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淺談物聯網、互聯網在港口起重機安全監控系統中的應用—鄭州愷德爾起重機安全監控管理系統

來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2020-04-18 10:16:00

隨著我省經濟的不斷發展,以港口起重機為主的大型起重機械數量逐年上升,有些省內內沒有安全監控管理系統制造和驗證的試點單位,技術力量較為薄弱。在省內大型起重機械中,港口起重機數量最多、機構和結構也都比較復雜,因此選擇此類起重機進行起重機安全監控管理系統的研究具有典型意義。而對于港口起重機來說,金屬結構所占的價值比例接近 50%,再加上港口惡劣工作環境(海風腐蝕)和頻繁的作業,起重機容易發生應力腐蝕和疲勞裂紋一旦發生事故,將可能造成人員傷亡和巨大的經濟損失。  由于港口起重機缺乏簡便、有效的監管技術手段,重要零部件和安全裝置失效等帶病作業時有發生,容易發生港口起重機事故。因此,研究基于物聯網、互聯網的智能化港口起重機監測和管理系統,對金屬結構腐蝕、重要零部件和安全裝置失效等高風險要素進行監測,是實現起重機安全先進有效的技術手段。基于物聯網構筑的港口起重機安全監測網絡構建,能夠有效預防港口物流事故的發生和保障安全,有著重要的現實意義和社會價值。

一、基于物聯網、物聯網的港口起重機安全監管系統功能定位 港口起重機安全監管系統是運用物聯網技術,應用傳感器各模塊實時監控采集起重機的起吊重量、工作幅度、吊鉤高度、回轉角度、工作環境風速等多項與重量、高度、角度、風速安全相關的作業工況數據,為安全監管提供所需的港口起重機運行數據采集、港口起重機故障實時傳輸、監控和防范等功能。其主要服務功能有:

1)實時監控采集:監控采集港口起重機起吊重量、高度、角度、回轉、風速安全相關的作業工況數據,全面了解港口起重機運行信息。

 2)故障實時顯示:大液晶顯示屏,界面以數值、文字、圖形等方式實時顯示當前實際工作參數和港口起重機額定工作能力參數,更直觀的了解港口起重機工作狀態。

3)故障實時報警:當港口起重機重量起吊實際起重量超過 95%額定起重量時,可遠程發出重量聲光報警信號;當實際工作幅度接近設定的最小工作幅度和最大工作幅度時,發出幅度聲光報警信號;當有工況參數達到預設的限定值時儀表輸出安全控制信號,確保施工安全。

4)故障應急處置:當港口起重機出現異常時,監控系統遠程鎖機的功能可以在網絡遠監控端對任何地點的起重機進行控制鎖機,如發現異常情況即可遠程控制機重機作業,真正起到監控和防范的功能。

5)數據追憶:內置 USB 接口可隨時導出數據,通過對記錄數據的分析可以完整的還原港口起重機作業狀況,有助于調查事故原因及認定事故責任。

6)定位功能:配備 GPS 定位模塊,可實時定位港口起重機所在的地理位置;并通過 GPRS模塊將現場工況參數實時傳輸到遠程服務器;使用單位通過互聯網遠程監控平臺即可監控任何地點的港口起重機作業。

二、基于物聯網、互聯網技術的港口起重機安全監管系統設計 根據港口起重機安全監管系統功能定位,遠程服務平臺分感知層、客戶端應用層、管理層等,通過接收前端無線傳輸的實時數據,實現港口起重機安全運行可視化遠程監控,設計如圖 1 所示網絡拓撲結構。

 

 

由圖 1 可以看出,系統架構分為 5 層:第一層為感知層,主要是通過接收現場地傳感器采集的無線傳輸的實時數據,實現港口起重機安全運行可視化遠程監控,包括各個測點及傳感器的數據、GPS的定位信息等。第二層為網絡層,主要由運營商提供的互聯網、移動公網或無線物聯專網構成,用于傳輸數據;第三層為客戶端應用層,用戶在使用遠程監控平臺時,只需要有一臺能穩定正常接入互聯網的電腦即可實現;第四層為協議層,港口起重機使用單位按其標準的數據協議與監管層進行數據通訊;第五層是管理端,監管層輸入平臺賬號及帳號密碼即可了解任何地點的起重設備實時工況、歷史工況等,并具有遠程控制鎖機功能。遠程安全監控系統可以按用戶的要求設計專屬的登錄界面。

三、應用案例

港口起重機在作業過程中,當港口起重機發生超載、風速過大、超速墜落等風險時,港口起重機安全監管系統前端各傳感器采集的數據信息實時傳輸至平臺,并按照設置的分級風險響應級別發出預警,同時記錄語音和視頻信息通過物聯網技術及時傳輸到遠程監控港口起重機使用單位客戶端或監管機構,圖 2 所示即為港口起重機安全監管系統原理圖 [6]

 

 

從圖 2 可以看出,港口起重機安全監管系統采用風速位移、振動、速度等傳感器采集港口起重機的運行狀態參數,從而確定港口起重機工作異常的故障信息,并通過物聯網技術實現遠程傳輸與控制。

 

本研究成果對港口及其他行業起重機的監管、檢測、安全生產及維修維護優化提供了重要的技術支撐,并已應用于福州港、泉州港、莆田港等20多家港口企業和省內外30多家起重機生產維修及特種設備檢驗機構,對起重機的安全性和可靠性作出科學評價分析, 提出優化的維修、改造與更新策略,受到用戶廣泛好評。 我國擁有200多萬臺起重機,其中港口大型起重機2萬多臺,一半以上的港口大型起重機已使用十年以上,其金屬結構、重要部件和電氣系統都有不同程度的損傷, 安全隱患嚴重。其他如核電、石化、鐵路、建筑等行業的起重機也存在類似情況,本研究成果具有廣闊的應用前景和推廣價值。

四、結 

基于物聯網的港口起重機安全監管系統,在行業中具有引領、示范和輻射作用,推廣應用不僅可提升港口、冶金等行業起重機使用的安全性和可靠性,更能提升大型起重機的

安全管理和維修維護水平,保證設備  安全運行,促進行業技術進步;提高檢測精度與效率,降低成本、節約資源;促進港口建設,對區域經濟、科技發展和社會
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