大型起重机械安全监控管理系统讲课

大型起重机械安全监控管理系统讲课第一页，共45页。

第一部分

背景第二页，共45页。

一、任务来源根据国务院国发【2010】23号文《国务院关于进一步加强企业生产工作的通知》以及国家质检总局特种设备安全监察局检特【2010】518号文《关于进一步加强特种设备安全工作的若干意见》中有关“大型起重机械要安装安全监控管理系统”的要求，2011年1月底全国起重机械标准化技术委员会提出由中船第九设计研究院工程有限公司和北京起重运输机械设计研究院负责起草国家标准《起重机械

安全监控管理系统》。本标准自标准起草工作组正式接到编写通知到全国起重机械标准化技术委员会年会上审查通过，历经7个月。第三页，共45页。

二、分工主编单位：

中船第九设计研究院、北京起重运输机械设计研究院桥式起重机：

大连重工起重集团有限责任公司、北京起重运输机械设计研究院门式起重机：

中船第九设计研究院、北京起重运输机械设计研究院、常州市常欣电子衡器有限公司流动式起重机：徐工集团徐州重型机械有限公司塔式起重机：

中国建筑科学研究院机械化研究分院门座起重机：

上海振华重工（集团）股份有限公司缆索起重机：

水利部水工金属结构质量检验测试中心桅杆起重机：

华电郑州机械设计研究院有限公司架桥机：

中铁工程机械研究设计院、石家庄铁道大学国防交通研究所升船机：

水利部水工金属结构质量检验测试中心第四页，共45页。

三、实施质检办特联【2013】5号文“国家质检总局办公厅、国家安全监管总局办公厅关于在部分大型起重机械推广应用安全监控管理系统及继续深入开展示范试点工作的通知”要求：1、2013年7月1日起，制造和安装单位应当在新制造的造船门式起重机和架桥机上安装安全监控管理系统，没有安装安全监控管理系统的不得出厂。2、2013年12月31日前，使用单位应当通过改造，在在用注册登记的造船门式起重机和架桥机上依据国家标准完成加装安全监控管理系统的工作。3、自2014年1月1日起，没有加装安全监控管理系统的不得使用。第五页，共45页。第二部分

国家标准《起重机械

安全监控管理系统》正文第六页，共45页。一、范围（见标准第一章）本标准规定了起重机械安全监控管理系统（以下简称“系统”）的构成、系统的监控、系统的性能要求、试验方法和系统的检验。本标准适用于GB/T20776规定的桥式起重机、门式起重机、流动式起重机、塔式起重机、门座起重机、缆索起重机、桅杆起重机、架桥机及升船机，其他类型起重机可参照使用。第七页，共45页。二、规范性引用文件（见标准第2章）下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB6067.1起重机械安全规程第1部分：总则GB5226.2机械安全机械电气设备

第32部分：起重机械技术条件GB/T20776起重机械分类第八页，共45页。三、术语和定义（见标准第3章）3.1

安全监控管理系统managingsystemofsafetymonitoring

对起重机械工作过程进行监控，能够对重要运行参数和安全状态进行记录并管理的系统。3.2

信息采集单元informationcollectionunit

读取信息源数据的装置。3.3信息处理单元informationprocessingunit

对读取的数据进行计算和处理的装置。3.4

控制输出单元outputcontrolunit向起重机械执行机构输出控制信号的装置。第九页，共45页。3.5

信息显示单元informationdisplayunit

以图形、图像、文字、声光等方式输出信息的装置。3.6

信息导出接口单元dataoutputinterfaceunit

向上级或下级单元输出数据的装置。3.7

远程传输单元remotedatatransferunit

信息传送到远程服务器的装置。3.8

系统综合误差syntheticalprecisionofsystem

系统显示数据与被采集信息源的实际数据的最大相对误差。第十页，共45页。图1网络图图一

安全监控管理系统图第十一页，共45页。四、系统的构成4.1

构成（见标准4.1条）4.1起重机械安全监控管理系统由硬件和软件组成,其单元构成如下：信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息导出接口单元等。当有远程监控要求时，应增加远程传输单元。当起重机械集群作业时，系统应留有相应接口，用于与远程监控中心的信息交换。注：本系统是起重机械电气控制系统的一部分，非独立产品。第十二页，共45页。4.2

起重机械安全监控管理系统结构模式（见标准4.2条）第十三页，共45页。4.3起重机械安全监控信息采集要求（打开标准中表1）第十四页，共45页。五、系统的监控（见标准第5章）5.1总则（见标准5.1条）5.1总则系统应具有满足本标准要求的安全监控管理功能。第十五页，共45页。5.2监控内容（见标准5.2条）5.2监控内容5.2.1起重机械安全保护装置的设置应满足GB6067.1及相关标准的要求，系统中的主要监控内容应满足表2和表3的要求。5.2.2系统的输出控制要求应满足GB6067.1及相关标准的规定。第十六页，共45页。图三

操作指令第十七页，共45页。五、系统的监控（见标准第5章）表2序号11.操作指令：指的是主令控制器、凸轮开关、按钮等发出的操作命令，所有机型都应监控。见图三1.介绍第一，二排工况指令，及主令指令。举例:2.介绍如操作指令不进去，发生事故无法追溯事故原因。表2序号13.工作时间：指的是每个工作状态对应的时间节点。见图十二表2序号14.累计工作时间：指多个工作循环累积起来的时间，为给起重机械的使用寿命与报废年限问题作参考。表2序号15.工作循环：指起重机从起吊一个物品起，到能开始起吊下一个物品止，包括起重机运行及正常的停歇在内的一个完整的过程。第十八页，共45页。谢谢！第十九页，共45页。图四

