塔机监控与安全保护系统的应用

塔机监控与安全保护系统的应用

杨丹

廊坊中建机械有限公司 河北省 065000

摘要：塔机监控与安全保护系统在很大程度上能够保障塔机的安全运行，其安全系统对风速、温湿度环境、回转角度、吊钩高度、起重力矩、起重机工作幅度等进行优化管理，防止其起升重量超过塔机的规定荷载，进而强化系统的安全性。在此过程中，塔司人员通过查看有效的数据记录以及信息监督，能够安全快捷地提升塔机的运行效率，延长塔机使用寿命的同时，对塔机的安全防护起到积极的作用。

关键词：塔机监控；安全保护系统；应用

1塔机监控与安全保护系统的硬件设计

在这种系统中，技术人员需要对塔机的运行机制进行多信号、多线路模拟，保证司机可以在驾驶室中有效地查看塔机运行的状态，从而将系统分为数据采集和主控制器两大部分，各机构采用变频闭环控制，变频器与PLC之间采用固定的总线连接形式。具体来讲，系统中主控制器由继电器驱动、蜂鸣器报警、入机接口、存储器和显示器等组成。为了能够保障塔机的运行效率和存储环境，主控制器还采取固定的CPU，保障芯片内资源和存储量丰富，拓展整个系统的工作范围，进而营造出良好的工作环境。

塔机安全保护系统产生的大量数据能够借助云数据存储平台来更新存储程序和数据计算程序。而且针对每一条记录进行必要的备份管理和信息管理，拓展容量。对塔机工作过程中的风速、温湿度环境、回转角度、吊钩位置、工作幅度以及起重量进行必要的监测和管理。

2塔机监控与安全保护系统

2.1安全保护装置

机械式安全保护装置是通过各路触发元件的有形位移来触碰动作元件,从而输出控制信号或指令的装置,是为确保塔机正常使用而设置的,由起重力矩限制器、起重量限制器、起升高度限位器、行走限位装置、幅度限位装置、回转限位器、风速仪等所构成的安全保障系统。该系统属于单一的动作型互锁装置,仅仅起到报警和切断电源的作用,只控制不能监督,通过各关联动作开关与电气回路实施电气联锁控制,无声、光信号报警及显示记录功能要求,当出现异常状况时自动切断电源、制止继续往不利方向动作但可以朝有利方向运行。由于机械式安全保护装置是直观、实时地取样于产品的工作状态,因而,一旦经试验状态调定并予以锁定之后,其重复性、稳定性、可靠性一般都会得到较有效的保障。

2.2塔机参数标定

设定塔机实时参数，如回转、幅度、重量、高度等。回转标定：先设置好A点和B点（A、B根据工地实际情况设置）设置完成好后，系统会自动计算出当前回转角度。幅度设定：变幅小车走到塔壁最小幅度（通常指2m处）按下最小幅度键输入最小幅度，变幅小车走到最大幅度按下最大幅度键输入数据即可完成，这样锁定塔壁变幅小车工作范围，以确保小车运行在安全范围之内。重量设定：首先按下空钩重量清零键，进行清零标定。为了提高重量的精确性，尽量多标定几次，一般为3次。需要注意的是，标定重量最好在起重臂中间位置，重物在2t以上，这样更精准。高度设定：先标定吊钩零点（地面基点），然后将小车吊钩上升到最大高度输入最大值进行最大高度标定，这样完成其中塔基最大安全提升高度。需要注意的是，必须在塔臂15°时进行标定。臂长组合及倍率选择：在选择臂长与倍率时，必须要和当前塔机的工况相匹配，否则，调用力矩表不能起到保护作用。

2.3视频系统

2.3.1视频系统主要功能

塔机视频监控系统采用双摄像头，一个变焦摄像安装于塔机起重臂根部或回转塔身处，主要监视塔臂、变幅小车钢丝绳等运行情况；另一个摄像头安装于平衡臂起升结构附近主要监视平衡臂、起升机构、配重、拉杆等运行情况。

2.3.2图像与存储

图像存储除了正常工作记录设备运转情况外（卷扬滚筒、钢丝绳等），还应具有断电图像保存功能，同时具有循环存储功能（视频存储后自动覆盖最早的影像），这样有利于记录设备安全运行的情况记录。

