塔式起重機安全管理系統(tǒng)安裝技術(shù)

朱 明，白雪原

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 概述

目前，中國葛洲壩集團股份有限公司河北豐寧施工項目部工地在用塔式起重機共計4臺，分別為中聯(lián)重科股份有限公司生產(chǎn)的TC7052一臺、T8030-25U兩臺、四川建設(shè)集團生產(chǎn)的C7050一臺，均需加裝安全管理系統(tǒng)。項目部根據(jù)對比研究，湖北三思科技股份有限公司生產(chǎn)的平臂塔式起重機安全管理系統(tǒng)，其采用液晶平板電腦顯示，通過無線網(wǎng)絡(luò)將各類傳感器采集的信號傳輸至平板電腦和手機APP上，可以以數(shù)值、文字、圖形等多種方式顯示，能實時監(jiān)控塔式起重機的載荷、行程、高度、速度、風速等新規(guī)要求的各類開關(guān)量信號。滿足了升級改造要求，最終采購此套系統(tǒng)，本文就SSL-CB系統(tǒng)的安裝施工進行技術(shù)分析。

2 施工準備

明確有關(guān)人員和崗位分工、責任，確定施工器具和材料，制定安裝方案。施工前組織相關(guān)人員現(xiàn)場檢查安裝方案的可行性，組織施工人員學習安裝方案，做好安全技術(shù)交底。檢查部件清單并購買損壞部件以進行更換，保障塔式起重機的運轉(zhuǎn)正常。安裝部位無遮擋。

安裝作業(yè)流程：施工準備→安全技術(shù)交底→設(shè)備支架安裝就位→部件安裝施工→運行試驗→竣工驗收。

3 設(shè)備支架安裝就位

在安全管理系統(tǒng)各個部件安裝走線之前，首先固定各部件在塔式起重機的位置。工業(yè)平板電腦支架、400×500電控箱、路由器支架、UPS不間斷電源、錄像機采用螺紋連接固定在駕駛室內(nèi)；300×400電控箱支架焊接固定在回轉(zhuǎn)平臺；Y輪軸傳感器支架、行車輪焊接固定在塔頭鋼絲繩受力處；風杯焊接固定在駕駛室頂部；角度傳感器焊接固定在回轉(zhuǎn)機構(gòu)齒圈處；限位開關(guān)、卷筒攝像機支架焊接固定在卷筒制高點；小車卷筒攝像機焊接固定在小車架上；吊鉤球形攝像機焊接固定在駕駛室外起重臂上。

4 部件安裝施工

4.1 安裝工藝

采集端安裝→駕駛倉安裝→視頻監(jiān)控安裝→整機調(diào)試→運行試驗。

4.2 采集端安裝

4.2.1 作業(yè)內(nèi)容及工藝

將力矩傳感器、光電編碼器、行程傳感器、限位開關(guān)連接至信號采集盒，再將風杯和其他傳感器連接至控制盒，要求各接線端子用螺絲連接，連接牢靠，無松動。

4.2.2 信號采集盒安裝

將信號采集盒固定在前期安裝就位的400×500電控箱內(nèi)。力矩傳感器、光電編碼器、角度傳感器、限位開關(guān)連接至電控箱內(nèi)與信號采集盒端子連接。信號采集盒將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)引出箱外的天線(自帶磁鐵吸附于合適位置)將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦I(yè)平板電腦上。接線圖如圖1所示。

圖1 信號采集盒接線

4.2.2.1 力矩傳感器安裝

力矩傳感器通過Y輪軸傳感器支架安裝在塔頭鋼絲繩受力處，連接線均引至信息采集盒。

4.2.2.2 光電編碼器安裝

光電編碼器分別安裝在主勾卷筒的深度編碼器和小車行走上的幅度編碼器，連接線均引至信息采集盒。接線圖如圖2所示。

圖2 編碼器接線

4.2.2.3 角度傳感器安裝

角度傳感器安裝在起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的齒圈上，連接線均引至信息采集盒。

4.2.3 控制盒安裝

由于本臺起重機在出廠前采用的是變頻器控制，設(shè)計合理，使用效果完全能夠滿足現(xiàn)有工況下的各項要求。故此控制盒只作為采集信號和報警警示作用，安裝固定在回轉(zhuǎn)平臺上。接線圖如圖3所示。

