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針對門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用和研究

來源:愷德爾起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)專家 發(fā)表日期: 2017-07-27 12:12:00

一、前言

門式起重機(jī)作為戶外重大物體的搬運(yùn)設(shè)備, 具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應(yīng)面廣及通用 性強(qiáng)等特點(diǎn),在港口貨場用于室外貨場、料場貨及 散貨的裝卸作業(yè)。因此,如何提高安全性就成為需 要解決的首要目標(biāo)。根據(jù)起重機(jī)安全監(jiān)控(GB/ T28264-2012)系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn),必須實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場 門式起重機(jī)的一些運(yùn)行參數(shù),及時(shí)地檢測并警告 門式起重機(jī)在運(yùn)行過程中存在的問題,方便設(shè)備 管理人員維護(hù)與維修。


二、門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)系統(tǒng)硬件改造

2.1 160t門式起重機(jī)原系統(tǒng)控制方式

該門式起重機(jī)160/63/16T三個(gè)起升機(jī)構(gòu)均采 用接觸器控制的單相制動切電阻控制方案,主小 車/副小車/大車三個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)均采用接觸器控制 的一檔滑行切電阻控制方案。

該門式起重機(jī)沒有PLC、調(diào)速器、工控機(jī)及攝 像系統(tǒng),根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn),不滿足要記錄起重機(jī)數(shù)據(jù)的 要求,需要改造。


2.2 160t門吊監(jiān)控系統(tǒng)改造硬件

(1) 數(shù)據(jù)采集控制器:用于整機(jī)的控制,采集 整機(jī)的I/O信號。單片機(jī)是專門為起重機(jī)控制開 發(fā)的專用控制器??刂破魃线€有2路485通訊接 口、24路數(shù)量輸入及16路數(shù)字量輸出。

(2) 監(jiān)控主機(jī):監(jiān)控主機(jī)是為安全監(jiān)控系統(tǒng)開 發(fā)的專用控制器,它與數(shù)據(jù)采集控制器之間通過 以太網(wǎng)通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。監(jiān)控主機(jī)上還有2路 485通訊接口、6路模擬量輸入、2路模擬量輸出、 32路數(shù)量輸人及16路數(shù)字量輸出。監(jiān)控主機(jī)上帶16G的SD存儲卡,它先將國標(biāo)GBT 28264-2012 要求的需要存儲的數(shù)據(jù)以100ms為周期存儲到SD 卡上,每一條數(shù)據(jù)都帶有時(shí)間戳。

(3) 上位機(jī):上位機(jī)為一臺預(yù)裝了監(jiān)控軟件的 工控機(jī)。工控機(jī)與監(jiān)控主機(jī)之間通過以太網(wǎng)連接, 上位機(jī)畫面實(shí)時(shí)顯示整機(jī)的工作狀態(tài);上位機(jī)將 監(jiān)控主機(jī)SD存儲卡中的數(shù)據(jù)導(dǎo)人到上位機(jī)的數(shù) 據(jù)庫中,導(dǎo)人后的數(shù)據(jù)可在上位機(jī)畫面中查詢。

(4) 編碼器:檢測起升機(jī)構(gòu)的起升高度和運(yùn)行 機(jī)構(gòu)的運(yùn)行行程是通過分別安裝在卷筒和車輪上 的絕對值編碼器的計(jì)數(shù)值來實(shí)現(xiàn)的。編碼器采用 485通訊協(xié)議與數(shù)據(jù)采集控制通訊。

(5) 起重量限制器:起升機(jī)構(gòu)的起重量限制器 儀表盒選用的是帶4-20mA模擬量輸出接口的,將 模擬量信號接到監(jiān)控主機(jī)上,在監(jiān)控主機(jī)上讀取 起升機(jī)構(gòu)的重量值。

(6) 風(fēng)速儀:風(fēng)速儀儀表盒選用帶4-20mA模 擬量輸出接口的,將模擬量信號接到監(jiān)控主機(jī)上, 在監(jiān)控主機(jī)上讀取風(fēng)速儀的風(fēng)速值。

(7) 各個(gè)機(jī)構(gòu)的行程限位、超速開關(guān)、激光防 撞、保護(hù)限位、聯(lián)動臺及抗風(fēng)防滑等作為整機(jī)電氣 系統(tǒng)的組成部分,各個(gè)信號都進(jìn)人數(shù)據(jù)采集控制 器內(nèi),作為整機(jī)控制的一部分。

(8) 攝像系統(tǒng):攝像系統(tǒng)是自成體系的,在大 車的四角端部各安裝一個(gè)攝像頭,用于拍攝大車 行走區(qū)域;在端梁的中部安裝兩個(gè)攝像頭,用于拍 攝吊鉤的運(yùn)行區(qū)域;將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過網(wǎng)線 連接到電氣室內(nèi)的交換機(jī)上然后在與硬盤刻錄機(jī) (NVR)連接,硬盤刻錄機(jī)的視頻接口連接顯示器, 在顯示器上顯示各個(gè)攝像頭的畫面。


