对于起重机安全监控与防摇控制研究

吴鲲鹏

(漯河市特种设备安全检测中心,河南漯河 462000)

对于起重机安全监控与防摇控制研究

吴鲲鹏

(漯河市特种设备安全检测中心,河南漯河 462000)

起重机在运行过程中当平移机构采用可变速驱动时,吊重会在运输过程中产生摆动现象,极大的影响了起重机的安全性以及工作效率;以三相交流电为电源的起重机,在相序错误、过压等情况下会导致设备运转错误、过热等现象,对起重机设备安全以及操作员的人身安全都有极大的影响。基于以上两点,对起重机进行防摇控制,以期让吊重的摆动尽可能快的消减,以及对起重机三相电相序是否正确、是否缺相、是否超重等进行监测,以保障起重机的安全性和工作效率。

门式起重机 全维观测器 防摇控制 安全监控

近年来，由于中国经济的快速发展，已经有些基础建设项目日益在增加，随着世界贸易中其他国家继续深化，港口货物和其他定量的工作日益繁重，由于中国的综合国力不断增强，大型工程如三峡工程、北京奥运会等也将越来越多，于是起重机在这方面的发挥起到了越来越重要的作用。

1 起重机安全监控的方法

1.1 研究和实施建筑安全生产的治本之策

实际的生产结合了建设和安全特性，研究和落实建设基安全的本政策。首先，我们必须加强施工安全管理、修订法律法规和行政规章制度及安全标准规范，制定相关工作；其次，利用信息技术、建筑科学来标准、规范的调试起重机实时在线监测系统，实时主控区域的塔式起重机生产运行状态，一旦出现非法操作，系统会自动提醒、短信等提示。现场安全管理和政府监督管理人员，必须在第一时间停止危险的工作，以防止和减少事故的发生。

1.2 现场施工机械设备防护方面

严格的检验设备性能，以及安装后严谨的安全保障调试必须要做到位，坚决淘汰报废的机械设备。购买设备要进行归档备案的处理，记录设备故障、维修、保养的过程，并对设备违章指挥和违章操作的行为进行禁令，以保护施工设备的正常运行工作。

1.3 以开拓创新为动力,积极探索安全管理工作的新方法

进一步完善了“安全生产许可证”制度，积极推广新设备和应用，新技术、新工艺，不断提高安全生产，提高安全管理水平、方法以及措施，并结合实际的安全生产，从而来促进安全应用程序在生产工艺及技术装备上的发挥，来达到及时淘汰落后的生产技术和设备的目的。以制度为基础，科技进步为动力，注重与时俱进，提高安全管理的制度。

1.4 建立施工安全事故应急救援预案

施工安全管理的制定，其目的是提高建筑抵御严重事故的快速反应能力，最大限度地减少事故发生所带来的损失，要提前建立救援安全事故的系统。一旦存在安全事件发生，边可以立即迅速和有效地组织按照各自的职责和救援工作的分工，来防止事故的进一步扩展，努力减少人员伤亡和财产损失。

2 起重机常用的防摇控制系统研究

2.1 电子式减摇系统

对于吊重钢丝绳摆动的原因是因为吊重和小车之间的挠性钢丝绳柔性性所导致的，由于车的大小在执行任务时的突然抬起而产生摆动。因此，发展电子防摇系统的前提是先解决控制电机输出力矩的问题。

这种方法需要的非线性问题简化为线性或准线性问题，它是比较复杂的，它的应用是有局限性的。随后诞生了由变频器通过输出频率改变电机转速的速度控制模式，其输出频率逆变器是用来改变电机的转速。一般在闭环控制下，实际应用中容易出现小车速度调整过于频繁的现象，使得司机不舒服现象时常发生，最终导致一些配备电子防抖系统吊具机的遗弃使用。

电子防抖与视觉传感器反馈控制方案，是利用一个激光传感器通过调整车运作，以减少提重物摆动的速度和方向来检测旋转角度。然而，这种方法的成本过高，并且在恶劣的天气条件是无法实现的。

模糊逻辑控制方案在国外已经实行起来。它采用模糊神经信息技术的和技巧，来寻找启动加速的最佳时机，司机会经操作摇实际运行的系统数据输入，以达到最佳的控制。模糊控制方案得以实施，是用来确定控制命令的工作，并自动将由主观模糊的人通模糊数据来进行数字化的定量，然后使用相同的微处理器模拟熟练的司机所操作的过程，由此起到了高效及安全性的结合的作用。

起重机的启动时刻是很难得到确定保证的，管关键就在于它工作时吊载行程的大小以及起升高度的不确定性。因此，该方案只能在起重机路线固定及具有调速系统的前提下才能得以实施。

2.2 液压减摇系统

液压缸驱动的防摇控制仅仅能针对于已经发生摇摆的状况，而不能主动的去防止摆动。此防摇系统，多在外国港口机械上得以使用。然而，该系统的复杂结构，导致了该液压系统的维护要求度颇高。

2.3 分离台车式机械减摇系统

港机所用的防摇系统多是分离台车式机械减摇系统，其防抖机是由分离台车系统和机械阻尼系统构成。它是由减摇平衡架6和小框架7构成，减摇平衡架6的侧摆动是由铰轴8、9所决定的。其主要特点是：(1)简单的分离台车和阻尼系统；(2)由于分离台车开度大，其自身防抖能力强；(3)定期改变阻尼量，使摇摆效果达到最佳；(4)维护方便。由于分离台车的驱动方式是螺杆驱动，所以维护工作少，阻尼系统的配件也决定了其维护、调整与保养的及时性和方便性。

2.4 起重机防摇控制系统的应用

倒八字绳系是一种方便、实惠、可信的防抖模式起升结构。如德国、意大利以及俄罗斯长期以来在冶金起重机就已经被使用。天津钢管有限责任公司(天津大无缝)，在起重机的使用上就配合了这种防摇系统，其防抖效果显著。该应用程序在国内的运用比较少，大连重工起重集团＃ (大连起重机厂)在20世纪70年代初，以该系统配合冶金起重机在鞍钢冶金起重上得以很好的发挥，并在80年代初的动力是脱锭起重机，倒八字绳系也起到了作用，在大冶钢厂的现场得多了多人的认可。

电子防摇控制系统已成为研究起重机防摇控制的主流，但大部分国内起重机防摇控制仍然采用的是机械防抖模式。一方面，由于企业无法承受费用高昂的国外成熟的控制系统技术，另一方面是，由于国内的研究大部分还处于理论阶段，无法完成实物的创造。所以，我们更需快马加鞭的实现电子防控系统的问世，来解决国内起重生产的需求。

[1]邹胜.集装箱起重机吊具止摆装置的工作原理及计算[J].起重运输机械,2011.

[2]林致来.岸边集装箱起重机机械减摇系统[J].起重运输机械,2012.