圖3 控制盒接線

4.2.3.1 風杯安裝

風杯焊接固定在駕駛室頂部，其引線至控制盒。接線圖如圖4所示。

圖4 風標接線

4.2.3.2 其他傳感器安裝

其他傳感器包括報警燈與報警器等部件，安裝位置一般固定在駕駛室內(nèi)，方便警示操作人員起重機相關(guān)狀態(tài)，連接線均引至控制盒。接線圖如圖5所示。

圖5 報警燈接線

4.3 數(shù)據(jù)設(shè)備安裝

4.3.1 作業(yè)內(nèi)容及工藝

駕駛室內(nèi)分別在相應(yīng)支架上安裝工業(yè)平板電腦、數(shù)據(jù)路由器、UPS不間斷電源、400×500電控箱、信號采集盒、錄像機、顯示器等終端設(shè)備。各設(shè)備之間的布線采用線槽和扎帶固定，要求橫平豎直，外觀整潔美觀。設(shè)備固定牢靠，無松動變形。

4.3.2 數(shù)據(jù)終端設(shè)備安裝

工業(yè)平板電腦固定在駕駛員右側(cè)便于駕駛員實時觀察分析數(shù)據(jù)，僅需電源線引至該處，數(shù)據(jù)信號采用WIFI傳輸；400×500電控箱內(nèi)安裝信號采集盒、UPS不間斷電源等設(shè)備；數(shù)據(jù)路由器固定在400×500電控箱外側(cè)頂部，收集信號采集盒和控制盒發(fā)出的WIFI信號傳輸給工業(yè)平板電腦成像。工業(yè)平板電腦、信號采集盒、控制盒的供電均需要連接UPS不間斷電源供電。

4.4 視頻監(jiān)控安裝

4.4.1 作業(yè)內(nèi)容及工藝

包括一臺6寸智能球形攝像機、兩臺室外攝像機、一臺?？低旸S-7808N-SN網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機、視頻路由器及其相關(guān)附件。要求攝像機布線采用PVC線管固定在塔式起重機相關(guān)部位引至駕駛室終端設(shè)備處，活動部位采用PVC軟管連接，預(yù)留足夠長度，防止活動部位剪切短路。管路布置合理、簡潔明了。

4.4.2 攝像機安裝

6寸智能球形攝像機固定在駕駛室外、離駕駛室最近的起重臂側(cè)。兩臺室外攝像機，一臺固定在平衡臂走臺塔式起重機卷筒制高點；另一臺固定在行走小車卷筒處。所有攝像機的引線均引至駕駛室終端里。

4.4.3 視頻終端設(shè)備安裝

視頻路由器固定在400×500電控箱外側(cè)頂部，與數(shù)據(jù)路由器并排放置，連接錄像機傳輸監(jiān)控信號。顯示器等監(jiān)控設(shè)備固定在原塔式起重機動力配電柜旁的駕駛室內(nèi)壁上。把三個攝像頭的一體線引至視頻路由器處連接海康威視DS-7808N-SN網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機。按照圖6接線圖連接。

圖6 視頻終端接線

4.5 整機調(diào)試

4.5.1 作業(yè)內(nèi)容及工藝

檢查安全管理系統(tǒng)配套的信號采集單元、處理單元、控制輸出單元、數(shù)據(jù)存儲單元、信號顯示單元、信息導(dǎo)出接口單元等硬件設(shè)施是否全部安裝完畢。APP內(nèi)設(shè)定系統(tǒng)管理員及其他人員權(quán)限，調(diào)整系統(tǒng)顯示的文字為簡體中文，打開故障自診斷功能，進行首次自檢，排除安裝故障。調(diào)整工業(yè)平板電腦和視頻顯示器角度，以保證顯示信息在各種環(huán)境下清晰可辨，不干擾司機視線、不刺目。

4.5.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試

在各線路連接正常的前提下，打開工業(yè)平板電腦，連接數(shù)據(jù)路由器WIFI信號，打開安全管理系統(tǒng)APP軟件，進入主界面菜單通過系統(tǒng)設(shè)置、參數(shù)標定完成重量、高度、幅度、風速等參數(shù)的標定。參數(shù)顯示在信號查看界面，使操作人員直觀了解當前起重機各部位工作狀態(tài)，從而正確操作。

