冶金行業(yè)橋式起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)解決方案
WT-SMS型安全監(jiān)控管理系統(tǒng)在冶金起重機上的應(yīng)用
冶金橋機是橋式起重機的一種，它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機械。隨著工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，橋機使用日益頻繁，傾覆事故時有發(fā)生。脫軌、傾覆，往往造成機毀人亡的重大事故。
特別是冶金業(yè)，如鋼廠如果發(fā)生吊機的傾覆事故其后果不堪設(shè)想。
2010年7月提出強制推行大型起重機安裝監(jiān)控管理系統(tǒng)的通知。
2012年7月質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、標準化管理委員會發(fā)布GB/T 28264-2012《起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》。
2018年5月實施的GB/T 28264-2017《起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》微特技術(shù)有限公司參與修訂起草。質(zhì)檢總局《關(guān)于冶金起重機械整治工作有關(guān)意見的通知》的375號文指出，冶金起重機按吊運熔融金屬的鑄造起重機來制造，因此符合加裝起重機械安全監(jiān)控系統(tǒng)的要求。微特技術(shù)有限公司有設(shè)計、生產(chǎn)、安裝《超載限制器》、《力矩限制器》、《安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》產(chǎn)品的經(jīng)驗及型式試驗資質(zhì)。是集提供解決方案、設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、安裝服務(wù)于一體的國家級高新技術(shù)型企業(yè)。
其設(shè)計、生產(chǎn)的冶金起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，是應(yīng)用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)信息傳導技術(shù)，以使用單位為主體，專業(yè)對口鋼廠等冶金企業(yè)吊機配套、加裝的定制型產(chǎn)品。
二、 冶金吊橋機安全監(jiān)控系統(tǒng)
設(shè)計要求
系統(tǒng)根據(jù)最新國家標準《起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》GB/T 28264-2017實施，需滿足如下基本功能要求。以下簡稱“系統(tǒng)”
① 系統(tǒng)應(yīng)滿足冶金起重機械要求監(jiān)控的所有信號。
② 系統(tǒng)具有對起重機械運行狀態(tài)及故障信息進行回放和歷史追溯的功能。
③ 系統(tǒng)具有故障自診斷功能，系統(tǒng)自身故障而不影響吊機設(shè)備的正常使用。
④ 系統(tǒng)應(yīng)能以數(shù)字、文字、圖示等方式實時顯示起重機械作業(yè)的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，能以聲音、光線和文字提示的方式向操作員發(fā)出危險警報。
⑤ 系統(tǒng)報警裝置應(yīng)能向處于危險區(qū)域內(nèi)的人員發(fā)出清晰警報。
⑥ 系統(tǒng)的通訊協(xié)議應(yīng)是對外開放的。1、冶金起重機因工作環(huán)境、工況、結(jié)構(gòu)的特殊性在設(shè)計安全監(jiān)控產(chǎn)品時還應(yīng)該滿足如下硬核要求
① 鑄造起重機工作環(huán)境溫度高。在靠近爐口的上方時，混鐵水、加料等工序會導致橋機端梁區(qū)域有超過100度高溫煙氣，甚至燃燒的火苗還會瞬間竄上吊車端梁，所以安全監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)考慮滿足現(xiàn)場的環(huán)境溫度。
② 鑄造車間粉塵很大，包含金屬鐵屑、金屬氧化皮、煙灰等大量影響監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備正常使用的有害的腐蝕性氣體及物質(zhì)。所以安全監(jiān)控系統(tǒng)的防塵應(yīng)滿足現(xiàn)場要求。
③ 工作時間長。在所有鋼廠的起重設(shè)備中，鑄造工序的起重設(shè)備處于生產(chǎn)鏈的中間環(huán)節(jié)，尤其繁忙（大部分廠設(shè)計為三班制，換人不換車）。安全監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)滿足長期高負荷的穩(wěn)定工作。
2、 冶金吊安全監(jiān)控管理系統(tǒng)監(jiān)控具體的參數(shù)
