冶金行業(yè)橋式起重機(jī)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(jī)上的應(yīng)用
冶金橋機(jī)是橋式起重機(jī)的一種，它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機(jī)械。隨著工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，橋機(jī)使用日益頻繁，傾覆事故時有發(fā)生。脫軌、傾覆，往往造成機(jī)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(jī)的傾覆事故其后果不堪設(shè)想。
2010年7月提出強(qiáng)制推行大型起重機(jī)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(yàn)檢疫總局、標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布GB/T 28264-2012《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》。
2018年5月實(shí)施的GB/T 28264-2017《起重機(jī)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(jī)械整治工作有關(guān)意見的通知》的375號文指出，冶金起重機(jī)按吊運(yùn)熔融金屬的鑄造起重機(jī)來制造，因此符合加裝起重機(jī)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(jì)、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(yàn)及型式試驗(yàn)資質(zhì)。是集提供解決方案、設(shè)計(jì)、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(jì)、生產(chǎn)的冶金起重機(jī)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(dǎo)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(jī)配套、加裝的定制型產(chǎn)品。
二、 冶金吊橋機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)
設(shè)計(jì)要求
系統(tǒng)根據(jù)最新國家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)械 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》GB/T 28264-2017實(shí)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(jī)械要求監(jiān)控的所有信號。
② 系統(tǒng)具有對起重機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)及故障信息進(jìn)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(jī)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(shí)時顯示起重機(jī)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(xiǎn)警報(bào)。
⑤ 系統(tǒng)報(bào)警裝置應(yīng)能向處于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的人員發(fā)出清晰警報(bào)。
⑥ 系統(tǒng)的通訊協(xié)議應(yīng)是對外開放的。1、冶金起重機(jī)因工作環(huán)境、工況、結(jié)構(gòu)的特殊性在設(shè)計(jì)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(jī)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(dǎo)致橋機(jī)端梁區(qū)域有超過100度高溫?zé)煔猓踔寥紵幕鹈邕€會瞬間竄上吊車端梁，所以安全監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)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(jì)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(fù)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(xiàng)目查GB/T 28264-2017《起重機(jī)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(jì)生產(chǎn)的冶金吊安全監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅滿足了國標(biāo)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(jìn)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。
2、 主機(jī)及采集設(shè)備用料硬核升級
顯示：系統(tǒng)主機(jī)采用進(jìn)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(shí)。
操作：操作采用觸摸式，杜絕按鍵縫隙進(jìn)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(rèn)，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(bào)警記錄。
信號采集設(shè)備安裝在密封防塵防護(hù)箱中。防塵箱設(shè)計(jì)有防塵密封條，進(jìn)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(yùn)行。出廠前電路板噴涂三次三防油漆，進(jìn)高低溫箱老化，上震動臺測試。
冶金吊機(jī)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(yùn)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(jìn)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(jìn)口絕對值編碼器自帶斷電記憶功能，即使系統(tǒng)斷電吊機(jī)移位也不會影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。軟硬件提升：在實(shí)際使用中機(jī)械結(jié)構(gòu)間隙、啟動緩沖等因素會導(dǎo)致長時間運(yùn)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(diǎn)位置信號時自動同步顯示值。安全防護(hù)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(hù)，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(dǎo)致經(jīng)常報(bào)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(yùn)行的冶金吊機(jī)。1)開發(fā)專用的IO信號檢測模塊。
武鋼集團(tuán)的設(shè)備大多是幾十年前蘇聯(lián)生產(chǎn)的吊機(jī)，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(jī)通過模塊讀取PLC的各IO點(diǎn)的狀態(tài)，如西門子S7-200S7-300S7-400 PLC，AB PLC 等都有成功運(yùn)用。
視頻系統(tǒng)國標(biāo)的最低要求規(guī)定要對橋機(jī)的吊點(diǎn)區(qū)域進(jìn)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(diǎn)方案既滿足國標(biāo)對吊點(diǎn)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(jī)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(dú)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(hù)
線纜防護(hù)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(yán)格滿足國標(biāo)，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(hù)層，設(shè)備外殼設(shè)計(jì)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(tuán)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(jìn)水平的工藝技術(shù)及裝備。
興澄特鋼冶金起重機(jī)選購的是微特技術(shù)有限公司制造的WTSM-A型冶金起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，經(jīng)安裝運(yùn)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(tuán)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(tuán)，居世界鋼鐵行業(yè)第四位。武鋼冶金起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門驗(yàn)收，并得到業(yè)主好評。
包鋼集團(tuán)公司于1954年成立，是國家在“一五”期間建設(shè)的156個重點(diǎn)項(xiàng)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(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門驗(yàn)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(jì)、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(yàn)，具備各類產(chǎn)品的型式試驗(yàn)證書。是集提供解決方案、設(shè)計(jì)、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(hù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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(jìn)行技術(shù)升級實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(yùn)行的產(chǎn)品還有：3、 冶金起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)4、 鋼廠起重設(shè)備智能化管理系統(tǒng)5、 設(shè)備點(diǎn)檢管理系統(tǒng)6、 冶金吊設(shè)備關(guān)鍵器件在線監(jiān)測系統(tǒng)
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T36697-2018《鑄造起重機(jī)報(bào)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(biāo)準(zhǔn)化管理委員會正式批準(zhǔn)發(fā)布，并于2019年4月1日正式實(shí)施。未來各類起重機(jī)的報(bào)廢條件和壽命評估一定是大勢所趨。
而起重機(jī)應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)就是為起重機(jī)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(jī)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(jì)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(jī)的結(jié)構(gòu)壽命提供遠(yuǎn)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。
