龙门吊广泛应用于船厂、预制构件厂、货场等场景,属于高风险特种设备。设备作业荷载大、露天环境复杂,受大风、超载、违规操作、结构形变等因素影响,倾覆、吊物坠落、碰撞等安全事故时有发生。
传统依靠人工巡检、现场观察的管理方式,难以实时掌握设备应力、载荷、姿态等关键参数,预警滞后,安全隐患无法及时识别,一旦发生事故,易造成人员伤亡、重大财产损失与项目停工,传统安全管控模式难以满足当下安全生产要求。
为规范起重设备安全管理,遏制安全事故,国家出台明确法规与行业标准,依据相关国标及《起重机械安全技术规程》,100吨以上普通门式起重机及造船门式起重机必须强制安装安全监控管理系统,并将设备监控系统的安装、运行情况纳入特种设备年检、合规验收核心考核指标。在安全生产形势严峻和国家强制政策的双重驱动下,安装智能化龙门吊监控系统已成行业刚需,可实现设备运行实时监测、风险预警、数据溯源,有效规避安全隐患,助力企业落实安全生产主体责任,实现合规化、智能化安全管控。
解决方案
1、国标要求
依据国标GB/T28264-2017《起重机械安全监控管理系统》开发的起重机械安全监控管理系统(HMS8000),实现起重量、起升高度、大车、小车运行行程、环境风速等数据采集、超限报警、作业记录存储与溯源,有效预防和抑制事故的发生,杜绝安全生产隐患,同时为企业质监部门提供详实的数据查询,以供管理部门在制度的执行过程中有据可依,量化管理。 该系统以以下规范为设计依据。
2、系统组成
1).数据监控
通过在龙门吊主梁、行走机构、起升机构、门架支腿等关键点位部署各类工业级传感器,全天候采集核心运行参数,覆盖起吊重量、作业幅度、起升高度、大车行走速度、机身倾斜度、实时风速、限位状态、钢丝绳倾斜角度等全维度工况数据。所有监测数据实时、连续上传至主控终端,可精准捕捉超载、斜拉斜吊、行走不同步、大车偏斜、超速超限等异常工况,实现设备运行状态的量化管控,为安全防护和故障预判提供精准数据支撑。
2).视频监控
在设备关键点位布设高清摄像设备,覆盖吊钩作业区域、大车行走轨道、及设备操作盲区,实现作业全过程可视化监控。视频画面实时传输、实时留存,可清晰观测吊装过程、周边人员动态及设备运行工况,有效消除视觉盲区。针对歪拉斜吊、周界防护、人员违规进入作业区域等危险场景,配合硬件监测联动实现现场实时预警,辅助操作人员规范作业,便于现场及时处置各类安全隐患。
3).远程后台
后台管理平台汇聚前端数据与视频信息,实现数据存储、状态展示、参数查询、事件记录及台账管理功能。平台可实时刷新设备运行状态,自动保存运行数据及视频录像,对超限、违规、故障等事件自动记录溯源,形成完整作业档案。管理人员可远程查看设备工况、调取历史记录、统计作业数据,实现对多台龙门吊设备的集中管控,规范现场作业流程,满足设备安全监管及竣工验收资料留存需求。
3、选配项
1)、AI电子围栏识别预警系统
系统通过全域布设的高清摄像头、AI智慧脑等感知设备,7×24小时覆盖龙门吊吊装作业全区域,实时采集现场视频与空间位置数据;依托深度学习目标检测算法,动态匹配吊物移动的实时状态,自动划定动态危险区域,随龙门吊作业状态自动调整危险入侵判定范围,避免空载、非作业状态下的无效报警。精准识别闯入该区域的人员目标,先触发现场声光报警、定向语音驱离闯入人员,同步向司机室、安全管理人员推送预警信息。自动留存所有入侵事件的截图、视频与预警记录,生成可追溯的安全报表,支撑安全管理优化。兼容港口装卸、桥梁基建、船厂施工、堆场作业等各类龙门吊应用场景,抗干扰性强、部署便捷。
