随着对生产安全的重视程度不断提高，国务院安委会提出了起重设备加装安全监控系统的国家标准GB/T28264-2017，为了确保起重机械设备安全运行，提高其可靠性和安全运转率，防止安全事故的发生，除了提高操作人员技能外，需要尽可能提高安全监控系统的工作效率，在最短时间内做出反应，启动预警系统或切断设备电源，采取紧急制动。
1 门式起重机安全监控管理系统结构
安全监控系统包括：信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息导出接口单元等；当有远程监控要求时，应增加远程传输单元。其结构如图1 所示。
1）信息采集单元。用于读取信息源数据（主要数据源信息包括：起重量、起重力矩、起升高度/ 下降深度、运行行程、幅度、风速、回转角度、同一或不同一轨道运行机构安全距离、操作指令、工作时间、累计工作时间以及每次工作循环）。将采集的信号送至信息处理单元。
2）信息处理单元。将采集到的数据进行计算和处理，同时根据起重机工况的要求，执行逻辑控制。有工控机，PLC 工业平板电脑等。
3）控制输出单元。它的功能是输出控制信号和报警信号。由PLC 的输出模块、驱动器等组成。
4）信息存储单元。实时存储所采集的信息，以备查用。具体型号见工控机的硬盘。
5）信息显示单元。主要负责向司机和管理人员显示起重机的工作状态和各类参数。它分别以图形、图像、文字、声光等方式输出信息。它由工控机上的监视器，司机室内的指示灯，蜂鸣器，监视器等组成。
6）信息导出接口单元，向上级或下级单元输出数据。它由PLC 的通讯模块，工控机的主机接口等组成。
7）远程传输单元。用于远程监控中心和信息导出单元之间的通讯。它由路由器，无线通讯设备，交换机等组成。
8）远程监控中心。用于接收起重机传来的作业信息，并对其进行监控和管理，它主要由一台服务器
为保障大型起重机械的安全运行，减少安全事故的发生，尤其是施工过程中人为因素造成的影响，提出了一种适用门于门式起重机的安全监控管理系统设计方案。该系统采用了一些领先技术，如图像识别和三维信息化施工等，包括视频监视、远程控制、故障诊断和电源管理等系统模块，且支持二次开发。该系统可以对起重机械自身和周围环境进行实时监控，并通过快速大容量的信息采集与通讯能力发现施工过程中有人员和车辆接近设备或起重机危险部位产生损伤时立即报警或采取紧急制动。
信息采集单元
起重量、运行行程、风速、起升高度、连锁保护安全装置信息处理单元远程传输单元远程监控单元
控制输出单元数据存储单元信息显示单元信息导出接口单元组成。
2 门式起重机安全监控管理系统的功能要求
1）实现对起重机状态进行24 h 全天候监控，比如运行数据，环境参数，司机的操作指令等，保护起重机的正常、有效运行。在事故发生之前侦测出潜在危机，使机器停止作业，并通过各种方式将报警信息发送给相关人员及时处理。
2）起重机运行时候的一些重要参数、故障记录、
视频信号等同步存储下来（数据资料的存储时间为30 天、视频信息的存储时间为72 h），为将来研究调查提供材料。
3 门式起重机安全监控管理系统硬件组成
1）工控机：用于实时读取PLC 程序内相应的信息，并且通过监控软件将起重机的各种监控信息实时显示在工控机上。进行现场数据及视频采集、存储、控制、显示、人机交互等。
2）固态硬盘：500 G/250 G SSD 固态硬盘。
3）工业交换机：可靠的数据通信、提供摄像机PoE 供电。
4）摄像机：高清视频信息采集保证夜间微光及日光等各种工况下；主要厂家为海康、大华。
5）智能电源模块：为监控系统提供稳定的电源供应，自身安全状态也实时监控和记录；主要厂家为西门子、菲尼克斯等。
4 门式起重机安装监控管理系统，该系统主要由视频监视系统、远程
控制系统、故障诊断系统、电源管理系统等组成。
4.1 视频监视系统