2.4远程GPS控制系统与通讯

除此之外，该系统还采取GPS远程控制系统对塔机进行定位和通信，然后确定GPS自身的定位信息，以与其他各主板系统进行位置互换和通信管理，从而确定整个塔机及其各个主板系统的具体位置，并监控其实时的状态，将数据信息和故障记录发送到预期的远程监控中心当中，以便于技术人员通过手机有效了解系统的信息及塔司的操作情况，进而保障系统信息的互换和相互定位，以提升系统的稳定性和安全性。

3塔机安全监控系统的应用

塔机发生事故绝大部分是处于安拆阶段,因此,把握并管控好该过程可以降低事故的发生概率。在这方面,杭州市建筑工程质量安全监督总站及协会做了大量的工作,收到了较好的效果。硬件上利用安全监控系统,与杭州威伦科技有限公司、浙江企众机械设备科技有限公司等单位联合开发,并建立一个基于北斗定位的建筑起重机械安全监控管理平台,整合硬件、软件及通讯等多方资源,采用球状监控仪安装在臂架头部、根部,自动聚焦追踪吊钩,实现无线发射视频至塔司操作屏幕上,使塔司无视野盲区,对地面指挥进行有效补充。通过精密传感器实时采集载荷、应变、幅度、高度、角度、风速等多项安全作业工况的实时数据加以处理,以图形数值方式显示当前工作参数和塔机额定工作能力参数,使塔司能直观地了解塔机当前运行状态,从而达到正确判断与操作的目的。

平台的技术创新在于塔机安全监控原始数据实时可视,实现人机视频对话、APP技术应用、使用手机随时、随地监督。监控系统可从安装的初始阶段投入,较大程度地提升塔机安装、拆卸、顶升等作业过程的安全度。根据需要,系统还可对起升卷筒、操作室、作业环境、吊钩实现了可视化监控,360°自动聚焦追踪吊钩动作画面,有效预防危险状况的发生。智能化视频作业监控系统,能以高清晰图像向塔司展现卷筒及吊钩周围的实时工况,使塔司能够快速准确地作出判断和操作,可有效解决塔司的视野死角、模糊视觉、旗语指挥等易出差错的难题,规避事故的发生,为提高功效、减小事故率、降低成本、提高信息化管理水平提供了必要的保障。

4安全监控系统的发展趋势

目前,国外以机械式为主,国内并行着机械式、电子式或“机械式+电子式”双保险联合控制的状态。随着信息化管理水平的不断提高,起初较为简单的监控系统已不能满足广大用户的需求,迫使供应商提供适应性更强的、功能更强大、可在线实时监控的管理系统。除原有的基本功能外,系统还附加了由GPS定位的远程诊断、远程控制、一体化管理、指纹或人脸识别、空间交叉作业防撞、互联网管理、物联网管理等功能,实现包含可对特种作业人员实时监管在内的全面监视、形成一个功能相对强大的远程可视化安全监控管理平台。绝大多数塔机事故背后所涉及的无非就是技术层面和管理层面两个问题,因此,借助于科学的管理元素,利用平台不仅可以大大地防止上述问题的发生,给设备的租赁、安装、监控、后续的资源管理都会带来许多便利,同时也顺应了国家简政放权、将一部分监督职能交由社团、企业或第三方管理的方向。此外,平台还可以为管理部门的问责制度提供有力保障,弱化管理职责,加强管理部门之间的指导职能,简化过程,明确权责,完善设备租赁公司的管理制度。因此,充分借助信息化管理手段,导入一个基于安全监控系统及北斗定位的安全监控管理平台是科学管理建筑起重机械的有效措施。

结论

塔机安全监控系统需要选用稳定、可靠、功能齐全的产品,使人的生命安全、重大财产安全以及社会公共安全得到有效保障。在建筑起重机械租赁企业里引进安全监控管理平台,可以优化资源、简化过程、提高功效、降低成本、大大提高信息化管理水平。

参考文献：

[1]胡浪,乐智君,曹小均,等.塔机“智能-机械”联合控制力矩限制器方案[J].建筑机械,2020,(5):79-80.

[2]徐杰.塔机安全监控系统技术的发展与应用[J].建筑机械化,2019,(10):72-75.