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1、門式起重機械安全監控管理系統,一、關于安全監控的國標解讀,二、安全監控系統硬件組成,三、安全監控管理系統,四、系統功能展示,五、系統特點,起重機械安全監控管理系統主要是為保障起重機械運行的安全性、可控性以及可管理性而設計研發的一套完整的設備管理解決方案，主要用于反映起重機械實時、真實和有效的運行狀況，并能夠對這些狀況和司機的操作指令進行實時的監控、記錄和歷史回放；對起重機械可能出現的危險進行預警，對發生故障的起重機械進行遠程診斷和故障修復。,一、關于安全監控的國標解讀,起重機械安全監控系統的設計安裝依據：1GB/T 28264-2012起重機械 安全監控管理系統2GB 6067.1-2010起2、重機械安全規程 3.GB5226.2-2002機械安全 機械電氣設備 4.GB3811-2008起重機設計規范5TSG Q70012013起重機械制造監督檢驗規則6.TSG Q70152013起重機械定期檢驗規則,一、關于安全監控的國標解讀,7.TSG Q7016-2013起重機械安裝改造重大維修監督檢驗規則國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知 國務院國發 2010年23號文；關于開展大型起重機械安裝安全監控管理系統前期示范試點工作的通知 國家質檢總局和國家安全監管總局發；,一、關于安全監控的國標解讀,2014年前必須安裝監控系統的四類起重機械,一、關于安全監控的國標解讀,1、實現對起重3、機狀態進行24小時全天候監控，比如運行數據，環境參數，司機的操作指令等，保護起重機的正常、有效運行。在事故發生之前偵測出潛在危機，使機器停止作業，并通過各種方式將報警信息發送給相關人員及時處理。2、將起重機運行時候的一些重要參數、故障記錄、視頻信號等同步存儲下來（數據資料的存儲時間為30天、視頻信息的存儲時間為72小時），為將來研究調查提供材料。,一、關于安全監控的國標解讀,GB/T28264-2012 6.1:安全監控系統的功能要求：四大功能：控制、記錄、追溯、自診斷。,安全監控管理系統的組成：硬件和軟件；包括：信息采集單元、信息處理單元、控制輸出單元、信息存儲單元、信息顯示單元、信息導出接4、口單元等。當有遠程監控要求時，應增加遠程傳輸單元。,一、關于安全監控的國標解讀,（1）信息采集單元，用于讀取信息源數據。將采集的信號送至信息處理單元。信息采集源見表1：起重機械信息采集源。注：對于新制造的起重機械在設計時就必須選用具有本標準功能要求的電氣控制系統；對于屬于舊設備改造的，如果原電氣系統不能滿足本標準的功能要求，則必須進行改造，缺哪部分功能應補上哪部分功能，直至全部更換。（2）信息處理單元，將采集到的數據進行計算和處理，同時根據起重機工況的要求，執行邏輯控制。有工控機，PLC,工業平板電腦等；（3）控制輸出單元，它的功能是輸出控制信號和報警信號。由PLC的輸出模塊、驅動器等組成。（5、4）信息存儲單元，實時存儲所采集的信息，以備查用。具體型號見工控機的硬盤。（5）信息顯示單元，主要負責向司機和管理人員顯示起重機的工作狀態和各類參數。它分別以圖形、圖像、文字、聲光等方式輸出信息。它由工控機上的監視器，司機室內的指示燈，蜂鳴器，監視器等組成。（6）信息導出接口單元，向上級或下級單元輸出數據。它由PLC的通訊模塊，工控機的主機接口等組成。（7）遠程傳輸單元，用于遠程監控中心和信息導出單元之間的通訊。它由路由器，無線通訊設備，交換機等組成。（8）遠程監控中心，用于接收起重機傳來的作業信息，并對其進行監控和管理，它主要由一臺服務器組成。