基于橋式起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)在煉鋼行車的應(yīng)用

摘 要：近年來，隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，自動化設(shè)備在工業(yè)的使用上越來越廣泛。在煉鋼廠生產(chǎn)中，行車系統(tǒng)正常運作與否直接影響到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率。因此，行車系統(tǒng)的對安全性和可靠性的要求很高。橋式起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它的使用大大提高了煉鋼行車的安全可靠性。

關(guān)鍵詞：橋式起重機 安全監(jiān)控系統(tǒng) 煉鋼行車

引 言

煉鋼車輛作為鋼鐵工業(yè)中重要的負荷和運輸設(shè)備，在日常生產(chǎn)中起著非常重要的作用，行車系統(tǒng)的正常運行直接影響著生產(chǎn)鏈的效率。大型煉鋼車輛通常用作液態(tài)金屬運輸，如果吊運過程中發(fā)生傾覆或墜落事件，將對周圍地區(qū)工作人員的生命和財產(chǎn)安全造成非常嚴(yán)重的后果。在以前，煉鋼行車很大程度上缺乏安全監(jiān)測系統(tǒng)。在發(fā)生事故時，無法通過記錄視頻和音頻等有效數(shù)據(jù)記錄現(xiàn)狀，因此難以確定事故發(fā)生的原因是由操作錯誤還是錯誤的命令造成的。對于生產(chǎn)過程中車輛運行狀況、卷揚結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備同樣重要，因為前者是人為主觀的，后者是關(guān)于電氣參數(shù)的客觀信息，其中一些數(shù)據(jù)是可視的。例如，操作員按下按鈕，輸入行程開關(guān)、出發(fā)返回的實際路徑起吊掛鉤情況等。有的與設(shè)備的狀態(tài)有關(guān)，例如電機速度和扭矩，接觸器的使用，齒輪箱溫度等。有的信息與電氣相關(guān)的操作聯(lián)系。例如，啟動速度、設(shè)定速度、起吊的開始和暫停等等。這些可視化信息和數(shù)據(jù)是設(shè)備的重要支持。對設(shè)備的審查、維修、故障診斷、分析等方面起著至關(guān)重要的作用。同時可以控制行車監(jiān)督記錄儀系統(tǒng)的運行管理、維護設(shè)備和提高其利用效率。

1.系統(tǒng)組成

例如，在一家鋼鐵廠，2014年上線的460噸車輛沒有安全監(jiān)控系統(tǒng)。車輛使用ABB傳輸和ABB ac800m系列PLC控制系統(tǒng)，主要用于運輸鋼水。沒有一個安全監(jiān)測系統(tǒng)為車輛日常工作和維護帶來麻煩，導(dǎo)致無法提供有效的數(shù)據(jù)分析安全問題和安全風(fēng)險。為了吸取安全事故的教訓(xùn)，增加了車輛安全監(jiān)測系統(tǒng)提供位置信息、主要和次要的起升點、懸掛點的實時動態(tài)、異常振動監(jiān)測、車輛運動同步以及預(yù)警、報警、故障分析等能力。同步、及時、準(zhǔn)確地收集車輛運動中的視頻和數(shù)據(jù)信息，以便監(jiān)測車輛的狀況。此外安全監(jiān)測系統(tǒng)還可以提供適當(dāng)?shù)募夹g(shù)條件，對車輛的安全運行和事故進行分析，保障他們的安全。安全監(jiān)控系統(tǒng)由兩部分組成：監(jiān)控系統(tǒng)的中央計算機、數(shù)據(jù)采集軟件和現(xiàn)場信號檢測設(shè)備。

1.1監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集軟件及應(yīng)用。行車控制系統(tǒng)中央計算機：行車控制中央計算機由高性能控制器、操作系統(tǒng)和顯示器、鍵盤鼠標(biāo)等組成。需在數(shù)據(jù)采集編程和控制操作接口設(shè)置限制。

數(shù)據(jù)采集軟件：用于采集齒輪箱振動信號、PLC過程信號、行車麥克風(fēng)音頻信號的實時數(shù)據(jù)采集和長期用于存儲的軟件系統(tǒng)，接口：信息管理系統(tǒng)、收集數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、車輛異常運動報警系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集卡：用于光纖通信與高頻信號采集和振動檢測模塊;交換機：提供TCP/IP接口，并在CarLog系統(tǒng)的中央計算機與PLC和現(xiàn)場攝像機之間建立通信鏈路;低壓電氣系統(tǒng)：用于電力系統(tǒng)保護等輔助功能。

1.2現(xiàn)場信號檢測設(shè)備及應(yīng)用。振動檢測模塊：模塊和低壓電器安裝在起重機主體的減速器旁，振動檢測模塊用于采集傳感器發(fā)送的信號，把處理好的信號通過光纖發(fā)送給數(shù)據(jù)采集卡。攝像機：用于獲取現(xiàn)場視頻信號，包括懸掛點和駕駛室的操作視頻。高頻信號采集模塊：用于獲取麥克風(fēng)接收的音頻信號，并在行車操作室安裝具有良好背景濾波的麥克風(fēng)，獲取聲音信息。