视频系统第二十页，共45页。六、系统的性能要求6.1总则（见标准6.1条）6.1总则系统的性能除应满足GB5226.2的相关要求外，还应满足6.2～6.11的要求。第二十一页，共45页。6.2使用环境条件（见标准6.2条）6.2使用环境条件系统应满足起重机械的实际使用环境条件要求。第二十二页，共45页。6.3系统综合误差（见标准6.3条）6.3系统综合误差

系统综合误差特指起重量、幅度和起重力矩的误差。在起重机械实际使用工况下，系统的综合误差分别不应大于5%。第二十三页，共45页。6.4系统的屏蔽要求（见标准6.4条）6.4系统的屏蔽要求6.4.1控制信号线宜选用双绞屏蔽线，远距离传输或强干扰环境时可选用光缆方式。6.4.2采用变频器驱动的起重机械中，为防止变频器产生的谐波和电磁辐射对安全监控管理系统造成干扰，应采取适当的措施，特别是对信号线的抗干扰措施。第二十四页，共45页。6.5

系统的连续作业要求（见标准6.5条）6.5系统的连续作业要求系统的基本组成单元应符合其本身的技术规范。连续作业试验时间不应低于16h或工作循环次数不应低于20次。第二十五页，共45页。6.6系统信号接口要求（见标准6.6条）6.6系统信号接口要求信号的常用接口形式如下：a)无源开关量信号接口；b)模拟量信号接口；c)脉冲量信号接口；d)总线数据信号接口。第二十六页，共45页。6.7系统的功能要求（见标准6.7条）6.7系统的功能要求6.7.1系统应具有对表1所列的信息进行处理及控制的功能。6.7.2系统应具有对起重机械运行状态及故障信息进行实时记录的功能。6.7.3系统应具有对起重机械运行状态及故障信息进行历史追溯的功能。6.7.4系统应具有故障自诊断功能。在开机时应有自检程序，对警报、显示等功能进行验证；在系统自身发生故障而影响正常使用时，能立即发出报警信号。6.7.5系统的报警装置应具备止停功能。第二十七页，共45页。图5运行状态图五运行状态及实时监控第二十八页，共45页。图六

实时监控第二十九页，共45页。图七

故障分析第三十页，共45页。图八

历史回放第三十一页，共45页。6.8系统的信息采集和信息储存要求（见标准6.8条）6.8系统的信息采集和信息储存要求6.8.1系统信息的采集应满足实时性要求，储存应满足原始完整性要求。6.8.2系统储存的数据信息或图像信息应包含数据或图像的编号、时间和日期。6.8.3系统的信息存储单元在关闭电源或供电中断之后，其内部的所有信息均应被保留。6.8.4系统能在存储容量达到设定的存储时间前提示管理人员提前备份保存。6.8.5在运行周期内系统的采样周期不应大于100ms。6.8.6数据存储时间不应少于30个连续工作日，视频存储时间不应少于72h。第三十二页，共45页。图九

故障记录第三十三页，共45页。6.9系统的显示要求（见标准6.9条）6.9系统的显示要求6.9.1系统应保证显示信息在各种环境下清晰可辨，不干扰司机视线，不刺目。6.9.2系统应具有起重机械作业状态的实时显示功能，能以图形、图像、图表和文字的方式显示起重机械的工作状态和工作参数。6.9.3系统显示的文字表达应采用简体中文。6.9.4系统的报警装置应能向起重机械操作者和处于危险区域内的人员发出清晰的声光报警。第三十四页，共45页。图十

图像图表第三十五页，共45页。6.10系统的通信协议要求（见标准6.10条）6.10系统的通信协议要求6.10.1系统的通信协议应符合国家现行标准的规定。6.10.2系统的用户通信协议应是对外开放的。第三十六页，共45页。6.11系统管理权限要求（见标准6.11条）6.11系统管理权限要求系统的管理应由经授权的人员进行。第三十七页，共45页。图十一

管理权限第三十八页，共45页。七、试验方法（见标准第7章）7.1起重量综合误差试验（见标准7.1条）7.1起重量综合误差试验

载荷试验不少于三次，且试验载荷不低于30%的额定起重量。100%额定起重量作为必测点。其他两点在30%额定起重量与100%额定起重量之间任意选取。综合误差按式（1）计算：

………………（1）式中：EQ——起重量综合误差；Qa——系统显示数据，单位为吨（t）；Qb——试验载荷的实际数据，单位为吨（t）。第三十九页，共45页。7.2

幅度综合误差试验（见标准7.2条）7.2幅度综合误差试验

空载状态下，取最大工作幅度的30%（R0.3）、60%（R0.6）、90%（R0.9），变幅机构在取点附近小范围内往返运行两次后停止，测定实际幅度R0.3a、R0.6a、R0.9a，读取显示器相应显示幅度R0.3b、R0.6b、R0.9b，分别计算它们的算术平均值Ra和Rb，综合误差按式（2）计算：

………………（2）式中：ER——幅度的综合误差；Ra——三次实际幅度的算术平均值，单位为米（m）；Rb——对应的三次显示幅度的算术平均值，单位为米（m）。对于大型流动式起重机，应增加额定载荷状态下的试验。第四十页，共45页。7.3起重力矩的综合误差试验（见标准7.3条）7.3起重力矩的综合误差试验

在力矩曲线范围内选能代表机种力矩变化特性的三点作为检测点，综合误差按式（3）计算：

………………（3）式中：EM——力矩的综合误差；Ma——实际的力矩值，单位为千牛米（kN.m）；Mb——对应的显示力矩值，单位为千牛米（kN.m）。第四十一页，共45页。7.4其他检验项目试验（见标准7.4条）7.4其他检验项目试验7.4.1除系统综合误差外，其他检验项目