,一、關于安全監控的國標解讀,一、關于安全監控的6、國標解讀,表1 起重機械信息采集源,門式起重機信息采集源共11項；宜采集項：起升機構制動器制動狀態應采集項：,表2 門式起重機械監控參數,表3 起重機械監控狀態,一、關于安全監控的國標解讀,1.起重量限制器a.重量傳感器 用于采集被吊物體的重量，形式有銷軸式，旁壓式等。,b.載荷限制器儀表 用于顯示被吊物體的重量。超載報警。與工控機通訊。載荷儀表和風速儀表合二為一顯示；,一、關于安全監控的國標解讀,2.風速儀/風速儀表用于實時采集風速，它將風速轉變成PLC可讀取的模擬量信號。或者風速儀采集到的風速信號之間到風速顯示報警儀表。,3.起升高度/下降深度限位檢測 用于判斷起升是否到了上停止或者下停止7、，若沒有，則機構繼續運行，若有，則機構停止運行。有行程限位器/編碼器等,一、關于安全監控的國標解讀,4.運行行程限位器 起重機小車或大車運行到行程極限位置時，應停止運行，以保證起重機在設計規定的服務面積內工作。行程限制器一般由一個行程開關和觸發開關的安全尺構成。,5.偏斜限位器門式起重機依據GB 6067.1，對跨度大于40m的宜裝設偏斜限制器。通過對剛腿和柔腿絕對值編碼器采集到的位置進行比較,6.聯鎖保護 根據標準所述，聯鎖保護有門限位、各機構間的如夾軌器，錨定等與行走的聯鎖。,7.抗風防滑裝置 抗風防滑裝置主要是指夾輪器、夾軌器、錨定、防風拉索等。當機構需要運行時，PLC首先是檢測測相應的8、裝置是否已經打開？,一、關于安全監控的國標解讀,8.同一或不同一軌道防碰撞裝置：同一是指在一條軌道上有二臺或二臺以上起重機械的，要裝防撞裝置。不同一軌道有二種，一種是：場地擁擠，門式起重機旁有門座起重機的；還有一種是兩兩軌道互相平行，要抬吊時，需靠的比較近，存在防碰撞問題。有光電開關，距離傳感器等檢測方式，,一、關于安全監控的國標解讀,9.超速保護裝置：防止起升鋼絲繩卷筒的超速，出現溜鉤現象。采用的有超速開關、測速編碼器、速度傳感器等檢測方式。,10、供電電纜卷筒安全限位檢測：卷筒上的信號有空盤、滿盤、過緊、過松、左右等等。PLC根據這些信號，做出保護卷盤電纜的邏輯判斷，控制大車運行。,一、關9、于安全監控的國標解讀,11.起升制動器狀態檢測：當起升機構運行時，應檢測到其制動器是在打開狀態，若在規定時間內沒有偵測到，則制動器關閉。行程開關，接近開關等檢測方式。,一、關于安全監控的國標解讀,二、安全監控系統硬件組成,2.1 鄭州新大方安全監控系統示意圖：,上海振華重工,2.2 安全監控系統硬件組成：1、工控機：用于實時讀取PLC程序內相應的信息，并且通過監控軟件將起重機的各種監控信息實時顯示在工控機上。進行現場數據及視頻采集、存儲、控制、顯示、人機交互等。2、固態硬盤：500G/250G SSD固態硬盤；3、工業交換機:可靠的數據通信、提供攝像機PoE供電4、攝像機：高清視頻信息采集保證10、夜間微光及日光等各種工況下；主要廠家：海康、景陽；5、智能電源模塊：為監控系統提供穩定的電源供應，自身安全狀態也實時監控和記錄；主要廠家：西門子、菲尼克斯等；,10,二、安全監控系統硬件組成,二、安全監控系統硬件組成,數據存儲需求,技術參數,系統技術要求,三、安全監控管理系統,其主要功能如下:1、滿足國家標準對起重設備安全監控的要求；2、滿足設備本身安全運行的需要；3、滿足信息化施工的需要；4、其它輔助功能。,技術參數,三、安全監控管理系統,技術參數,三、安全監控管理系統,技術參數,三、安全監控管理系統,數據存儲需求系統儲存的數據信息或圖像信息包含數據或圖像的編號、時間和日期。系統的信息存儲單11、元在關閉電源或供電中斷之后，其內部的所有信息均應被保留。系統能在存儲容量達到設定的存儲時間前提示管理人員提前備份保存。在運行周期內系統的采樣周期不應大于100ms。本地數據存儲時間為7個連續工作日，視頻存儲時間為100h。