系統(tǒng)需要監(jiān)控的項目查GB/T 28264-2017《起重機械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的三表即可得知內(nèi)容，這里不再贅述。
硬核應(yīng)用
微特技術(shù)有限公司設(shè)計生產(chǎn)的冶金吊安全監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅滿足了國標對監(jiān)控系統(tǒng)的要求，還針對冶金行業(yè)的特殊性對產(chǎn)品做了大幅度的改進提升，主要體現(xiàn)在以下方面。1、結(jié)構(gòu)布局硬核優(yōu)化
一套好的產(chǎn)品，尤其是適合鋼廠冶金環(huán)境的電子設(shè)備，必須有合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保障設(shè)備信號的穩(wěn)定傳輸。
本系統(tǒng)采用分布式信號采集，處理后以通訊方式傳輸數(shù)據(jù)，完全沒有模擬信號的傳輸衰減隱患。
系統(tǒng)增加配置通訊隔離設(shè)備使系統(tǒng)的線間阻抗更加匹配。
在通訊信號傳輸?shù)妮d體上，采用無氧銅雙屏雙絞專用通訊軟拖纜，耐溫耐折，隔離外界信號干擾。
顯示：系統(tǒng)主機采用進口真彩65,536色TFT-LCD顯示屏，能以數(shù)字、漢字、圖形顯示參數(shù)及狀態(tài)，還可以通過顏色的變化反應(yīng)監(jiān)控狀態(tài)，畫面真實。
操作：操作采用觸摸式，杜絕按鍵縫隙進灰塵或按鍵膜長期使用破裂。優(yōu)化鍵盤輸入方式，操作快捷便利，提示音操作確認，背光調(diào)節(jié)。
存儲：超大存儲容量超6個月。
接口：具備多路RS232RS485串口和網(wǎng)口，具備2路USB接口，能通過U口下載數(shù)據(jù)及上傳升級程序。
軟件：為冶金橋式起重設(shè)備定制的專業(yè)軟件，能快速自動校正數(shù)據(jù)、一鍵查詢故報警記錄。
信號采集設(shè)備安裝在密封防塵防護箱中。防塵箱設(shè)計有防塵密封條，進線孔配置密封環(huán)、填料函，對現(xiàn)場的金屬粉塵、金屬氧化膜、煙塵隔離，保障信號采集設(shè)備不受環(huán)境影響。
信號采集主板電路采用軍品級別的電子元器件，保障長時間、高溫極端環(huán)境穩(wěn)定運行。出廠前電路板噴涂三次三防油漆，進高低溫箱老化，上震動臺測試。
冶金吊機設(shè)備大都安裝有載荷監(jiān)測儀表，還有部分配置有外掛顯示大屏，且儀表無載荷數(shù)據(jù)信號輸出接口，儀表運行良好大多數(shù)企業(yè)都不愿更換。而安全監(jiān)控系統(tǒng)需要采集載荷數(shù)據(jù)進行存儲，我司采用專用設(shè)備從原有超載設(shè)備中分離出信號保留原系統(tǒng)，且不會影響原系統(tǒng)的正常使用。
5、 行程數(shù)據(jù)精度硬核升級
選型提升：監(jiān)測吊鉤高度、大小車位置需要安裝測距傳感器，傳統(tǒng)的電位器式精度不高，激光受溫度、灰塵影響均不太適合。本司采用進口絕對值編碼器自帶斷電記憶功能，即使系統(tǒng)斷電吊機移位也不會影響數(shù)據(jù)的準確性。軟硬件提升：在實際使用中機械結(jié)構(gòu)間隙、啟動緩沖等因素會導致長時間運行產(chǎn)生行程數(shù)據(jù)的累積誤差。我司采用自動糾偏的方式解決了問題，即軟件檢測到增加的校正點位置信號時自動同步顯示值。安全防護提升：對安裝的編碼器均配置防塵罩殼，減小粉塵、金屬屑對傳感器的腐蝕。對傳感器與過渡輪的連接方式升級，采用開口銷及螺釘雙重保護，防止?jié)L輪脫落。
江蘇某鋼廠安裝了我司的安全監(jiān)控系統(tǒng)后，市場監(jiān)管人員回訪客戶反饋從沒有因行程誤差導致經(jīng)常報警的現(xiàn)象。
目前大部分冶金行業(yè)的起重設(shè)備使用時間都很長。設(shè)備電氣控制配置不一，部分車型沒有PLC控制器，部分又有。
針對這一市場現(xiàn)象，微特公司開發(fā)了2種信號采集設(shè)備，完全滿足目前在線運行的冶金吊機。1)開發(fā)專用的IO信號檢測模塊。
武鋼集團的設(shè)備大多是幾十年前蘇聯(lián)生產(chǎn)的吊機，電氣控制大部分都不是PLC控制器，采用我司的IO模塊處理減少了因線路過多而增加的故障隱患。
監(jiān)控系統(tǒng)主機通過模塊讀取PLC的各IO點的狀態(tài)，如西門子S7-200S7-300S7-400 PLC，AB PLC 等都有成功運用。
視頻系統(tǒng)國標的最低要求規(guī)定要對橋機的吊點區(qū)域進行不少于72小時的錄像，并能隨時調(diào)閱歷史數(shù)據(jù)追溯查詢。配置升級：結(jié)合冶金吊的特殊工況及吊車結(jié)構(gòu)，我司配置的視頻視點方案既滿足國標對吊點區(qū)域的基本要求，同時還能清楚的跟蹤拍攝龍門鉤及小鉤的掛鉤、脫鉤、鋼包位移整個工作過程，攝像頭均采用高清高溫防塵產(chǎn)品。線纜升級：高溫區(qū)域線纜采用耐高溫耐火阻燃的鐵氟龍外皮電纜，耐溫大于180度。存儲容量升級：存儲設(shè)備配置2T大容量專業(yè)級監(jiān)控硬盤，搭配8路控制器對設(shè)備的后期配置升級做了冗余。顯示：高清分辨率1920x1080P，帶HDMI,VGA同步視頻接口，制式自適應(yīng)，待機低功耗。
