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塔机安全监控系统的发展趋势

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2016-06-07 14:02:00

从宏观上看,塔机安全监控系统属于塔机自动化系统的一部分,它和运行控制系统、自诊断监控系统等系统的功能有很多是相互交叉、相辅相成的。先进有效的塔机安监系统对提高可靠性,提升作业效率,及时发现塔机关键部件的故障,保障安全生产都是极其重要的。GB 5144—2006《塔式起重机安全规程》明确规定塔机必须配备监测与安全保护装置[5]。



我国的塔机安全保护装置研制大约始于 20世纪 50 年代后期,主要经历了机械式、电子模拟式、数字式及微机控制式等形式,由于起步晚,技术水平较低。早期主要集中在起重量超载限制器、力矩限制器、幅度和高度限位器等这些安全装置上。近期也出现了如北京恒美工控、济南富友慧明、宜昌鑫扬等厂商研发的各种塔机安全监控管理系统。这些系统综合了微电子、信息传感、通信及计算机软件数据处理等技术,将各种安全装置功能进行有效集成,统一综合监测管理[7-8]。



反观国外先进的塔机生产厂商,其产品的安监系统都普遍融合了传感器技术、嵌入式技术、数据采集技术、数据处理技术、无线传感网络与远程通信技术等高新技术,通过前端监控装置和平台无缝融合,能将塔机运行工况安全数据和报警信息通过 3G 无线等网络技术实时发送到远程可视化监控平台,实现开放式的实时、动态塔机作业监控,其技术的先进性和可靠性普遍胜国内企业一筹。



同时,国外高水平的安全监控和自动化系统通常都致力于应用新型技术和科技成果。如德国的 LIEBHERR 起重机,采用激光装置测量起吊物的重心位置,依靠超声波传感器引导取物装置抓取货物;法国 POTAIN 公司在其 MD 系列的塔机中,安装了智能化的微机辅助保养和微机辅助驾驶系统,这种智能系统能记录塔机系统相关参数并存储各种故障、易损件磨耗程度和使用寿命等信息。英国一些厂家生产的塔机还配备了无线遥控功能,安装了智能近场感应系统,可有效避免起重机之间的相互碰撞[4]。


因此,研究开发新型高效的塔机安全监控系统对塔机安全工作有着相当积极的意义。这种系统应和微电子技术、计算机技术、智能仪表技术及传感器技术相结合,其功能不仅要对塔机工作时的载荷、力矩起到限制作用,更应能随时监测包括起升高度、风速、起升角度、工作幅度甚至钢丝绳状况、油温、振动情况等关于塔机状态的准确信息。同时还要使塔机有较强的自动控制功能及自诊断能力和智能化程度,以降低操作和维护

劳动强度并保证塔机的安全。


总体来说,从借鉴国际先进技术和有效预防塔机安全事故的角度出发,我国的塔机监控系统应从以下几个方面着重突破:


1)突出系统的集成化、信息化、智能化。伴随着计算机技术、自动控制技术、传感器技术的发展,塔机安全监控系统应具有更高的信息采集和数据处理能力,并具有能根据被监测对象的各种即时参数进行更智能的有效的危险性判别、分析和提出专家决策方案的功能,从而大幅度提高塔机安全监控的效率和质量;


2)突出“监”和“测”控制记录的一体化、整合化。特别对于大型塔机系统,由于其设备昂贵、结构复杂,对于监测控制系统要求更高,一体化的塔机监测控制系统更是其发展方向。所谓的一体化塔机监测控制系统是指其集成了运行控制系统、安全监控系统和自诊断监控系统的功能,能够统一控制塔机设备和监视塔机运行状态,并能实时记录和存储塔机的工作状况,随时对违规操作进行科学检测,为设备有效管理提供真实可靠的数据。该系统能有效预防事故的发生,杜绝安全生产隐患,同时也可为质监管理部门提供详实的数据查询,实现塔机生产的量化管理;


3)积极加入新技术新成果,开发新型软硬件系统。要更好地实现系统的监测监控,必须在软硬件技术上同时着手,将最新的技术和成果加入进来。例如传统的塔机监控系统采用有线通信方式,传感器与控制台、控制中心采用有线连接,施工困难,花费大,而且往往无法满足复杂环境下实时性、可靠性的通信要求。近些年在监控领域兴起的无线传感器网络监控方式则具有自由网络组织、动态拓扑、多路由等优点,可以克服特殊地理和气候环境的障碍,且易于扩展,具有传统有线监控系统无法比拟的灵活性[9],所以将无线网络技术应用到塔机监控系统中,具有良好的应用前景;



4)突出监控系统的“黑匣子”功能。具备类似于飞机的黑匣子功能的起重机监控系统,可以使用户在使用和维护塔机过程中,利用记录的数据快速准确地判明塔机的故障、性能及其变化趋势,以便制定合理的维修周期和维修方案。而且监管部门还可以根据记录的数据,对已经发生的事故塔机进行科学可靠的事故评定。甚至在设计新型塔机时,技术人员可以充分利用样机、原理机上所记录的大量数据来指导塔机设计,使塔机有更好的安全性能和经济性能。

值得一提的是,通过技术改造增设安全监控系统也是针对超龄塔机安全生产的有效措施。一些单位成功地为老旧塔机增设了安全监控系统,实现了智能监测、采集数据、数据分析及预警的目的。这种安监系统采用成品安装方式,施工方便,成本低廉,且可以重复利用[10]。如果可以进一步提高整体可靠性和稳定性,对于国内众多的超龄塔机将具有非常现实的意义。