,三、安全監控管理系統概述,系統結構模式圖,三、安全監控管理系統,系統總體框架圖,三、安全監控管理系統,系統各部分功能,三、安全監控管理系統,服務器端功能,角色管理,用戶管理,授權管理,設備管理,附件管理,備份庫管理,控制端管理,系統日志管理,設備履歷管理,短信管理,設備端管理,（一）服務器端功能,1.角色管理,對角色信息的增加、修改和查看，不同的角色具有不同的權限，方便用戶12、組的統一管理。,總經理,職員,（一）服務器端功能,對用戶的增加、修改、刪除和查看，只有合法用戶才能使用本系統，對用戶的管理可以提高系統的安全性。,2.用戶管理,根據需要為不同的用戶或角色分配不同的權限，以保證不同崗位不同級別的人具備不同的權限。分級管理以確保各司其職，保障系統的安全運行。,3.授權管理,（一）服務器端功能,針對此系統使用部門多，業務面廣、人員復雜的特點。用戶管理與授權管理按分層樹狀結構設計，整個系統由超級管理員建立部門管理員和權限，由部門管理員建立業務單位和權限。,用戶與權限管理機構,（一）服務器端功能,針對不同的用戶或角色具有不同的權限，因此對各類使用者分層次管理，賦予不同的13、使用權限。,（一）服務器端功能,對設備的各種詳細基本資料的管理，包括增加、修改和查看設備的各種信息。（包括設備的制造廠家、銷售單位、租賃單位、使用單位等相關單位基本信息；設備的名稱、編號、發動機序列號、重要配件信息以及其他基本信息；設備授權使用者及客戶端信息。）,4.設備管理,（一）服務器端功能,5.附件管理,對各種文檔的上傳、瀏覽、下載等管理。（包括對設備相關的說明文檔、用戶手冊、維護手冊、電氣圖紙、控制器程序備份等設備相關文件以及本系統的用戶手冊和使用說明等系統相關文件。）,6.設備履歷管理,對設備的相關履歷的增加、修改、刪除和查看。（包括對設備的產權變更、使用情況、維修記錄等相關重要信息14、的管理。）,（一）服務器端功能,7.短信管理,短信提示功能，能夠給指定用戶發送短信，系統所發信息都可以查詢、統計、刪除。可用于重要報警的短信通知、重要操作的短信驗證以及在網絡信號不好的區域提供短信授權。,（一）服務器端功能,8.備份庫管理,對此系統數據的備份、還原，保障數據的安全性。,9.命令表管理,實現對命令的添加、編輯和刪除。此功能主要是為工程師調試設備方便，常用調試語句的提示功能。,（一）服務器端功能,10.系統日志管理,記錄和查詢用戶在系統中的各種操作行為和操作時間，方便對違規操作或者故意破壞的追溯。,（一）服務器端功能,11.控制端管理,根據設備的監控需要，對獲得授權的角色或用戶授予15、控制端軟件的許可；根據角色或用戶的權限獲取可監控設備端信息。,12.設備端管理,包括：設備端的注冊管理、設備端與設備的綁定管理和設備端的授權管理。,（一）服務器端功能,功能概述主要實現功能為查詢設備的運行地區，了解設備當前所在地區的經緯度，圖形化顯示所在地區的地理信息。為控制端和服務端掌握和管理設備的工作區域提供支持，也可作為設備工作履歷的服務支持。,GPS,設備當前所在位置,（二）地理信息查詢系統,功能概述保障對設備的安全監控，解決當多臺設備間存在著工作范圍立體交叉現象，且設備可能會因分屬不同作業單位而存在的管理和協調難度大的問題。系統原理,基站,交換機,各監測點（每臺設備均有一個信息采集監16、測點和一個司機室監測點，信息采集包括GPS位置信息和起重機回轉角度信息，司機室包括纜機方向量信息和顯示終端信息）,無線網絡,（三）集群作業管理及防碰撞系統,功能概述根據國家對視頻監視系統的要求，所有型號的起重機都應該安裝視頻監視系統；GB/T28264要求：對于門式起重機，至少需要觀察到吊點和行走區域；一般在布置四個槍機觀察到行走導軌和兩個半球攝像機觀察吊鉤情況。