2. 行車安裝安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要性。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28264-2017，建議起重機等大型機械設(shè)備安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，以確保行車設(shè)備的安全性和可靠性。安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備主要以可視化形式記錄行車軌跡、卷揚吊運設(shè)備的狀態(tài)等。同時還可以記錄車輛收到和發(fā)出的全部指令。因此，安全監(jiān)測系統(tǒng)相當(dāng)于一輛煉鋼車的“黑匣子”，其所有數(shù)據(jù)的完整記錄通?？梢员４嬉欢螘r間，以便重新傳輸數(shù)據(jù)，進行分析。目前，只有少數(shù)鋼鐵企業(yè)在試驗基礎(chǔ)上對部分工業(yè)車輛安裝了安全行車監(jiān)測系統(tǒng)。對其的應(yīng)用也主要局限于記錄一些車輛信號，包括車輛電信號、控制系統(tǒng)信號等。缺乏足夠的視覺監(jiān)控，不符合國家管理要求?？紤]到安全監(jiān)測設(shè)備對行車的重要性，鋼鐵企業(yè)應(yīng)引進先進技術(shù)和車輛安全監(jiān)測預(yù)警管理系統(tǒng)。以便減少或降低事故發(fā)生率，起到保證設(shè)備安全運行的作用，同時該系統(tǒng)還可以進行自檢，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

3.起重機安全監(jiān)測系統(tǒng)在行車上的應(yīng)用

3.1安全監(jiān)測系統(tǒng)檢測內(nèi)容。收集信息來源：起升高度限位器、重量限制器、門限器、運動限位器、機構(gòu)運行聯(lián)鎖、機構(gòu)軌道間防碰撞保護裝置、起升機構(gòu)制動器和超保護裝置等。監(jiān)控參數(shù)：初始重量、提升高度、操作路線、操作說明、工作時間、累計工作時間、工作周期等;警戒狀態(tài)：機構(gòu)吊裝制動器的打開關(guān)閉、鏈條保護、同一軌道或其他軌道上的信號安全、超速保護等;視頻監(jiān)控：懸掛點、控制室等。

3.2監(jiān)控系統(tǒng)要求?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)符合行車有效使用的環(huán)境要求。在使用條件下，系統(tǒng)誤差不應(yīng)超過5%，且應(yīng)能抵抗電磁干擾和與其他設(shè)備的干擾。占空比不應(yīng)小于20，連續(xù)運行測試時間不應(yīng)小于16小時，系統(tǒng)應(yīng)與行車狀態(tài)兼容。系統(tǒng)應(yīng)有狀態(tài)信息實時操作、故障記錄和顯示功能。起重機的工作參數(shù)和狀態(tài)應(yīng)以圖片、表格、文字的形式顯示出來。還要可以看到歷史運行情況的回放、裝備自檢功能，在出現(xiàn)危險時自動報警。系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)至少能夠?qū)ΡO(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的故障提供可見的證據(jù)，并對起重機操作員和危險區(qū)域內(nèi)的人員提供清晰的聲音警告。

3.3行車安全監(jiān)測的注意事項。選擇攝像機時，必須充分考慮作業(yè)地點的高溫和粉塵情況，最好選用耐高溫和高分辨率攝像頭并對攝像頭加以粉塵保護措施。在選擇監(jiān)控對象時，可以選擇多方位對設(shè)備的方向和狀態(tài)進行管理，如繩索磨損控制、潤滑效果控制、氣缸循環(huán)控制、軸承磨損控制等。

4.結(jié)語

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，安全監(jiān)控系統(tǒng)用于采集、記錄車輛運行信號、電氣設(shè)備信號和現(xiàn)場視頻信號，對煉鋼行車安全進行分析和充分控制。通過監(jiān)測軟件對行車軌跡和行車狀態(tài)進行監(jiān)控，并進行故障分析、數(shù)據(jù)收集和維護操作，安全監(jiān)控系統(tǒng)使管理決策者得到有效和及時的數(shù)據(jù)支持。實時顯示行車狀況信息、診斷信息、操作指導(dǎo)和報警信息。提供了管理、狀態(tài)控制和指令發(fā)布工具。還可以跟蹤車輛的運行狀態(tài)，以使操作標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備管理現(xiàn)代化。此外，行車安全監(jiān)測系統(tǒng)可以快速發(fā)現(xiàn)故障原因、加快處理時間、減少故障的能力是對現(xiàn)場管理、檢查和操作的良好補充。

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作者簡介：陳守重，出生年月：1986年9月，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：山東菏澤，當(dāng)前職務(wù)：客戶經(jīng)理，當(dāng)前職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：自動控制。作者單位：云南昆鋼電子信息科技有限公司，單位所在地（精確到市）：云南省安寧市。