險(xiǎn)動(dòng)作，有利于設(shè) 備的維護(hù)。

 1． 4 安全管理分析 當(dāng)管理者不在現(xiàn)場(chǎng)，司機(jī)作業(yè)過(guò)程是管理者沒(méi)有 辦法監(jiān)控的，也就是說(shuō)，管理者不能在任何時(shí)刻約束 司機(jī)的違章操作。有不少起重現(xiàn)場(chǎng)為了爭(zhēng)取效益的 最大化，斷開起重量限制器強(qiáng)行超載起吊，有的歪拉 斜吊，有的用限位器當(dāng)停車手段，這些違規(guī)操作行為 造成了很大的安全隱患，從而影響起重機(jī)的正常運(yùn) 行。安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)定期讀取記錄數(shù)據(jù) 對(duì)頻繁危險(xiǎn)作業(yè)的人員進(jìn)行安全教育，可起到防微杜 漸的作用，在一定程度預(yù)防人的不安全行為可能導(dǎo)致 事故發(fā)生。 同時(shí)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)能收集較全的信息并對(duì) 設(shè)備的使用過(guò)程進(jìn)行不間斷的監(jiān)管，同時(shí)給各級(jí)管理 部門和監(jiān)管部門提供管理平臺(tái)，有利全方位的監(jiān)管和 控制。

 2 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本原理和技術(shù)

 2． 1 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本原理 門式起重機(jī)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，由硬件和軟件組成。圖 1 為工作 原理框圖。信息采集單元采集相應(yīng)的信息源; 信號(hào)處 理單元通過(guò)帶邏輯控制及運(yùn)算功能的裝置對(duì)采集的 信息源進(jìn)行處理; 控制輸出單元是信息處理后通過(guò)該 輸出單元輸出控制信號(hào)和應(yīng)有的報(bào)警信號(hào)等; 信息存 儲(chǔ)單元實(shí)時(shí)存儲(chǔ)所需采集的信息，以備查用，一旦事 故發(fā)生，可以進(jìn)行事故追溯分析; 信息顯示單元向司 機(jī)和管理人員顯示起重機(jī)械的工作狀態(tài)和各類參數(shù); 信息導(dǎo)出接口單元用來(lái)傳輸信息。遠(yuǎn)程傳輸單元主 要用于起重機(jī)械的信息化平臺(tái)的構(gòu)建，方便故障分析 和日常監(jiān)管，遠(yuǎn)程平臺(tái)既可以從信息處理單元讀取數(shù) 據(jù)，也可以向信息處理單元寫入數(shù)據(jù)［3］。

 2． 2 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是指對(duì)門式起重 機(jī)工作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，能夠?qū)χ匾\(yùn)行參數(shù)和安全狀 態(tài)進(jìn)行記錄并管理的系統(tǒng)［4］。系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄的運(yùn)行 參數(shù)、操作記錄當(dāng)滿足故障條件和設(shè)置預(yù)警值時(shí)，系 統(tǒng)及時(shí)提醒和記錄各種事件信息，為起重機(jī)的操作人 員和維護(hù)人員提供實(shí)時(shí)、詳盡的歷史數(shù)據(jù)和分析報(bào) 表。安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、嵌 入式技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)的高科技智能產(chǎn)品。

 2． 2． 1 系統(tǒng)安裝內(nèi)容 ( 1) 系統(tǒng)信息采集源包括: 起重量限制器; 起升 高度限位器; 風(fēng)速儀裝置; 同一或不同一軌道運(yùn)行機(jī) 構(gòu)防碰撞裝置; 超速保護(hù)裝置; 起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器。 ( 2) 監(jiān)控參數(shù)包括: 起重量; 起升高度; 起升、小 車運(yùn)行、大車運(yùn)行等運(yùn)行行程; 風(fēng)速; 大車運(yùn)行偏斜; 水平度; 同一或不同一軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)安全距離; 支腿 垂直度; 操作指令; 工作時(shí)間; 累計(jì)工作時(shí)間; 每次工 作循環(huán)。 ( 3) 監(jiān)控狀態(tài)包括: 起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)狀態(tài); 抗風(fēng) 防滑狀態(tài); 聯(lián)鎖保護(hù)( 門限位和機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián) 鎖) ; 工況設(shè)置狀態(tài); 供電電纜卷筒狀態(tài); 視頻系統(tǒng)。 以上監(jiān)控狀態(tài)至少需觀察到吊點(diǎn)。 圖 1 工作原理框圖 