視頻監控硬件架構圖,（四）視頻監視系統,功能1）視頻信息的采集；2）對攝像機的控制；3）提供可讓用戶輸入故障特征庫的易操作軟件；4）實時的圖像分析，能故障特征庫進行故障類型判斷，并將分析結果反饋給主工控機；（例如：跟蹤吊鉤；監視跳繩；17、監視吊鉤下是否站人；集群作業時設備間的防碰撞預警；）5）視頻的壓縮與篩選；（視頻的編碼與解碼）6）視頻數據的上傳。,（四）視頻監視系統,功能概述根據采集到的數據，經過數據處理后，還原起重機械的工作狀態和工作參數。包括設備現場的數據顯示、報警提示，以及遠程控制端和服務端的遠程查看實時或回放起重機械的工作狀態和工作參數。將處理過的數據，轉化成標準格式，提供各種定制化的顯示方式，可根據需要進行顯示。,（五）信息化施工系統,可動畫演示起重機的運行狀態，對操作模式和起重機的運行狀態一目了然。,功能概述主要實現對設備的遠程調試和控制管理。通過對設備的遠程控制，可以實現遠程限制設備的正常使用，方便設備的管理18、。另外，通過控制設備能否正常開機作業來實現對設備的期限管理，確保設備的安全正常使用。應用：遠程調試設備、控制管理。,（六）遠程控制系統,遠程控制原理圖,功能概述依靠遠程控制系統，可根據對設備的遠程調試，診斷設備故障的原因。對于非控制系統的故障，診斷出故障發生的位置及原因，通知維修人員維護修理。功能設計可以通過遠程調試模塊進行PLC參數的修改。,（七）故障診斷系統,功能概述專家系統主要通過對從設備上采集到的歷史數據進行數據分析與數據挖掘實現智能地進行故障診斷和故障修復，從而提高起重機安全監控管理系統的穩定性和智能化水平。主要提供智能分析數據、智能預警和智能決策三大功能。功能設計具備開發功能，將規19、則判斷和規則輸入設計為隔離模塊，具備一般專家系統功能。,（八）專家系統,功能概述對整個設備的電源進行監控和管理。功能設計保證系統開機和關機的順序滿足國家標準監控的需求。注：1）本系統必須完全滿足國家標準的全部相關需要。2）能夠檢測本系統電源的狀態（本身電池組充放電情況、工作時間、設備供電電源狀態、）并能夠記錄和回放。,（九）電源管理,系統功能的實現在滿足國家標準要求的基礎上，更具有自己的特色功能；根據系統的硬件架構，可從設備端、控制端、服務器端三方面整體展示系統功能:,四、系統功能展示,設備端-系統總攬,四、系統功能展示,系統總覽包括三個區域，上方的導航欄、中部分的主要信息顯示區域和下部分是重20、要信息簡要顯示區域。導航欄有系統總覽、實時監控、工具箱、視頻監控四個導航。,設備端大車行走,四、系統功能展示,主要顯示區域數據包括：大車行走方向、速度模式及限位等狀態；大車急停、大車接制動器、大車夾軌器松等開關；小車行走方向、速度模式及限位等狀態；大小電機過載；電纜卷筒的狀態；,設備端電源磁盤,四、系統功能展示,主要顯示區域數據包括：不間斷電源、磁盤空間等狀態；本次及累計工作時間、累計及本次工作循環；,四、系統功能展示,設備端狀態檢測,主要顯示區域數據包括：1、起重量、載荷以及起重量報警等狀態；2、風級、風級和風速報警三個風速信息；3、PLC、限制器、UPS通信狀態；電纜卷筒限位、聲光報警、保21、護回路以及門限位,四、系統功能展示,設備端實時數據列表、工具箱、視頻監控,實時數據列表,工具箱,視頻監控,控制端系統總攬,實現設備系統總攬相關信息的實時監視。清晰形象地展示了對架橋機設備的機構選擇狀態、速度選擇狀態、鉗盤狀態、前支腿垂直度報警、主梁坡度報警、起重量、風級等設備相關信息的實時顯示。,四、系統功能展示,控制端天車走行,對天車相關操作及相關狀態的實時監視。,四、系統功能展示,控制端設備地理信息,當前設備地理信息顯示,四、系統功能展示,控制端狀態監測,對運行時各個狀態的實時監視。,四、系統功能展示,控制端卷揚機構,對起重設備中卷揚機構相關信息的實時監視。