上圖是陜西某鋼廠安裝了我司的視頻監(jiān)控系統(tǒng)后的畫面，操作人員反饋畫面清晰，通過視頻畫面就能獨自掛鉤能清楚知道有沒掛入鋼包吊耳中。
8、 信號傳輸硬核保護
線纜防護升級：冶金吊使用環(huán)境特殊，在各傳感器的信號傳輸?shù)男盘柧€的使用，也需要注意，耐高溫是最基本的要求，本系統(tǒng)配置的高溫電纜系特別定制外皮帶鐵氟龍配料，能耐200度高溫且耐火阻燃。線纜規(guī)格升級：為保障信號的穩(wěn)定，所有信號電纜均帶全無氧銅96網(wǎng)屏蔽層，線芯直徑嚴格滿足國標，材料采用無氧全銅。線纜施工升級：線纜的布置采用鋼管、金屬軟管做保護層，設(shè)備外殼設(shè)計放電接地消除靜電干擾。
部分工程案例
1、興澄特鋼
江陰興澄特種鋼鐵有限公司是中信股份有限公司下屬的中信泰富特鋼集團的旗下企業(yè)。具備年產(chǎn)1300多萬特鋼的生產(chǎn)能力，具備世界先進水平的工藝技術(shù)及裝備。
興澄特鋼冶金起重機選購的是微特技術(shù)有限公司制造的WTSM-A型冶金起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，經(jīng)安裝運行后該系統(tǒng)大大提升了各分廠安全生產(chǎn)的效率，為設(shè)備的安全生產(chǎn)提供了有力保障。
武漢鋼鐵集團公司是新中國成立后興建的第一個特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，于1955年開始建設(shè)，聯(lián)合重組后，成為生產(chǎn)規(guī)模近4000萬噸的大型企業(yè)集團，居世界鋼鐵行業(yè)第四位。武鋼冶金起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過當?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門驗收，并得到業(yè)主好評。
包鋼集團公司于1954年成立，是國家在“一五”期間建設(shè)的156個重點項目之一，是新中國在少數(shù)民族地區(qū)建設(shè)的第一個大型鋼鐵企業(yè)，擁有中國西北地區(qū)最大鐵礦，稀土儲量第一位、鈮儲量居世界第二位。
包鋼煉鐵廠冶金起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過當?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門驗收，并得到業(yè)主好評。
微特技術(shù)有限公司積累了近20年的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝《超載限制器》、《力矩限制器》、《安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》產(chǎn)品的經(jīng)驗，具備各類產(chǎn)品的型式試驗證書。是集提供解決方案、設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、安裝服務(wù)于一體的國家級高新技術(shù)型企業(yè)。
微特技術(shù)有限公司長期致力于冶金行業(yè)的安全保護產(chǎn)品的設(shè)計、制造、服務(wù)，能對已經(jīng)安裝的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)產(chǎn)品進行技術(shù)升級實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控，亦可承接廠級的設(shè)備智能管理系統(tǒng)的改造。
微特技術(shù)有限公司利用自身技術(shù)優(yōu)勢和快速定制化的反應(yīng)能力，及長期醉心冶金行業(yè)起重設(shè)備安全產(chǎn)品的開發(fā)，已上線運行的產(chǎn)品還有：3、 冶金起重機遠程監(jiān)控系統(tǒng)4、 鋼廠起重設(shè)備智能化管理系統(tǒng)6、 冶金吊設(shè)備關(guān)鍵器件在線監(jiān)測系統(tǒng)
國家標準GB/T36697-2018《鑄造起重機報廢條件》已于2018年9月17日國家市場監(jiān)督管理總局和中國國家標準化管理委員會正式批準發(fā)布，并于2019年4月1日正式實施。未來各類起重機的報廢條件和壽命評估一定是大勢所趨。
而起重機應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)就是為起重機壽命監(jiān)測及評估提供重要的數(shù)據(jù)支撐，是未來大型起重機必備的技術(shù)監(jiān)測手段。前面介紹的冶金吊安全監(jiān)控系統(tǒng)，再加裝上微特專門針對冶金吊設(shè)計的應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，配合大數(shù)據(jù)技術(shù)和云平臺技術(shù)，就能針對冶金起重機的結(jié)構(gòu)壽命提供遠程應(yīng)力數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，為行業(yè)提供了前瞻性的研究和解決方案。