2． 2． 2 系統(tǒng)功能 

( 1) 系統(tǒng)具有信息實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。通過(guò)對(duì)門式 起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)、小車走行機(jī)構(gòu)等 各系統(tǒng)的電壓、電流、速度、負(fù)荷等參數(shù)及控制各點(diǎn)的 檢測(cè)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān) 控，將各主要機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)以圖形方式顯示出來(lái)。 起重機(jī)作業(yè)、各機(jī)構(gòu)狀態(tài)、各制動(dòng)器的狀態(tài)清晰監(jiān)控。 

( 2) 系統(tǒng)有故障報(bào)警記錄。系統(tǒng)準(zhǔn)確、及時(shí)地將 設(shè)備發(fā)生的故障、故障原因、報(bào)警提示、按時(shí)間順序排 · 811 · 應(yīng)用與試驗(yàn) 2014 年第 2 期 ( 第 27 卷，總第 130 期) ·機(jī)械研究與應(yīng)用· 列顯示在其列表中，并進(jìn)行及時(shí)更新、記錄。報(bào)警故 障內(nèi)容包括: 實(shí)時(shí)報(bào)警故障、報(bào)警故障信息顯示( 包 括故障時(shí)相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)值記錄) ，歷史記錄查詢。 系統(tǒng)能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，還可以對(duì)一定時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生同 樣的故障進(jìn)行記錄提醒，以便維護(hù)人員對(duì)故障進(jìn)行分 析解決。設(shè)備管理人員在辦公室終端上也能了解設(shè) 備的情況，分析設(shè)備的問(wèn)題。

 ( 3) 系統(tǒng)有安全事件分析記錄功能。系統(tǒng)能準(zhǔn) 確記錄并存儲(chǔ)發(fā)生故障前后一段時(shí)間安全裝置的狀 態(tài)和電流、電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速等相關(guān)參數(shù)，據(jù)此分析判斷 哪些參數(shù)是正常的，哪些是非正常的，出現(xiàn)安全事件 后，以記錄為依據(jù)，判斷是違規(guī)操作還是設(shè)備自身故 障的原因，為事故原因分析提供第一手資料。 

( 4) 系統(tǒng)具有運(yùn)行管理的功能。系統(tǒng)自動(dòng)記錄 設(shè)備的作業(yè)情況，并能夠?qū)ψ鳂I(yè)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢。 可以進(jìn)行工班統(tǒng)計(jì)和設(shè)備的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，作為制定維修 保養(yǎng)計(jì)劃的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)量化管理。同時(shí)結(jié)合錄入編制 的維修保養(yǎng)周期表，系統(tǒng)還會(huì)給出各部件的相應(yīng)維保 提示和警告。

 ( 5) 系統(tǒng)通過(guò)授權(quán)進(jìn)行系列參數(shù)的設(shè)置。限位 保護(hù)、大車、小車、起升機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)位置、設(shè)備性能參 數(shù)、報(bào)警與停機(jī)的參數(shù)的設(shè)置只有相關(guān)的授權(quán)人才能 進(jìn)行設(shè)置更改。 

( 6) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、打印運(yùn)行報(bào)告。系統(tǒng)能提供 作業(yè)情況、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、故障報(bào)表、操作報(bào)告、重復(fù)性故 障率、設(shè)備作業(yè)率、維修記錄等相關(guān)數(shù)據(jù)。 

