基于系统工程的桥式起重机安全监控管理系统研究

刘东旭

（承钢钢铁集团有限公司，河北 承德 067000）

在当前信息化水平和智能化科技不断发展的环境背景下，桥式起重机的发展具有更高的要求，其中对其安全性能的发挥和机器设备的正常使用都有着极高的标准。而桥式起重机的发展对于企业发展而言具有极其重要的影响力，必须在整个工作安全生产的前提下才可投入使用。

1 起重机械安全监控必要性

其中，桥式起重机对于现代工业而言有着必不可少的重要作用，可以推动现代化工业的快速发展进步，对工业生产效率的提高有着促进作用，但是也会对相关生产人员的生命安全形成巨大的挑战。在国家有关部门的具体收集调研过程下，我们可以知道，因起重机等安全设备发生问题而造成的安全事故在近几年内频发，对无数家庭产生支离破碎的消极作用的影响，所产生的利益损失不可估量。因此，这就需要国家监管部门对体重机的具体实施做出强烈的监管。而监管工作不仅需要保证起重机的正常运行，还必须对各类数据的真实准确性做出细致的调研，从而可以推动我国现代化机器设备的升级和优化，为相关工作人员的生命财产安全做出巨大的保障，降低危险因子存在的可能性，对推动我国机械化和现代化工业的发展有着重要意义。

2 起重机安全监控系统组成

对嵌入式起重机内部的安全系统进行有效的分析，并找出最适宜的工作方式和手段，还需要结合实际情况来对原有的方案进行适时的调整，从而可以推动整个系统安全监控趋于合理和完善。对于此次所调研的嵌入式起重机安全监控系统而言，不仅吸收了国外先进的科技水平和高科技生产成果，还能够将监控的时间控制在合理范围之内。在整个安全监控体系的运行过程之中，各类信息信号都可以为信息的收集和整理提供支持，帮助信息在短时间内成功运输，还可以对信息进行适时的调控和触摸屏的投入。其中，实时时钟可以明确各类储存信息的真实性，扩大储存范围，将可能出现的故障时间限定在合理范围之内。

3 智能远程控制系统设计

智能化远程操作体系需要满足以下三点需求:远程监控、路径规划以及自动控制。这也需要操作体系具备多类处理能力，能够实现数据与信息之间的有效传感，实现数据传导的精准化，还需要满足不同类别传感器的接口问题。因此，执行层、控制层和用户层也就应运而生，主要的体系分布和流程如下图1 所示。

图1 桥式起重机智能远程控制系统架构

3.1 执行层

对于整个操作系统而言，执行层主要的工作目的是帮助起重机的数据进行收集，并对各类数据的下达进行运输，实现起重机的各类动作的完成。该执行层内部包含大量的传感设备，在进行数据收集时必须根据国家有关规定来进行，还必须考虑到工作的周围环境因素的干扰。而采集数据与传感器的对应情况如下图2 所示。

图2 采集数据及对应的传感器

为保证整个设备体系能够平稳顺利实施，变频器的存在可以更好的改善原有的电极速度。

3.2 控制层

系统内部最重要的部分是控制层，其中主要包含三大处理装置：第一，路由器，路由器起到帮助各类数据连接的作用，不仅可以对上级的命令进行有效的归纳，还可以及时的对下级进行信息的传导和任务的下达；第二，PLC 控制设备，该设备装置能够更好的帮助智能桥式起重机得到更好的作用发挥，利用各项指令来运行任务的下达；第三，工控机，该设备的存在对于整个体系内部的信息传导和计算运输都有着极其重要的影响意义，可以将信息的传导控制在一定时间范围内，有着极其深远的作用。其中，工控机主要包含三点任务:其一，远程通信，该通信装置可以对起重机装置设备进行有效的监管，对起重机内部的各项信息数据进行有效的征集，还可以实现起重机与中心控制体系之间的有效联系；其二，PLC 通信功能可以实现，起重机与该系统之间的信息互换，从而可以利用系统对起重机得到远程操控，还可以帮助中心管理系统更好的控制起重机的各项运行状态。然而，对于PLC 行业管理而言，并没有形成完整且科学的具体协议，不同的机器系统有着不同的要求，可能会形成整个设备和系统之间的混乱性；其三，路径规划，从起重机的初始到结束，每一环节都需要路径规划来帮助其进行指导，所有的定点数据参数都需要提前录入到设备内，还需要在整个环节之内对周围的环境进行实时的监控，一旦发生异常现象，都需要人为的进行干扰和控制，从而可以最大程度的降低安全事故发生的可能性，减少外界干扰因素。通常情况下，桥式起重机主要利用传统的算法来帮助整个工程得以顺利运行，可以实现起重机内部发展的和谐统一性，有利于起重机的可持续发展进步。