主要包括各個卷揚相關操作狀態、高22、速制動開關狀態、卷揚選擇模式等信息的實時監視。,四、系統功能展示,網絡端設備列表,顯示設備詳細信息，同時對該設備信息具有查看、編輯功能。,四、系統功能展示,網絡端授時期限管理,實現對設備授權期限的查看、添加、修改功能。對于授權期限的管理可使設備在所授期限范圍內正常使用。,四、系統功能展示,網絡端設備服務管理,管理設備是否啟用或停用，方便系統是否對該設備提供服務支持。,四、系統功能展示,網絡端設備地理信息地圖顯示,顯示設備所在地理位置的詳細信息；可通過時間節點動態軌跡回放設備某一時間段內所在地理信息。,四、系統功能展示,五、系統特點,五、系統特點,除具備國家標準及行業中設備安全監控管理系統具有的23、通用功能外,本系統還具備以下特點：,五、系統特點,3.可同時被監管部門、業主、設備生產方、設備租賃方、設備使用方、監理方等同時使用，并可以根據各自不同的業務需求，提供不同的應用模式。,如此，安裝本系統后，不僅不會增加企業負擔，還使相關各方關心的問題都得到解決。,五、系統特點,安全監控管理系統,方案說明,鄭州新大方重工科技有限公司,2014年08月,1.經濟性方案概述,在充分滿足國標GB/T28264-2012的要求的基礎上，為滿足客戶的差異化的需求，提出了兩種更經濟的安全監控管理系統方案。方案二：本地基本型 SMS-L型,1.經濟性方案概述,方案三：本地基本型 SMS-LS型,2、經濟性方案介24、紹,采用威綸通的觸摸屏與設備的PLC、載荷限制器等進行通訊進行數據采集；在觸摸屏上顯示并記錄數據信息；如原設備缺少國標要求的采集源，如限位開關，超速傳感器等通過增加數據采集模塊的方式采集數據，數據采集模塊直接與觸摸屏通訊；實現觸摸屏與西門子，三菱、歐姆龍、光洋、等主流PLC的通訊，進而實現數據的采集；如果是舊設備改造，原設備沒有PLC、是繼電器控制，可以通過數據采集實現安全監控管理；,數據采集系統：,顯示界面，顯示內容可更加客戶需求設備情況進行定制開發！,數據采集系統顯示界面效果：,2、經濟性方案介紹,數據采集系統主要部件：,原設備PLC,采集模塊,載荷限制器,2、經濟性方案介紹,視頻采集部分25、：模擬攝像頭：無延時，視頻線傳輸距離達500米，較經濟；網絡攝像頭：視頻清晰度更高，POE供電不需要外接電源，布線方便，不易受干擾，在大跨度、高度情況下，要采用光纖傳輸。視頻顯示：采用車載顯示進行視頻顯示；抗震性強。安裝方便；視頻存儲：硬盤錄像機進行存儲；大容量的存儲空間；,視頻采集系統：,2、經濟性方案介紹,如原設備以有視頻系統，可以部分利用原來的視頻設備進行改造升級。滿足國標要求，并為客戶減少資金投入。,視頻系統主要硬件組成,硬盤錄像機,車載顯示器,原有攝像頭,增加攝像頭,2、經濟性方案介紹,方案二和方案三對比,方案二一個顯示屏，即顯示視頻，又顯示數據，可遙控切換顯示內容；工控機與設備PL26、C，采集模塊等通訊進行數據采集與存儲，在顯示器上進行顯示。,方案三：顯示屏顯示視頻頻，觸摸屏與設備PLC，采集模塊等通訊進行數據采集、存儲、顯示。,2、經濟性方案介紹,遠程本地型方案：采用獨立開發的軟件系統，選用高性能的工控機完成數據和視頻信息的一體化采集、存儲、處理、顯示，能夠擴展的功能更豐富，能夠滿足客戶定制化的需求，并與后臺安全監控管理系統融合，實現設備基于物聯網的信息化、智能化等管理需求。本地基本型：采用成熟的工業化視頻系統進行視頻的采集、存儲、顯示。選用通用的HMI開發平臺，并進行二次開發來實現數據的采集、處理、存儲、顯示、報警等功能。總體經濟性更好。,與專家型方案對比,2、經濟性方案介紹,方案二：工控機功能更強，可適應更復雜的系統，數據存儲空間較大；單屏顯示，節省安裝空間；方案三：數據、視頻單獨顯示，顯示方便。更經濟；,方案二與方案三對比,2、經濟性方案介紹,