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冶金行業起重機安全監控管理系統解決方案

時間:2020-04-07 14:28來源:船舶事業部 作者:代宗 點擊:
 

 

冶金行業起重機安全監控管理系統解決方案

WT-SMS型安全監控管理系統在冶金起重機上的應用

 

 

一、 背景及現狀

 

冶金起重機是橋式起重機的一種,它是使用范圍最廣、數量最多的一種起重機械。隨著工業建設的發展,橋機使用日益頻繁,傾覆事故時有發生。脫軌、傾覆,往往造成機毀人亡的重大事故。
特別是冶金業,如鋼廠如果發生吊機的傾覆事故其后果不堪設想。 

 

2010年7月國務院就提出強制推行大型起重機安裝監控管理系統的通知。
2012年7月中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發布GB/T 28264-2012《起重機械 安全監控管理系統》。
2018年5月實施的GB/T 28264-2017《起重機械 安全監控管理系統》微特技術有限公司參與修訂起草。
國家質檢總局《關于冶金起重機械整治工作有關意見的通知》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控系統的要求
 
 
 
 
 

習近平主席關于安全生產的重要論述:安全生產是不可逾越的紅線,要加大安全監管設備的投入,做到安全生產防患于未然……

 
 
 
 
 
微特技術有限公司有設計、生產、安裝《超載限制器》、《力矩限制器》、《安全監控管理系統》產品的經驗及型式試驗資質。是集提供解決方案、設計、研發、生產、安裝服務于一體的國家級高新技術型企業。
其設計、生產的冶金起重機安全監控管理系統,是應用現代物聯網信息傳導技術,以使用單位為主體,專業對口鋼廠等冶金企業吊機配套、加裝的定制型產品。

 

 

 

二、 冶金吊橋機安全監控系統

設計要求

 

系統根據最新國家標準《起重機械 安全監控管理系統》GB/T 28264-2017實施,需滿足如下基本功能要求。以下簡稱“系統”
①  系統應滿足冶金起重機械要求監控的所有信號。
②  系統具有對起重機械運行狀態及故障信息進行回放和歷史追溯的功能。
③  系統具有故障自診斷功能,系統自身故障而不影響吊機設備的正常使用。
④  系統應能以數字、文字、圖示等方式實時顯示起重機械作業的數據及狀態,能以聲音、光線和文字提示的方式向操作員發出危險警報。
⑤  系統報警裝置應能向處于危險區域內的人員發出清晰警報。
⑥  系統的通訊協議應是對外開放的。
 
1、冶金起重機因工作環境、工況、結構的特殊性在設計安全監控產品時還應該滿足如下硬核要求
① 鑄造起重機工作環境溫度高。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,所以安全監控系統在設計時應考慮滿足現場的環境溫度。
② 鑄造車間粉塵很大,包含金屬鐵屑、金屬氧化皮、煙灰等大量影響監控系統設備正常使用的有害的腐蝕性氣體及物質。所以安全監控系統的防塵應滿足現場要求。
③ 工作時間長。在所有鋼廠的起重設備中,鑄造工序的起重設備處于生產鏈的中間環節,尤其繁忙(大部分廠設計為三班制,換人不換車)。安全監控系統的產品質量,應滿足長期高負荷的穩定工作。

 

2、 冶金吊安全監控管理系統監控具體的參數
系統需要監控的項目查GB/T 28264-2017《起重機械 安全監控管理系統》的三表即可得知內容,這里不再贅述。
 

 

 

三、 WT-SMS-YJ型冶金起重機安全監控系統

硬核應用

 

微特技術有限公司設計生產的冶金吊安全監控系統不僅僅滿足了國標對監控系統的要求,還針對冶金行業的特殊性對產品做了大幅度的改進提升,主要體現在以下方面。
 
1、結構布局硬核優化
一套好的產品,尤其是適合鋼廠冶金環境的電子設備,必須有合理的系統結構,保障設備信號的穩定傳輸。
本系統采用分布式信號采集,處理后以通訊方式傳輸數據,完全沒有模擬信號的傳輸衰減隱患。
系統增加配置通訊隔離設備使系統的線間阻抗更加匹配。
在通訊信號傳輸的載體上,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、 主機及采集設備用料硬核升級

顯示:系統主機采用進口真彩65,536色TFT-LCD顯示屏,能以數字、漢字、圖形顯示參數及狀態,還可以通過顏色的變化反應監控狀態,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。優化鍵盤輸入方式,操作快捷便利,提示音操作確認,背光調節。

 

存儲:超大存儲容量超6個月。

 

接口:具備多路RS232\RS485串口和網口,具備2路USB接口,能通過U口下載數據及上傳升級程序。

 

軟件:為冶金橋式起重設備定制的專業軟件,能快速自動校正數據、一鍵查詢故報警記錄。

 

 

3、信號采集設備的硬核防護升級
信號采集設備安裝在密封防塵防護箱中。防塵箱設計有防塵密封條,進線孔配置密封環、填料函,對現場的金屬粉塵、金屬氧化膜、煙塵隔離,保障信號采集設備不受環境影響。
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、高溫極端環境穩定運行。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。

