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针对门式起重机安全监控管理系统的应用和研究

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2017-07-27 12:12:00

一、前言

门式起重机作为户外重大物体的搬运设备, 具有场地利用率高、作业范围大、适应面广及通用 性强等特点,在港口货场用于室外货场、料场货及 散货的装卸作业。因此,如何提高安全性就成为需 要解决的首要目标。根据起重机安全监控(GB/ T28264-2012)系统的新标准,必须实时监控现场 门式起重机的一些运行参数,及时地检测并警告 门式起重机在运行过程中存在的问题,方便设备 管理人员维护与维修。


二、门式起重机安全监控管理系统系统硬件改造

2.1 160t门式起重机原系统控制方式

该门式起重机160/63/16T三个起升机构均采 用接触器控制的单相制动切电阻控制方案,主小 车/副小车/大车三个运行机构均采用接触器控制 的一档滑行切电阻控制方案。

该门式起重机没有PLC、调速器、工控机及摄 像系统,根据新标准,不满足要记录起重机数据的 要求,需要改造。


2.2 160t门吊监控系统改造硬件

(1) 数据采集控制器:用于整机的控制,采集 整机的I/O信号。单片机是专门为起重机控制开 发的专用控制器。控制器上还有2路485通讯接 口、24路数量输入及16路数字量输出。

(2) 监控主机:监控主机是为安全监控系统开 发的专用控制器,它与数据采集控制器之间通过 以太网通讯进行数据交换。监控主机上还有2路 485通讯接口、6路模拟量输入、2路模拟量输出、 32路数量输人及16路数字量输出。监控主机上带16G的SD存储卡,它先将国标GBT 28264-2012 要求的需要存储的数据以100ms为周期存储到SD 卡上,每一条数据都带有时间戳。

(3) 上位机:上位机为一台预装了监控软件的 工控机。工控机与监控主机之间通过以太网连接, 上位机画面实时显示整机的工作状态;上位机将 监控主机SD存储卡中的数据导人到上位机的数 据库中,导人后的数据可在上位机画面中查询。

(4) 编码器:检测起升机构的起升高度和运行 机构的运行行程是通过分别安装在卷筒和车轮上 的绝对值编码器的计数值来实现的。编码器采用 485通讯协议与数据采集控制通讯。

(5) 起重量限制器:起升机构的起重量限制器 仪表盒选用的是带4-20mA模拟量输出接口的,将 模拟量信号接到监控主机上,在监控主机上读取 起升机构的重量值。

(6) 风速仪:风速仪仪表盒选用带4-20mA模 拟量输出接口的,将模拟量信号接到监控主机上, 在监控主机上读取风速仪的风速值。

(7) 各个机构的行程限位、超速开关、激光防 撞、保护限位、联动台及抗风防滑等作为整机电气 系统的组成部分,各个信号都进人数据采集控制 器内,作为整机控制的一部分。

(8) 摄像系统:摄像系统是自成体系的,在大 车的四角端部各安装一个摄像头,用于拍摄大车 行走区域;在端梁的中部安装两个摄像头,用于拍 摄吊钩的运行区域;将各个网络摄像头通过网线 连接到电气室内的交换机上然后在与硬盘刻录机 (NVR)连接,硬盘刻录机的视频接口连接显示器, 在显示器上显示各个摄像头的画面。


三、门式起重机监控系统国标要求及实现方法

序号 监控内容 检测元件/实现方法
1 起重量 起升机构:配置起重限制器,仪表盒带4 - 20mA模拟M输出接口,将 模拟量信号连接至监控主机上,读取起升机构重W值-
2 起升高度/下降深度 在起升机构卷筒末端安装绝对值编码器.绝对值编码器与数据采集控 制器之间通过485通讯,读取编码器计数值。
3 运行行程 在运行机构的被动轮上安装绝对值编码器,绝对值编码器与数据采集 控制器之间通过485通讯,读取编码器计数值-
4 偏斜限位 通过大车两侧被动轮上安装绝对值编码器,读取编码器差值。
5 风速仪装置 仪表盒带4 -20mA模拟适输出接口,将模拟量信号连接至监控主机上, 读取风速仪风速值。
6 同一轨道运行机构安全距离 在端梁上安装激光防撞,检测两车之间的安全距离.
7 操作指令 在上位机画面上显示并存储门吊的操作指令。
8 工作时间 在监控主机上通过程序计算及存储工作时间,并在上位机画面中显示 及存储。
9 累积工作时间 在监控主机上通过程序计算及存储累积工作时间,并在上位机画面中 显示及存储。
10 每次工作循环 在监控主机上通过程序计算及存储每次工作循环,并在上位机画面中 显示及存储。
11 起升机构制动器状态 检测起升机构的接触器。
12 联锁保护:门限位 在各个登机门上安装门限位。
13 抗风防滑装置 通过信息采集控制器将采集的锚定、夹轨器信息传送到监控主机。
14 视频系统 配置视频系统,用于拍摄大车运行区域和吊钩运行区域C



四、门式起重机安全监控管理系统软件

4.1程序编辑

程序编辑是对单片机Config软件的编辑。系 统共用丨6块EDC3200单片机,1块MCD1000监 控主板,见图1;由于设备采集源比较分散,所以程 序是分别在每个EDC3200单片机内编辑,最后在 通过以太网传送到MCD1000内统一处理,见图2。


4.2画面处理

将采集的数据在Dview中显示,上位机画面主 要包括:实时状态、数据记录、故障报警、打开程 序、电路图及视频信息这六大部分,每个画面下分 别有相关对应的内容P

例如:实时状态部分能够查看整机的实时状 态信号,包括限位、运行行程、起升高度、起重量、 工作循环及累计工作时间等。实时状态下包括:全 车总览、配电、主起机构、一号副起、二号副起、一 号小车二号小车及大车机构这个八个部分,如图3 所示。


五、结论

门式起重机安全监控管理系统改造方案采用 单片机控制取消了继电器控制,简化了原来的控 制线路,减少了故障点。并通过监控主板将采集的 数据在工控机上显示、存储。系统满足国家标准要 求,能够查看实时数据、历史数据等必要参数,系

统通过一段时间的在线监测,运行稳定,故障率极 低,大大减少了用户维护设备的时间。