4.5.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試

打開海康威視DS-7808N-SN網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機，激活錄像機并按照開機向?qū)渲?臺攝像機IP通道，把全部攝像機添加到硬盤攝像機里。再調(diào)整球形攝像機的云臺參數(shù)設(shè)置，設(shè)置相應(yīng)拍攝軌跡路線。

5 運行試驗

5.1 試驗前期準備

5.1.1 試驗條件

試驗溫度-10℃-+35℃，風速儀指示瞬時風速不超過10m/s。試驗載荷的重量與理論值的誤差不大于1%。

5.1.2 絕緣試驗

裝配工作進行完畢，與電源設(shè)備接通前用兆歐表對電氣設(shè)備的接地進行接地絕緣試驗。兆歐表的絕緣電阻不小于0.5MΩ，接地電阻小于4Ω。

5.1.3 試驗工具

5m鋼卷尺1把，C120 194755手持式激光測距儀、數(shù)碼照相機、AM4216風速儀、秒表各1臺。

5.2 監(jiān)控參數(shù)試驗

5.2.1 檢驗內(nèi)容與要求

根據(jù)設(shè)備情況，操作起重機吊鉤上下運動，能實時正確顯示起升高度、下降深度；小車運行時能實時顯示幅度信息，風速值能實時正確顯示；在超過設(shè)定值時發(fā)出報警信號，并停止起重機運行；系統(tǒng)實際程序的掃描周期應(yīng)不大于100ms；回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)角度能實時準確記錄和顯示。

5.2.2 符合規(guī)定的情況下動作起升、變幅、回轉(zhuǎn)

試驗進行次數(shù)不少于3次，并對各項測量參數(shù)的精度進行測量、記錄，檢查安全管理系統(tǒng)的工作精度和其靈敏度。各操作指令應(yīng)能實時顯示，并能保持和回放；工作時間能實時顯示和記錄，累計工作時間能全部累加、記錄和存儲；每次工作循環(huán)能全部記錄和存儲。

5.3 監(jiān)控狀態(tài)試驗

5.3.1 檢驗的內(nèi)容與要求

操作起重機起吊作業(yè)，安全管理系統(tǒng)能準確顯示并記錄起升機構(gòu)的制動狀態(tài)；觀察視頻系統(tǒng)應(yīng)該能夠監(jiān)控起重機械工作的全過程，數(shù)據(jù)存儲時間不少于30個連續(xù)工作日，視頻存儲時間不少于72h；操作起重機到達限位處，檢查安全管理系統(tǒng)的報警裝置能否向起重機械操作者和處于危險區(qū)域的人員發(fā)出清晰的聲光報警信號，還應(yīng)能根據(jù)設(shè)置要求對設(shè)備止停。

5.3.2 按照檢驗要求分別進行試驗和觀察

檢查3臺攝像機工作狀態(tài)，查詢各類數(shù)據(jù)的記錄情況；切斷安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的正常供電，UPS不間斷電源應(yīng)立即介入系統(tǒng)應(yīng)能持續(xù)工作，數(shù)據(jù)應(yīng)完整保存。

5.4 系統(tǒng)綜合誤差試驗

檢驗內(nèi)容、要求：按照確定的重量、幅度起吊，起重量綜合誤差不大于5%，幅度綜合誤差不大于5%。起重力矩的綜合誤差不大于5%。

檢查設(shè)備各機構(gòu)啟動靈活性和制動器有效性，進行啟動試驗3次，每次動作完全停穩(wěn)后再對起重機進行下次的啟動。系統(tǒng)按照其工作循環(huán)能連續(xù)作業(yè)16h或工作循環(huán)次數(shù)不少于20次，并能實時記錄，通過USB接口將試驗記錄數(shù)據(jù)導(dǎo)出保存。

6 結(jié)語

河北豐寧施工項目部工地塔式起重機加裝安全管理系統(tǒng)的安裝，施工環(huán)境條件惡劣、工期緊張、有一定的安裝難度，但通過上述方法安裝完成的塔式起重機安全管理系統(tǒng)，符合國家驗收標準，并快速短期內(nèi)就達到預(yù)期目標。希望本文對相關(guān)其他領(lǐng)域的塔式起重機加裝安全管理系統(tǒng)有一定的借鑒作用。