 

 



 

 

 

4、 信號采集手段的硬核多元升級
冶金吊機設備大都安裝有載荷監測儀表,還有部分配置有外掛顯示大屏,且儀表無載荷數據信號輸出接口,儀表運行良好大多數企業都不愿更換。而安全監控系統需要采集載荷數據進行存儲,我司采用專用設備從原有超載設備中分離出信號保留原系統,且不會影響原系統的正常使用。

 

 

5、 行程數據精度硬核升級
選型提升:監測吊鉤高度、大小車位置需要安裝測距傳感器,傳統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,即使系統斷電吊機移位也不會影響數據的準確性。
 
軟硬件提升:在實際使用中機械結構間隙、啟動緩沖等因素會導致長時間運行產生行程數據的累積誤差。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,防止滾輪脫落。
 

 
   江蘇某鋼廠安裝了我司的安全監控系統后,市場監管人員回訪客戶反饋從沒有因行程誤差導致經常報警的現象。

 

6、 產品的適用性硬核提升
目前大部分冶金行業的起重設備使用時間都很長。設備電氣控制配置不一,部分車型沒有PLC控制器,部分又有。
針對這一市場現象,微特公司開發了2種信號采集設備,完全滿足目前在線運行的冶金吊機。
1)開發專用的IO信號檢測模塊。 
武鋼集團的設備大多是幾十年前蘇聯生產的吊機,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。
 
2)集成能讀取多種PLC協議的模塊
監控系統主機通過模塊讀取PLC的各IO點的狀態,如西門子S7-200\S7-300\S7-400 PLC,AB PLC 等都有成功運用。

 
7、 視頻監控硬核配置
視頻系統國標的最低要求規定要對橋機的吊點區域進行不少于72小時的錄像,并能隨時調閱歷史數據追溯查詢。
 
配置升級:結合冶金吊的特殊工況及吊車結構,我司配置的視頻視點方案既滿足國標對吊點區域的基本要求,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品。
 
線纜升級:高溫區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:存儲設備配置2T大容量專業級監控硬盤,搭配8路控制器對設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,待機低功耗。

 

上圖是陜西某鋼廠安裝了我司的視頻監控系統后的畫面,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:冶金吊使用環境特殊,在各傳感器的信號傳輸的信號線的使用,也需要注意,耐高溫是最基本的要求,本系統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。
 
線纜規格升級:為保障信號的穩定,所有信號電纜均帶全無氧銅96網屏蔽層,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,設備外殼設計放電接地消除靜電干擾。


 

四、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。具備年產1300多萬特鋼的生產能力,具備世界先進水平的工藝技術及裝備。
 
興澄特鋼冶金起重機選購的是微特技術有限公司制造的WTSM-A型冶金起重機安全監控管理系統,經安裝運行后該系統大大提升了各分廠安全生產的效率,為設備的安全生產提供了有力保障。

2、武鋼
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合企業,于1955年開始建設,聯合重組后,成為生產規模近4000萬噸的大型企業集團,居世界鋼鐵行業第四位。武鋼冶金起重機安全監控管理系統通過當地質監部門驗收,并得到業主好評。

 
3、包鋼
包鋼集團公司于1954年成立,是國家在“一五”期間建設的156個重點項目之一,是新中國在少數民族地區建設的第一個大型鋼鐵企業,擁有中國西北地區最大鐵礦,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控管理系統通過當地質監部門驗收,并得到業主好評。

 

 

五、 系統的冗余升級

 

微特技術有限公司積累了近20年的設計、生產、安裝《超載限制器》、《力矩限制器》、《安全監控管理系統》產品的經驗,具備各類產品的型式試驗證書。是集提供解決方案、設計、研發、生產、安裝服務于一體的國家級高新技術型企業。
微特技術有限公司長期致力于冶金行業的安全保護產品的設計、制造、服務,能對已經安裝的安全監控管理系統產品進行技術升級實現遠程集中監控,亦可承接廠級的設備智能管理系統的改造。
微特技術有限公司利用自身技術優勢和快速定制化的反應能力,及長期醉心冶金行業起重設備安全產品的開發,已上線運行的產品還有:
1、 冶金吊超載保護裝置
2、 冶金吊空間防碰撞系統
3、 冶金起重機遠程監控系統
4、 鋼廠起重設備智能化管理系統
5、 設備點檢管理系統
6、 冶金吊設備關鍵器件在線監測系統
7、 冶金吊壽命評估系統
……

  特別說明  

 

國家標準GB/T36697-2018《鑄造起重機報廢條件》已于2018年9月17日國家市場監督管理總局和中國國家標準化管理委員會正式批準發布,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。
而起重機應力監測系統就是為起重機壽命監測及評估提供重要的數據支撐,是未來大型起重機必備的技術監測手段。前面介紹的冶金吊安全監控系統,再加裝上微特專門針對冶金吊設計的應力監測系統,配合大數據技術和云平臺技術,就能針對冶金起重機的結構壽命提供遠程應力數據監測和分析,為行業提供了前瞻性的研究和解決方案。
 

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