门座式起重机(以下简称门机)安全监控系统主要是在门机工作过程中，针对设备运行状态、工作参数、视频信息、司机操作指令及工作时间等数据进行采集、显示与统计管理，使司机及设备管理员能根据监控系统提供的实时数据、预警报警信息、视频信息和事件等准确判断当前起重机工作状况及故障原因。系统不仅提高了设备操作安全性，而且可使维护养更加快捷有针对性，进而提高工作效率。同时系统通过无线网络传输设备信息，可以远程监控管理门机的运行和安全，为现场 作业和设备管理提供了广阔的应用空间。

系统总体框架

门机安全监控系统由数据采集子系统、维护操作子系统、视频监控子系统及监控管理平台子系统组成，系统总体框架见图1。

1、数据采集子系统负责采集监控系统所需要的各种参数及10信号，包含GB／T 28264--2017《起重机械 安全监控管理系统》标准中要求的起量、起重力矩、起升高度、运行行程、工作幅度、回转角度、风速、同一轨道运行机构防碰撞距离、操作指令、起升机构制动器状态、防风防滑状态、门限位状态、机构间的运行连锁状态、工作时间等参数，采集的数据加以处理后供监控管理系统软件显示和使用。

2、维护操作子系统是现场技术维护工程师和数据拷出人员维护系统功能、拷出历史数据、对数据采集系统功能扩展的工作区域。它可以对用户程序进行更新和维护，对系统的报警、事件、数据进行存储、统计与管理。

3、视频监控子系统是通过高清摄像机、硬盘录像机和显示器实现起重机视频的现场录像存储及实时显示监控。它能保障司机起吊重物、回转运行及大车运行的安全可靠，减少盲操作，同时提高工作效率。如果出现事故，它是事故分析的有力证据。

4、监控管理平台子系统是门机监控系统的远程管理平台，门机的工作参数通过G4网络发送到监控管理平台。监控管理平台主要提供数据库管理、用户管理、设备状态信息查询和短消息分发管理等功能。

数据采集系统功能及实现

大车行走信号采集：在大车机构安装一套带有增量光电编码器的测量轮，编码器与测量轮同轴旋转。通过光电编码器的测量值监控大车行走位置。此外由于测量轮行走时可能会出现打滑现象而出现误差，因此，需增加接近开关校准装置，用来校准光电编码器，消除误差。

防碰撞信号采集

防碰撞信号采用具有开关量输出的激光传感器与反射板作为检测装置。对激光传感设置预警信号输出和报警信号输出，只要进入激光传感器感应距离内，传感器输出开关量信号就进行声光报警，以提示司机注意障碍物并停止大车运行。

起升机构信号采集：门机安装有力矩限制器，可通过力矩限制器获取起重量、臂架幅度和起重力矩等起升参数。监控主机与力矩限制器通讯，读取力矩限制器内的起升参数后，进行处理和存储。在起升传动链中设置一个传动齿轮，通过链条带动齿轮，齿轮轴带动增量光电编码器旋转，可以获取起升高度信号，起升高度检测装置见图2。

风速与角度信号采集：根据门机的结构特点，在机房上平面安装风速仪传感器，通过风速仪监控实时风速值。当实时风速达到5级时发出预警信号，当实时风速达到6级时发出报警信号，并文字提示。在机房上平面安装回转角度传感器，通过回转角度传感器精确实时采集门机的回转角度。

限位信号与操作指令采集

门机安装有安全限位开关，通过采集相关开关信号实现监控起升高度限位器、运行行程限位器、幅度限位器、电缆卷筒安全限位、门限位器等工作状态信息。通过采集门机司室联动台的主令控制器上信号实现监控司机操作过程，并且自动对操作指令进行存储。

监控数据及报警显示 通过司机室内的工业级触摸显示屏以图形及数据的形式实时显示门座起重机工作的各项参数信息，对于超载、超力矩、超幅等危险动作进行声光报警和文字提示， 使司机全面直观掌握门机的工作状态。触摸屏画面包括主菜单画面、数据显示、显示曲线、参数设定、数据报表、报警画面和密码设置等界面。触摸屏主菜单画面为功能显示画面，点击可以进入相应画面，查看监控数据及报警信息等。触摸屏报警画面可以查询实时报警信息和历史报警记录，且可以导出到U盘。

维护操作系统功能及实现

 监控数据记录及管理： 门机安全监控系统安装有工控机、液晶显示器硬件及监控系统管理软件用于对监控数据显示记录及管理。工控机需要配置大容量数据存储器，可存储30连续工作日以上的相关监控信息；且备有USB接口，方便监管人员进行本地查询或者导出记录数据。监控系统管理软件是一套集参数显示、数据管理、状态浏览、用户查询功能为体的综合性软件，具有起重机工作参数实时显示功能、报警浏览功能、事件备份功能、历史数据查询功能、数据导入导出功能、用户权限设置功能及故障信息查询功能。

设备管理与寿命评估

对门机各机构工作时间、起重量、工作循环和危险操作等监控数据进行统计与分析，当机构部件达到维护、保养或更换时，系统进行自动提醒。另外，可以根据监控数据库信息对超期服役的门机进行寿命评估。

视频监控系统功能及实现

在门机的司机室下方和平台后部各安装1套室外球形摄像机，司机可以对摄像机进调焦、调距及摄像角度定位操作。起吊重物时，司机能够准确观察到吊钩及重物位置，方便司机作业观察。回转运行时，司机能清楚观察到回转后方有无障碍物，规避了回转作业风险。在门机大车的前后方安装4台枪型监控摄像机，监控大车前进区域是否有障碍物和行人，避了大车行走作业风险。图3是视频监控系统安装示意图。在司机室内装视频监控硬盘录像机和显示器。硬盘录像机备有2 TG硬盘，能实时录像存储，视频存储时间不少于72 h，供监管人员进行本地查询。

监控管理平台系统功能及实现

监控系统主机安装4G无线传输模块，将系统采集的数据打包通过无线网络发送到监控管理平台。监控管理平台具有强大的数据库管理功能，支持多设备、多用户的网络化管理。监控管理平台具有以下功能：

1、支持Web访问功能，提供用户管理和设备管理功能，如设置用户权限、定义设备属性和设备控制等功能，可实现针对不同用户设置不同的信息查询和管理权限，并支持设备分区域管理。

2、支持信息查询功能，用户通过PC机登陆查询时，可自定义查询方式，如区域查询、具体设备信息查询、设备工作时间段查询、设置设备状态信息数量查询以及可指定信息类别查询等查询方式。

3、支持短消息分发功能，当设备出现故障和违规操作时自动向设备管理者和相关责任人分发短消息。

4、提供直观的视觉效果，支持颜色标识设备运行状态，如灰色表示停机，绿色表示正常运行，黄色表示预警，红色闪烁表示违规操作，红色表示故障。支持电子地图显示和设备定位功能，可标识设备的具体位置。

2017年，造船厂多台门机安装了安全监控系统，目前系统运行稳定。系统通过监控门机的实时运行状态，不仅可以用来分析设备的实际运行状况，还可以预警设备危险动作。司机准确观察到当前操作参数也改变了以 往靠经验操作的盲目作业，从而最大程度保障起重机安全运行，防止发生安全事故。系统满足安监部门对设备管理的需求，不仅提升了门机的操作安全性，而且提升了工厂设备管理的规范性和设备维护的及时性，具有广泛的应用前景和社会经济效益。