塔式起重机安全监控系统研究

罗淦民

（中铁四局五公司，九江 332100）

塔式起重机安全监控系统研究

罗淦民

（中铁四局五公司，九江 332100）

本研究对塔式起重机安全监控的现状和其必要性进行全面探讨，并提出安全监控系统总体设计方案以供业内人士参考。

建筑行业 塔式起重机 安全监控系统

1 塔式起重机安全监控的必要性

塔式起重机在建筑行业中发挥着重要作用，但也存在着极大的安全隐患，必须采取一定的措施进行预防和处理。据不完全资料显示，在施工过程中存在众多由塔式起重机引起的安全事故中，其主要原因是部分施工单位在实际施工过程中未严格遵守塔式起重机的安全管理规定、疏忽对塔式起重机安全管理的工作、存在一些不良习惯等，如不按照塔式起重机相关的要求和标准进行合理操作，不能定时定期对塔式起重机进行安全检查和维修，有时甚至为偷工减料、赶时赶工，一些施工单位的相关人员在施工过程中任意增加塔式起重机的起重数量，严重超出塔式起重机正常的起重重量，这些不科学的操作都为安全生产埋下了隐患。对于塔式起重机进行安全管理和监督意义重大，不仅可有效地避免各种不良的操作习惯和行为，且能督促相关人员规范自己的行为和操作，起到规避和降低风险的作用。对塔式起重机实施安全监督和管理，可有效地保证塔式起重机本身无质量安全问题，减少因塔式起重机本身质量问题而导致的安全事故。即使发生意外的安全事件，也能在第一时间内发现问题并且采取相关的措施给予及时地处理，将风险和损害降到最低。从更严格的意义上讲，塔式起重机安全监控系统有助于实现塔式起重机操作的专业化、规范化、科学化的水平，降低风险，提高施工效率，创造更多利润。

2 塔式起重机安全监控系统研究现状

在我国塔式起重机的安全监控应用的早期，缺乏专业的监控系统和技术支持，施工人员主要依靠平时在施工过程中积累的经验和实际观察实现对塔式起重机安全性能的监控。目前的施工过程中，开始逐步利用一些先进的技术手段和相关硬件设施对塔式起重机的安全性能进行科学智能地控制和监督，常用的塔式起重机中大都安装了起重量限制器、力矩限制器等设备，用来控制塔式起重机起重数量和高度，一旦塔式起重机承受的数量和高度超过塔式起重机的规定范围，这些设备将会发挥它们的作用，自动切断电源，停止塔式起重机的运行。虽然在一定程度上实现了塔式起重机的技术进步，但仍存在一定的缺陷，虽可在短时间内切断电源实现对塔式起重机的控制，但这种瞬时断电易对塔式起重机形成极大地冲击，对塔式起重机本身的机构强度造成一定的损害。目前，我国国内相关领域的研究机构和高校加大了在塔式起重机的安全监控系统方面的研究力度，运用数字传感技术、无线传输技术、互联网技术、数据库技术和计算机辅助决策技术取得了显著成果和重大突破，克服和完善了塔式起重机安全监控过程中存在的问题和不足，在其基础上进行了更为深入的探讨和技术投入，极大地提高了塔式起重机安全监控系统的灵活性、适应性、科学性和稳定性，这些技术和理论在塔式起重机安全监控方面得到了广泛应用。

3 安全监控系统总体设计方案

3.1 安全监控要求

根据国家标准《起重机械 安全监控管理系统》（GB/ T28264-2012），系统由信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元和信息导出接口单元组成，具有远程传输和监控功能。

3.2 系统设计方案

安全监控系统在国家标准的基础上参考国外先进监控系统的设计进行设计，主要分为3个部分：前置信号采集、机载控制器和起重机械动态稳定性分析。

3.2.1 前置信号采集

前置信号采集模块主要由传感器、微控制器和RS485通信模块组成。用于采集传感器信号，并且增强传感器信号的抗干扰性和远距离传输的能力，保证传感器信号在传输过程中不失真，提高整个系统的测量准确度。

3.2.2 机载控制器

机载控制器模块由微控制器、显示模块、存储模块和无线通信模块等组成。安放在起重机械驾驶室内，接受来自采集模块的信号，并对其进行处理、存储、分析，达到监控的目的。通过显示屏显示结果，利用无线模块实现远程监控的功能。

3.2.3 动态稳定性分析

依据监测参数和起重机械自身设计参数，采用稳定性评估模型获得起重机械的实时动态稳定性系数，实现起重机械平衡性分析的功能。

3.3 功能组成

3.3.1 塔吊安全监控

系统以塔吊设备为中心，通过对设备的登记、应用告知、运行记载和统计，实现对塔吊整个生命过程的实时记录和运行情况的实时监控，保障塔吊的安全运行，确保塔吊的安全施工。

3.3.2 施工升降机安全监控

升降机智能控制器由带动态显示的主机（内置制动控制、门锁状态检测装置、UPS电源）、高度传感器、重量传感器、人数识别传感器、IC读卡器（指纹传感器或眼睛虹膜传感器）、倾角传感器、轨道障碍物传感器、笼内视频监控、近距无线通信模块和远距无线通信模块等组成。

4 结语

通过上述分析，对塔式起重机有了一定的认识，同时也进一步明确了塔式起重机在建筑行业内的广泛应用以及发挥出的关键性的作用。同时，塔式起重机在实际应用过程中的安全隐患也不容忽视。在充分发挥塔式起重机在建筑领域中的优势的同时，更要注重对塔式起重机安全隐患的预防和及时处理，必须清楚地认识到塔式起重机的安全监控装置能起到对塔式起重机安全隐患的有效监控，有助于降低塔式起重机事故发生的可能性，保证施工过程顺利进行。

[1]李守林，罗文龙，王涛，等.塔式起重机作业安全监控信息化管理系统的研究[J].建筑机械，2009，（4）：63-65.

[2]简小刚，张艳伟，冯跃.工程机械故障诊断技术的研究现状与发展趋势[J].中国工程机械学报，2005，3（4）:445-449.

Research on Safety Monitoring System for Tower Crane

LUO Ganmin
(China Railway Four Bureau Fifth Company, Jiujiang 332100)

In this paper, the present situation and the necessity of safety monitoring of tower crane are discussed and the overall design scheme of safety monitoring system is proposed.

construction industry, tower crane, safety monitoring system