3.3 用户层

数据中心作为整个用户层中最基础的存在，必须需要具备以下几类功能：第一，状态监测。可以对整个机器设备使用后的各类数据进行收集和整理归纳，不但可以帮助管理人员掌握车间内的各类信息，还可以帮助人员更好地掌握数据；第二，远程控制。利用电脑终端对车间内的各类数据进行调整和设计，还可以保障各类设备的管理；第三，用户登录。用户可以利用网络设备来查看起重机的投入使用情况；第四，数据储存。根据不同的情况对起重机的各类信息进行有效的储存，还可以在此基础上对设备进行有效的评估。

4 系统的应用与维护

4.1 系统的应用

（1）报警参数设置。报警参数不仅涉及到该系统内部的各类具体数值，还包含各类限制值。而参数的具体设置都有着具体要求，主要的形成界面如下图3 所示。

图3 参数设置界面

（2）数据标定。信号采集原件会对工作流程中产生的各类数据进行有效的归纳和整理，一但受到外界因素和人为因素的较大影响，就可能会使最终的数据形成误差，一旦误差过大，就需要对其进行数据标定。而标定情况主要表现如下图4 所示。

图4 小车行程标定界面

①高度标定方法：吊钩主要起到标定高度的作用，大致也分为三个档位，从低到高档位分别为其对应的距离。②大/小车行程调试方法：在小车停止的不同位置也会出现不同的行程标定菜单，而标定菜单内的距离与小车停止的距离之间具有一致性。③防撞传感器调试：防撞传感器内部的调试分档进行，通常情况下，主要将其分为标定菜单内的三个档位，而根据档位的变化而形成不同的挡板位置的安置。随着防撞标定菜单标定序号的增大，挡板的高度位置也随之增高，主要分为1m、2m 和3m三类位置变化。

（3）历史记录查询。一旦整个机器设备发生数据输入后，机器内部的上机位都能对数据进行良好的收集和整理归纳，为今后的工作和管理形成良好的数据基础，通常情况下，数据保存时间为六个月。

4.2 系统的维护

（1）检修维护注意事项。在对系统进行日常的维修减负工作时，必须注意以下几点注意事项:第一，接线标号对于整个仪器的输入接口有着非常重要的作用，因此必须对其进行着重的检查；第二，要注意接线与接线口之间的配对，尽可能的减少误差，以免对设备主机造成损害；第三，在对设备进行运输时，着重加大对设备的外源保护，尽可能地保护设备换成防水装置，降低外界因素的干扰；第四，非专业人员不足调换设备内的任何参数数据，必须严格按照最根本的规定方式来进行各项数据的维修；第五，所有的维修检测工作都必须记录档案，从而可以对整个系统内部的机器设备提供数据支持。

（2）常见故障分析和处理办法。整个体系中最常见的故障问题主要有三类：其一，在机器设备开机之后，显示屏并未连接。出现该故障的主要原因是因为电源接触不良、主电源电压不稳定等。通常情况下需要重新检查电路，对电线的连接进行充分检验之后才可正常投入使用；其二，重量值显示值并不会因为外界变化而发生改变，这种现象出现的主要原因是因为重力传感器接触不良导致，需要相关的仪器检测人员对传感器进行维修和更换；其三，显示值并不会因为信号的改变而发生改变，误差差距也超出一般水平，该现象的最根本原因是因为参数设置不恰当，所以需要对仪表参数进行重新的制定。

5 结语

桥式起重机是在料场、车间以及仓库中负责物料吊运的起重设备，在工厂车间以及矿业中应用极为广泛。通常，桥式起重机两端分别坐落在金属支架或水泥柱上，形状与桥较为相似，在对其进行运用时，会通过对桥架下部空间的充分利用，高质量展开物料吊运等工作，整体运输并不受地面设备所限制，使用范围相对较广。但同时桥式起重机也是会危及到人员人身安全的特种设备，如果运行使用不当，可能会引发重大安全事故，所以，实施起重机安全监控极为必要。