三、門式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)國標(biāo)要求及實(shí)現(xiàn)方法


序號 監(jiān)控內(nèi)容 檢測元件/實(shí)現(xiàn)方法
1 起重量 起升機(jī)構(gòu):配置起重限制器,儀表盒帶4 - 20mA模擬M輸出接口,將 模擬量信號連接至監(jiān)控主機(jī)上,讀取起升機(jī)構(gòu)重W值-
2 起升高度/下降深度 在起升機(jī)構(gòu)卷筒末端安裝絕對值編碼器.絕對值編碼器與數(shù)據(jù)采集控 制器之間通過485通訊,讀取編碼器計(jì)數(shù)值。
3 運(yùn)行行程 在運(yùn)行機(jī)構(gòu)的被動輪上安裝絕對值編碼器,絕對值編碼器與數(shù)據(jù)采集 控制器之間通過485通訊,讀取編碼器計(jì)數(shù)值-
4 偏斜限位 通過大車兩側(cè)被動輪上安裝絕對值編碼器,讀取編碼器差值。
5 風(fēng)速儀裝置 儀表盒帶4 -20mA模擬適輸出接口,將模擬量信號連接至監(jiān)控主機(jī)上, 讀取風(fēng)速儀風(fēng)速值。
6 同一軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)安全距離 在端梁上安裝激光防撞,檢測兩車之間的安全距離.
7 操作指令 在上位機(jī)畫面上顯示并存儲門吊的操作指令。
8 工作時(shí)間 在監(jiān)控主機(jī)上通過程序計(jì)算及存儲工作時(shí)間,并在上位機(jī)畫面中顯示 及存儲。
9 累積工作時(shí)間 在監(jiān)控主機(jī)上通過程序計(jì)算及存儲累積工作時(shí)間,并在上位機(jī)畫面中 顯示及存儲。
10 每次工作循環(huán) 在監(jiān)控主機(jī)上通過程序計(jì)算及存儲每次工作循環(huán),并在上位機(jī)畫面中 顯示及存儲。
11 起升機(jī)構(gòu)制動器狀態(tài) 檢測起升機(jī)構(gòu)的接觸器。
12 聯(lián)鎖保護(hù):門限位 在各個(gè)登機(jī)門上安裝門限位。
13 抗風(fēng)防滑裝置 通過信息采集控制器將采集的錨定、夾軌器信息傳送到監(jiān)控主機(jī)。
14 視頻系統(tǒng) 配置視頻系統(tǒng),用于拍攝大車運(yùn)行區(qū)域和吊鉤運(yùn)行區(qū)域C




四、門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件

4.1程序編輯

程序編輯是對單片機(jī)Config軟件的編輯。系 統(tǒng)共用丨6塊EDC3200單片機(jī),1塊MCD1000監(jiān) 控主板,見圖1;由于設(shè)備采集源比較分散,所以程 序是分別在每個(gè)EDC3200單片機(jī)內(nèi)編輯,最后在 通過以太網(wǎng)傳送到MCD1000內(nèi)統(tǒng)一處理,見圖2。


4.2畫面處理

將采集的數(shù)據(jù)在Dview中顯示,上位機(jī)畫面主 要包括:實(shí)時(shí)狀態(tài)、數(shù)據(jù)記錄、故障報(bào)警、打開程 序、電路圖及視頻信息這六大部分,每個(gè)畫面下分 別有相關(guān)對應(yīng)的內(nèi)容P

例如:實(shí)時(shí)狀態(tài)部分能夠查看整機(jī)的實(shí)時(shí)狀 態(tài)信號,包括限位、運(yùn)行行程、起升高度、起重量、 工作循環(huán)及累計(jì)工作時(shí)間等。實(shí)時(shí)狀態(tài)下包括:全 車總覽、配電、主起機(jī)構(gòu)、一號副起、二號副起、一 號小車二號小車及大車機(jī)構(gòu)這個(gè)八個(gè)部分,如圖3 所示。


五、結(jié)論

門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)改造方案采用 單片機(jī)控制取消了繼電器控制,簡化了原來的控 制線路,減少了故障點(diǎn)。并通過監(jiān)控主板將采集的 數(shù)據(jù)在工控機(jī)上顯示、存儲。系統(tǒng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要 求,能夠查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等必要參數(shù),系

統(tǒng)通過一段時(shí)間的在線監(jiān)測,運(yùn)行穩(wěn)定,故障率極 低,大大減少了用戶維護(hù)設(shè)備的時(shí)間。


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