2)、态势监测
(1)温振监测
搭载温振监测模块,对电机、减速机的轴承、齿轮部位振动、温度数据实时采集,利用时域、频谱、包络等相关算法对设备故障特征参数进行比对分析,精准甄别轴承损伤、齿轮磨损、转动卡滞、异常升温等隐性故障,实时判定起升机构的运行健康状态。提前排查早期隐性缺陷,避免小故障逐步恶化成停机故障。
(2)主要结构件剩余寿命监测
应力监测系统实时监测起重机主要受力结构件微应变及应力情况,采用雨流计数法,对海量监测数据进行统计分析,精准核算各监测点位的载荷循环次数与疲劳损耗程度,从而判断出主要受力结构的健康情况、准确预测剩余寿命,及时发现起重机的潜在风险和故障。
(2)钢丝绳监测
基于磁记忆技术,采用磁记忆传感器,根据材料表面或内部磁场分布的异常来定位和识别缺陷,及时发现钢丝绳的损伤和断股,评估设备健康和安全。
钢丝绳监测可以实现对起重机钢丝绳的无损监测,不仅可以监测钢丝绳表面的缺陷,还可以监测钢丝绳内部的缺陷,从而更全面地评估起重机钢丝绳的健康状况和安全性能。
3)、防碰撞监测
系统以“激光测距+三维点云处理”为核心逻辑,搭载的激光雷达传感器可实现360°无盲区、无死角全覆盖探测,持续采集作业环境的三维点云数据,实时测算作业区域内的人员、车辆、物料、构筑物等各类障碍物的距离。
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4)、歪拉斜吊监测
在司机操控龙门吊开展吊装作业时,因被吊工件质量大、运行惯性强,若设备移动速度偏高,极易引发“歪拉斜吊”的违规操作。为及时提醒司机规范作业,需在钢丝绳倾斜角度超出预设安全阈值时,自动触发安全提示,引导司机减速运行、调整吊装角度,从操作端规避吊装失稳风险。
歪拉斜吊监测可以通过倾角传感器和AI视觉算法两种方式实现,倾角传感器可实时采集钢丝绳的倾斜角度、姿态数据,动态监测起重作业过程中吊钩的偏移情况,监测数据实时传输至主控系统,精准判定歪拉斜吊行为。
依托高清摄像头配合AI智慧脑视觉识别技术替代传感器监测,通过实时画面智能分析吊钩、钢丝绳与吊物的偏移角度,无需接触式设备即可完成全方位监测。系统识别到违规斜拉歪吊作业时,立即发出声光预警,联动设备限速、锁止操作,从源头规范吊装作业流程,杜绝违章操作,全面提升龙门吊吊装作业的安全性与规范性。
5)、纠偏系统
龙门吊长期在轨往复行走,受轨道误差、车轮磨损、负载不均、行走阻力差异等因素影响,两侧行走机构易出现运行步距偏差,引发门架倾斜、啃轨、车轮磨损加剧、结构应力异常等问题,严重影响设备运行稳定性与使用寿命。本系统依托高精度绝对值编码器实现精准同步纠偏控制。
系统将绝对值编码器固定安装于龙门吊两侧行走机构端,实时采集两侧行走车轮的转动位移、运行速度及行走行程数据,全程实时对比两侧机构运行参数,精准捕捉行走偏差量。控制系统依据编码器反馈的精准数据,动态调节两侧行走电机运行状态,实时修正行走步距误差,确保龙门吊两侧行走机构全程同步运行。该纠偏方式响应稳定、抗干扰性强,可从根源杜绝设备行走偏斜、啃轨等故障,保障龙门吊在轨平稳运行,有效降低设备损耗与运维成本,提升吊装作业稳定性与设备安全系数。
4、核心优势(全无线产品)
系统采用先进全无线传感器,摆脱传统线缆束缚,传感器免布线、快速部署,安装调试高效便捷。适配架桥机频繁拆装转场工况,转场无需繁琐拆线布线,迁移后即可快速复用,规避线缆拉扯破损引发的信号故障。在工地复杂电磁、振动环境下依旧保障数据稳定传输,兼顾科技性与现场实用性,有效降低现场安装与运维成本。