根据国家对视频监视系统的要求，所有型号的起重机都应该安装视频监视系统；GB/T28264 要求：于门式起重机，至少需要观察到吊点和行走区域；一般在布置4 个枪机观察到行走导轨和2 个半球摄像机观察吊钩情况。该系统主要功能有以下几方面：
1）视频信息的采集。分为模拟摄像头和网络摄像头，用户可根据实际需要和工程类型选择摄像头类型。模拟摄像头：无延时，视频线传输距离达500m，较经济；网络摄像头：视频清晰度更高，POE 供电不需要外接电源，布线方便，不易受干扰，在大跨度、高度情况下，要采用光纤传输。
2）对摄像机的控制。
3）提供可让用户输入故障特征库的易操作软件。
4）实时的图像分析。对故障特征库进行故障类型判断，并将分析结果反馈给主工控机。（例如：跟踪吊钩；监视跳绳；监视吊钩下是否站人；集群作业时设备间的防碰撞预警；）
5）视频的压缩与筛选。（视频的编码与解码）
6）视频数据的上传。对起重机械的监测和评估力求对起重机械的实时状态进行监控，并通过快速大容量的信息采集与通讯能力，及时准确地对起重机周围环境进行检测，发现施工过程中有人员和车
辆闯入施工现场，接近设备立即报警，超过安全范围紧急制动[2]。
监视系统通过各监测点（每台设备均有一个信息采集监测点和一个司机室监测点） 采集包括GPS位置信息和起重机回转角度信息，司机室包括缆机方向量信息和显示终端信息，保障对设备的安全监控，解决当多台设备间存在着工作范围立体交叉现象，且设备可能会因分属不同作业单位而存在的管理和协调难度大的问题，防止集群作业过程中常见的碰撞事故发生。
4.2 远程控制系统
远程控制系统主要用于实现对设备的远程调试和控制管理。根据设备的监控需要，对获得授权的角色或用户授予控制端软件的许可；根据角色或用户的权限获取可监控设备端信息。不同部门用户可以通过对设备的远程控制，以此实现对设备工作情况的了解，还可以方便设备开发商对设备的维护和管理。另外，通过控制设备能否正常开机作业来实现对设备的期限管理，确保设备的安全正常使用。在远程控制系统作用下，更方便于起重机等的远程调试和控制管理。在操作人员出现操作失误时，其他用户可以远程控制设备，对设备采取紧急制动，以免造成安全事故。
采用独立开发的软件系统，选用高性能的工控机完成数据和视频信息的一体化采集、存储、处理、显示，能够扩展的功能更丰富，能够满足客户定制化的需求，并与后台安全监控管理系统融合，实现设备基于物联网的信息化、智能化等管理需求。
4.3 故障诊断系统
依靠远程控制系统，可根据对设备的远程调试，诊断设备故障的原因。对于非控制系统的故障，诊断出故障发生的位置及原因，通知维修人员维护修理。与修理厂家或系统开发人员取得联系后可以通过远程调试模块进行PLC 参数的修改。
4.4 电源管理系统
通过电源管理系统来对整个设备的电源进行监控和管理。该系统除了可以显示电源工作情况，包括本次及累计工作时间、累计及本次工作循环外，还可以在设备操作过程中假如有行人或车辆通过起重机会引发报警系统，操作人员可以尽快停止设备；若操作人员反应不及时或违规的行人和车辆超过安全范围，接近设备的最小安全范围时系统会自动切断电源。
5 门式起重机安全监控管理系统特点
该系统除具备国家标准及行业中设备安全监控管理系统具有的通用功能外, 本系统还具备以下特点：
1）实施平台化战略，开发了“起重设备安全监控管理系统”开发平台，用户只需要进行短时间的培训就可以方便使用本平台实施自己设备的“安全监控管理系统”。
2）该系统可以对起重机械自身和周围环境进行实时监控，并通过快速大容量的信息采集与通讯能力，发现施工过程中有人员和车辆接近设备或起重机危险部位产生损伤时立即报警或采取紧急制动。
3）提供完善的互联网服务支持，用户在实施自己安全监控管理系统时，可以直接调用开放的网络服务或者与系统开发服务人员联系，获得建议和帮助，同时可以被监管部门、业主、设备生产方、设备租赁方、设备使用方、监理方等同时使用，并可以根据各自不同的业务需求，提供不同的应用模式。
