起重机是现代工业生产及建设中中广泛使用的工程机械。起重机在起吊和搬运重物时存在很多的危险因素，事故时有发生。近几年起重机的事故率一直居高不下，导致人员伤亡的绝对数字高居八大类特种设备之首。国家对大型起重机的安全监控系统也提出了多项标准和管理要求。但是目前已有的通用起重机安全监控系统还难以满足国家要求，特别是对于大型起重机自带的或早期安装的安全监控系统需要进行改造与升级。本系统就是在兼容原有系统的基础上，根据国家标准和规范，对600 T 龙门吊进行了低成本的改造升级。

监控系统的结构和模型该系统的目标是针对目前起重机安全监控系统的应用现状及国家标准的相关要求，在不更改原有控制系统程序的基础上，增加监控模块，读取原有监控数据，进行老旧系统整合，以实现最低成本、高性能的改造与升级。系统结构如图1 所示。

     本系统不修改原系统的PLC 程序代码，根据已有的PLC源码和电气图纸分析大车行程、大车纠偏、高度、重量、小车行程、__________操作指令等数据地址。通过MODBUS－ TCP 协议，新装安全监控仪与CP343 － 1 LEAN的以太网接口来获取原PLC 数据。根据标准要求及综合企业的生产安全需求，需要监控的内容。

     信息采集单元主要读取包括重量、角度、高度、位移及风速等传感器信号，并将采集的信号进行A/D转换后，传输到信息处理模块［4 － 5］。信息经过系列的处理后，可以实时传输给监控系统，实现起重机械设备的全方面监控。

2 系统设计

该系统由传感器、无线采集盒、监控记录仪、控制器等组成，根据GB /T 28264 － 2012《起重机械安全监控管理系统》所要求的有关内容进行布点设置，特别是兼容采用已有监控系统中存在的传感器信号来设计新的传感器布置方案。根据现场实际环境，在老系统原有的基础上，通过分布式无线方式布置加装传感器，基于嵌入式开发监控系统，以低成本高性能实现中央控制器［6］。

     无线传感器网络是综合传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息技术及无线通信技术的新型网络。它可以实时监测、感知和采集网络分布区域内各种监控信息，并通过嵌入式系统进行信息处理，最后传送到终端用户［8］。该系统采用分布式无线传感器网络技术对各个传感器进行组网。其中，起重量、风速、水平度通过AI 信号采集盒采集模拟信号。起升高度和大、小车行程通过SSI信号采集盒采集绝对值编码器输出的SSI 信号。DI开关量信号采集盒采集门限位、机构间联锁、制动器状态、操作指令( 例: 小车1 提升、小车1 刹车、小车1 放降) 等无源触点信号。基于AＲM 的嵌入式监控仪安装在驾驶室，监控管理系统软件则是在基于LINUX 操作系统平台下进行开发。实现了监控数据的图形显示、数据存储、查询与分析、以及声光报警等功能。

 功能实现

    该系统主要功能模块包括系统设置、参数设置、数据处理、辅助功能这四大模块。用户管理模块，主要实现了两级权限管理，管理人员和操作人员，拥有密码修改，账户管理等功能。

参数设置模块，主要实现了设备信息查看，可现场选取多个监控对象，可简单便地设定控制条件，并生成参数报表，可方便地标定现场设备。数据处理模块，主要实现了主、副起升重量、高度等重要参数的实时存储; 能绘制某一批次的载荷谱，能查询主、副起升的循环次数、超载次数、限位次数和超过某一吨位的循环次数; 并且提供数据库手动和定期备份功能，防止数据的意外丢失。可以实时监测环境参数和起重机运行参数，并进行相应的控制以保证起重机工作于安全状态。

辅助模块，主要实现了用户修改控制条件和设图5 安全监控仪现场图备标定时会自动生成修改日志，便于用户查询。系统在某船厂600 T 龙门吊安全监控系统改

造升级中得到应用，图5 为监控仪实际安装图。、

     安全监控对于大型起重机的安全运行具有十分重要的意义。本系统可快速对原起重机安全监控系统进行快速改造升级，满足有关安全管理要求。采用AＲM － Linux 设计具有功能强大、系统稳定的特点，采用无线分布式组网，可快速对风速仪、限位器等传感信息组网通讯，便于现场安装。本系统在船厂龙门吊中成功应用，对大型起重机安全监控系统改造升级具有良好借鉴作用。