2． 2． 3 安全使用技術(shù) 安裝了安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，還得在應(yīng)用中有相關(guān) 完善的安全管理支持才能正常運(yùn)行并發(fā)揮作用。主要 應(yīng)注意以下方面: 采購(gòu)的系統(tǒng)必須符合相關(guān)的技術(shù)要 求、符合有關(guān)的強(qiáng)制性規(guī)定和設(shè)計(jì)、制造要求并附相關(guān) 的文件; 充實(shí)安全監(jiān)控專業(yè)技術(shù)人員，定人定崗管理安 全監(jiān)控管理系統(tǒng)，保證該系統(tǒng)有效可靠; 加強(qiáng)安全技 術(shù)培訓(xùn)，使使用人員會(huì)使用會(huì)辨別會(huì)合理處理; 完善 門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)使用過(guò)程的監(jiān)管工作， 確保系統(tǒng)在線; 各方責(zé)任主體應(yīng)派專人負(fù)責(zé)安全監(jiān)控 系統(tǒng)信息的維護(hù)和處理，掌握運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)信息，及 時(shí)處理各類報(bào)警信息，確保安全運(yùn)行; 建立相關(guān)的符 合技術(shù)規(guī)范要求的的安全技術(shù)檔案; 使用單位應(yīng)按規(guī) 定使用、維護(hù)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)并處于良好工作狀 態(tài); 設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，監(jiān)控設(shè)備、軟件、線路等發(fā)生 故障，應(yīng)及時(shí)與安裝單位聯(lián)系維修，不得擅自處理。 

3 應(yīng) 用 

3． 1 在某造船廠船用 300 t 龍門吊的改造 

( 1) 16 路六種信號(hào)的采集如下。 重量 4 路信號(hào)采集: 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，原 4 個(gè)傳感器 仍正常，直接采用作為 300 t 吊車主副鉤的重量信號(hào) 采集傳感器。 高度 4 路信號(hào)采集: 主副現(xiàn)有的 4 臺(tái)高度限制器 未帶電位器，改成具有機(jī)械高度限制，又可保證系統(tǒng) 即時(shí)顯示高度信息的高度限制器。 風(fēng)速 1 路信號(hào)采集: 該龍門吊沒(méi)有安裝風(fēng)速傳感 器，需新裝風(fēng)速傳感器，將傳感器安裝在龍門吊司機(jī) 操作室上面的最頂端。 防碰撞 2 路信號(hào)采集: 該吊機(jī)沒(méi)有安裝防碰撞傳 感器，現(xiàn)重新安裝激光紅外線防碰撞傳感器，在對(duì)應(yīng) 前后相鄰的300 t 龍門吊的主梁上同標(biāo)高處安裝傳感 器進(jìn)行檢測(cè)，報(bào)警距離根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定。 抗風(fēng)防滑 2 路信號(hào)采集: 該龍門吊已有抗風(fēng)防滑 的夾軌器裝置，采集該電信號(hào)作為開關(guān)信號(hào)即可。 安全門 1 路信號(hào)采集: 該龍門吊安全門已有自鎖 開關(guān)，采集該電信號(hào)即可。 設(shè)置對(duì)主要吊裝場(chǎng)地的對(duì)應(yīng)視頻: 吊車上可設(shè)置 2 個(gè)攝像鏡頭，作為特殊情況下回放當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)情景用。 

( 2) 信號(hào)顯示: 將采集的信號(hào)集成到 7 寸液晶屏 上顯示，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)，可以加設(shè)專門的顯示屏。

 ( 3) 信號(hào)控制: 當(dāng)相應(yīng)的參數(shù)報(bào)警時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼 電器由常閉轉(zhuǎn)為常開狀態(tài)，此時(shí)起到控制作用。

( 4) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ): 在 SD 卡中記錄相應(yīng)的信息，包 括信號(hào)參數(shù)、30 個(gè)工作日的時(shí)間、吊裝頻次等。 

( 5) 數(shù)據(jù)讀取及導(dǎo)出: 通過(guò) SD 卡讀取并可打印 相關(guān)數(shù)據(jù)，記錄下載的數(shù)據(jù); 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存滿后提示起重 機(jī)操作者進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。 

( 6) 遠(yuǎn)程監(jiān)控及實(shí)時(shí)控制: 龍門吊的主要數(shù)據(jù)可 以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)傳輸，在管理者的電腦上可 進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)授權(quán)在軟件上實(shí)時(shí)查看、控制、管理。 

3． 2 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)不僅能用在新制造的門式起 重機(jī)上，而且能對(duì)舊設(shè)備進(jìn)行改造，如以上船用 300 噸門吊安全監(jiān)控管理系統(tǒng)為舊設(shè)備的改造。安全監(jiān) 控管理系統(tǒng)能廣泛推廣應(yīng)用于門式起重機(jī)，實(shí)現(xiàn)用科 技的手段提升設(shè)備的安全，強(qiáng)化安全管理。