一、前言
門式起重機作為戶外重大物體的搬運設備， 具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應面廣及通用 性強等特點，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。根據(jù)起重機安全監(jiān)控(GB/ T28264-2012)系統(tǒng)的新標準，必須實時監(jiān)控現(xiàn)場 門式起重機的一些運行參數(shù)，及時地檢測并警告 門式起重機在運行過程中存在的問題，方便設備 管理人員維護與維修。
二、門式起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)系統(tǒng)硬件改造
2.1 160t門式起重機原系統(tǒng)控制方式
該門式起重機160/63/16T三個起升機構均采 用接觸器控制的單相制動切電阻控制方案，主小 車/副小車/大車三個運行機構均采用接觸器控制 的一檔滑行切電阻控制方案。
該門式起重機沒有PLC、調(diào)速器、工控機及攝 像系統(tǒng)，根據(jù)新標準，不滿足要記錄起重機數(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:用于整機的控制，采集 整機的I/O信號。單片機是專門為起重機控制開 發(fā)的專用控制器。控制器上還有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:監(jiān)控主機是為安全監(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)通訊進行數(shù)據(jù)交換。監(jiān)控主機上還有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)控主機上帶16G的SD存儲卡，它先將國標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)都帶有時間戳。
(3) 上位機:上位機為一臺預裝了監(jiān)控軟件的 工控機。工控機與監(jiān)控主機之間通過以太網(wǎng)連接， 上位機畫面實時顯示整機的工作狀態(tài)；上位機將 監(jiān)控主機SD存儲卡中的數(shù)據(jù)導人到上位機的數(shù) 據(jù)庫中，導人后的數(shù)據(jù)可在上位機畫面中查詢。
(4) 編碼器:檢測起升機構的起升高度和運行 機構的運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數(shù)值來實現(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:起升機構的起重量限制器 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)控主機上，在監(jiān)控主機上讀取 起升機構的重量值。
(6) 風速儀：風速儀儀表盒選用帶4-20mA模 擬量輸出接口的，將模擬量信號接到監(jiān)控主機上， 在監(jiān)控主機上讀取風速儀的風速值。
(7) 各個機構的行程限位、超速開關、激光防 撞、保護限位、聯(lián)動臺及抗風防滑等作為整機電氣 系統(tǒng)的組成部分，各個信號都進人數(shù)據(jù)采集控制 器內(nèi)，作為整機控制的一部分。
(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攝像頭，用于拍攝大車 行走區(qū)域;在端梁的中部安裝兩個攝像頭,用于拍 攝吊鉤的運行區(qū)域；將各個網(wǎng)絡攝像頭通過網(wǎng)線 連接到電氣室內(nèi)的交換機上然后在與硬盤刻錄機 (NVR)連接，硬盤刻錄機的視頻接口連接顯示器， 在顯示器上顯示各個攝像頭的畫面。
三、門式起重機監(jiān)控系統(tǒng)國標要求及實現(xiàn)方法
序號 監(jiān)控內(nèi)容 檢測元件/實現(xiàn)方法
1 起重量 起升機構: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)控主機上，讀取起升機構重W值-
2 起升高度/下降深度 在起升機構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，讀取編碼器計數(shù)值。
3 運行行程 在運行機構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，讀取編碼器計數(shù)值-
4 偏斜限位 通過大車兩側被動輪上安裝絕對值編碼器，讀取編碼器差值。
5 風速儀裝置 儀表盒帶4 -20mA模擬適輸出接口，將模擬量信號連接至監(jiān)控主機上， 讀取風速儀風速值。
6 同一軌道運行機構安全距離 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 在上位機畫面上顯示并存儲門吊的操作指令。
8 工作時間 在監(jiān)控主機上通過程序計算及存儲工作時間，并在上位機畫面中顯示 及存儲。
9 累積工作時間 在監(jiān)控主機上通過程序計算及存儲累積工作時間，并在上位機畫面中 顯示及存儲。
10 每次工作循環(huán) 在監(jiān)控主機上通過程序計算及存儲每次工作循環(huán)，并在上位機畫面中 顯示及存儲。
11 起升機構制動器狀態(tài) 檢測起升機構的接觸器。
12 聯(lián)鎖保護:門限位 在各個登機門上安裝門限位。
13 抗風防滑裝置 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。
14 視頻系統(tǒng) 配置視頻系統(tǒng)，用于拍攝大車運行區(qū)域和吊鉤運行區(qū)域C
四、門式起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件
4.1程序編輯
程序編輯是對單片機Config軟件的編輯。系 統(tǒng)共用丨6塊EDC3200單片機，1塊MCD1000監(jiān) 控主板，見圖1;由于設備采集源比較分散，所以程 序是分別在每個EDC3200單片機內(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，上位機畫面主 要包括：實時狀態(tài)、數(shù)據(jù)記錄、故障報警、打開程 序、電路圖及視頻信息這六大部分，每個畫面下分 別有相關對應的內(nèi)容P
例如：實時狀態(tài)部分能夠查看整機的實時狀 態(tài)信號，包括限位、運行行程、起升高度、起重量、 工作循環(huán)及累計工作時間等。實時狀態(tài)下包括：全 車總覽、配電、主起機構、一號副起、二號副起、一 號小車二號小車及大車機構這個八個部分，如圖3 所示。
五、結論
門式起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)改造方案采用 單片機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。并通過監(jiān)控主板將采集的 數(shù)據(jù)在工控機上顯示、存儲。系統(tǒng)滿足國家標準要 求，能夠查看實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等必要參數(shù)，系
統(tǒng)通過一段時間的在線監(jiān)測，運行穩(wěn)定，故障率極 低，大大減少了用戶維護設備的時間。
