摘要：為確保起重機(jī)運(yùn)行安全，開發(fā)了門座式起重機(jī)運(yùn)行信息安全管理系統(tǒng)。具體介紹該系統(tǒng)的組成及其功能。該系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

隨著我國(guó)港口的高速發(fā)展，作為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的核心設(shè)備——起重機(jī)的使用也已日益廣泛。但由于超載、超速等違規(guī)作業(yè)，各類安全事故也頻繁發(fā)生。本文研究的項(xiàng)目是一種基于無線傳輸和互聯(lián)網(wǎng)的港口門座起重機(jī)安全監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過 GPRS 和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)門機(jī)每一次循環(huán)作業(yè)參數(shù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程記錄并存儲(chǔ)，能夠隨時(shí)對(duì)設(shè)備的違規(guī)操作進(jìn)行檢測(cè)，記錄起重機(jī)的起重量、工作幅度、能量消耗、工作應(yīng)力變化值運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及進(jìn)行日、月、年的累加功能，在監(jiān)控安全數(shù)據(jù)的同時(shí)保證起重機(jī)安全運(yùn)行。

1. 系統(tǒng)的組成及其功能

1.1整體設(shè)計(jì)方案

       本項(xiàng)目以秦皇島港雜貨碼頭的門座式起重機(jī)為主要對(duì)象，研制了一套起重機(jī)運(yùn)行信息安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要包括現(xiàn)場(chǎng)信息采集系統(tǒng)、GPRSDTU 無線數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)遙測(cè)與分析系統(tǒng)，其總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集硬件節(jié)點(diǎn)部分、無線傳輸部分、監(jiān)控系統(tǒng)軟件(包括數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器）等構(gòu)成，通過無線傳輸方式有效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)變力、回轉(zhuǎn)角度、起重量、起升高度、幅度等多項(xiàng)參數(shù)，避開因?yàn)榫€路的原因給機(jī)械運(yùn)行帶來不便，實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能并能及時(shí)報(bào)警，以采取有效預(yù)防措施，防止意外事故的發(fā)生。其對(duì)于保障港口門機(jī)設(shè)備的安全運(yùn)行，減少潛在事故隱患以及指導(dǎo)港口設(shè)備的維修管理起了重要作用。

1.2 硬件節(jié)點(diǎn)部分

每臺(tái)起重機(jī)的硬件部分是由 8 個(gè)應(yīng)變采集節(jié)點(diǎn)、1 個(gè)回轉(zhuǎn)角度節(jié)點(diǎn)、1 個(gè)起重機(jī)運(yùn)行信息節(jié)點(diǎn)（包括重量和幅度）構(gòu)成。

應(yīng)變力采集節(jié)點(diǎn)：

在每臺(tái)門機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)上部的象鼻梁、主臂架、大小拉桿、人字架等關(guān)鍵部位一共安裝了 8 個(gè)應(yīng)變力采集節(jié)點(diǎn)，包含起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)接口模塊 ，其原理如圖 2 所示

回轉(zhuǎn)角度采集節(jié)點(diǎn)基本構(gòu)成如圖 3 所示。

起重機(jī)運(yùn)行信息采集節(jié)點(diǎn)是由傳感器將采集到的起重量、幅度和高度的信息，通過 485 總線傳輸至單片機(jī)，其工作原理如圖 4 所示。

1.3 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件及其功能設(shè)計(jì)

為了完成監(jiān)測(cè)功能，在監(jiān)控機(jī)用 C#編寫了GPRS DTU 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸界面程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程接收和信號(hào)分析。通過起重機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集起重機(jī)數(shù)據(jù)，經(jīng) GPRS DTU 的無線傳輸，將結(jié)果上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器并存儲(chǔ)。

通過 GPRS 遠(yuǎn)程傳輸，可以接收到起重機(jī)的起重量、幅度、結(jié)構(gòu)應(yīng)變及回轉(zhuǎn)角度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過編程分析生成報(bào)表，這更方便了對(duì)起重機(jī)的安全狀況進(jìn)行及時(shí)了解和及時(shí)維護(hù)管理。同時(shí)，起重機(jī)的作業(yè)量、電量等歷史安全數(shù)據(jù)也由無線傳輸至服務(wù)器存儲(chǔ)，以便隨時(shí)可以查詢并統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)語

整套安全監(jiān)控系統(tǒng)在門座式起重機(jī)安裝使用后，門機(jī)上的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)可以隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅可以用于分析起重機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，防止超載超幅運(yùn)行，還可以在事先進(jìn)行分析預(yù)防，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理。通過司機(jī)室內(nèi)超載限制器，司機(jī)可以直觀監(jiān)測(cè)到當(dāng)前起重機(jī)的操作參數(shù)，包括起重量、幅度等，改變以往靠司機(jī)經(jīng)驗(yàn)的盲目性操作，并使得起重機(jī)的安全監(jiān)控成為動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而最大程度保障了起重機(jī)安全運(yùn)行，防止發(fā)生重大安全事故。