起重机械安全监控系统设计方案
1)方案描述
起重机械安全系统由数字高清语音对讲系统、数字高清视频监控系统、状态监测系统、本地监控主机、网络传输设备及远程监控平台六个部分组成。
数字式高清语音对讲系统：司机室配备数字式车载电台、司机通过操作台话筒与地面指挥或其他工作人员联系，地面指挥或其他工作人员通过对讲机与司机联系，所有对讲内容均被录音；
视频监控系统：采集和存储设备视频信息并在司机室内进行视频显示，为司机操作和设备定位提供帮助，通过网络传输单元把视频信息传输到本地监控主机和远程监控平台；
数据监控系统：分为安全监控和电气监控，通过PLC采集起重机相关安全监控数据和电气监控数据，在司机室通过触摸屏显示设备安全监控和电气监控实时状态，方便用户进行现场故障检修，通过网络传输单元把安全监控数据和电气监控数据传输到本地监控主机和远程监控平台；
本地监控主机：采用联想计算机作为监控主机，配置网络机柜和UPS，监控主机放置在货运值班室，值班人员可以通过监控主机的视频信息和数据信息进行查看货场所有起重设备的运行状况；
网络传输设备：网络传输设备进行采集门机视频信息和数据监控信息，通过无线传输方式传输到本地监控主机，再经过网络将数据传输到远程监控平台；
远程监控平台：远程监控平台具有设备视频监控、安全与状态监测、故障智能诊断、远程设备维护、维修计划管理、设备管理、信息自动推送等功能，相关设备管理人员可以通过远程监控平台的视频信息和数据信息在办公室查看所管辖内的起重机的运行状况；
限位及传感器
监控数据采集显示器硬盘录像机PLC 故障显示屏本地服务器无线通讯云服务器局域网远程用户录音摄像头
大车行走区域人及其他障
碍物防撞系统
图1：网络拓扑图
2) 高清语音对讲系统
司机室配备数字式车载电台、司机通过操作台话筒与地面指挥或其他工作人员联
系，地面指挥或其他工作人员通过对讲机与司机联系，所有对讲内容均被录音，所有语音数据资料存储不少于3个月。
（存储音频）
司机室高清摄像头录音对讲机
司机对讲机指挥对讲机
语音采集
司机室高清摄像头
3)视频监控系统
视频摄像机采用海康威视高清数字室外防水型网络摄像机，具有夜视功能，像素为200万像素，监控区域包括吊钩、小车机房、电气房、司机室、门吊行走区域。在司机室安装硬盘录像机，用以存储视频所有资料，存储时间不少于3个月。在司机室安装21寸液晶显示器，显示器和硬盘录像机连接，显示器显示所有视频图像，并且可以通过鼠标选择画面进行放大。显示器在各种环境下清晰可辨，不干扰司机视线，不刺目。
录像文件包含时间和日期，便于追溯。
图2：视频网络拓扑图
4)数据监控系统
数据监控系统分为安全监控和电气监控两部分，安全监控参考《GBT28264-2012 起重机安全监控管理系统》所规定监控参数、监控状态以及相关监控要求进行采集相关数据和数据分析。在运行周期内系统采样频率不大于100ms。
操作信号限位信号变频器信息其他电控信号故障显示屏位置信号
风速信号重量信号大车行走区域人及其他障
碍物防撞系统
图3：数据监控网络拓扑图
起重机械安全与状态检测参数
5)本地监控主机
采用联想计算机作为本地监控主机，配置标准网络机柜，并加装山特UPS不间断电源，后备时间不小于3小时。本地监控主机放置在货场值班室，值班人员通过监控主机的视频信息和数据信息进行查看货场所有起重设备的运行状况。
6)网络传输设备
网络传输设备包括无线传输模块、数据采集模块两个部分，通过无线模块把数据信息和语音、视频信息从门机传输货运值班室，数据采集模块采集数据信息和视频信息传递给本地监控主机。
7)远程监控平台
远程监控平台具有起重机实时视频监控、安全与状态监控、故障智能诊断、远程设备维护、维修计划管理、设备管理、作业管理、信息制动推送等功能，将系统采集的数据通过软件界面以文字、图形或动画的形式直观、真实的向用户呈现出来，图形以真实设备为模型进行仿真，有效提高客户体验感受，授权的管理人员可以在任何地点通过互联网以计算机、手机或PAD等终端设备实时访问设备，对设备进行监控管理或远程设备维护等工作。
远程平台功能描述如下：
1.状态检测与故障智能诊断功能：通过状态监测显示起重机的实时工作状态，进行智能数据分析，自动分析设备故障原因，指导维修人员快速维修设备；
2.远程设备维护功能：要求具有远程连机功能，可以通过网络远程连接起重机的电控系统，对起重机进行远程故障诊断和设备维护，解决疑难维修问题；
3.维修计划管理功能：可以通过软件制订设备的维修保养计划，如定期更换易损件、定期进行关键部位（如制动器、油脂油位）的检测，使设备得到更加可靠与科学的保养；
8）作业管理功能：
（1）对安全信息进行采集，包括起重量、风速、起升高度（速度）、小车位置（速度）、大车位置（速度）、防撞检测、限位（夹轨器、锚定、通道门限位、制动器检测、运行极限限位）等安全保护装置的信息数据。
（2）对起重设备周期工作时间、工作量等信息进行自动分析统计，供管理人员信息参考，并可以根据要求设计工作统计报表，实现实时统计所有货场准确统计工作数据。
9）自动信息推送：根据用户的设备自动向用户以邮件的方式推送定制信息。
状态监控
监控平台软件的状态监测功能包括实时状态、故障警告、操作日志、趋势曲线、数据报表五个功能区。
实时状态：包括状态总览、起升机构、小车行走、大车行走、集装箱专用吊具、防摇系统等画面，所有监控画面监控的数据均可实现下载；
状态总览画面以动画与图片仿真门式起重机的实时运行状态，配以文字显示起重机安全保护信息与起重机作业信息。起重机安全保护信号包括起升（重量、位置）、小车位置、大车位置，起重机作业信息包括工作时间（本次、累计）、作业量（本次、累计）。
状态总览画面
起升机构画面：实时运行状态，并显示累计工作时间和抱闸次数，实时显示起升机构IO状态和变频运行状态。
起升机构诊断画面
小车机构实时显示运行状态，并显示累计工作时间和抱闸次数，画面实时显示小车机构IO状态和变频运行状态。
小车机构诊断画面
大车机构实时显示累计工作时间和抱闸次数，画面实时显示大车机构IO状态和变频运行状态。
大车机构诊断画面
故障警告：通过软件设置故障及警告信息，通过监控数据分析，实时显示故障警告信息，并对发故障警告数据进行存储记录，同时可向指定人员实时推送报警信息，提供解决建议，支持系统消息、手机短信等推送方式。
趋势曲线：通过软件选取监控对象，以曲线形式直观的分析监控对象的变化，可以实现实时曲线与历史曲线的记录、存储与查询。
操作日志：记录起重机司机的所有操作行为，并进行存储，可以通过操作日志分析司机的操作行为。
视频监控
管理平台软件集成了视频监控的软件，使数据监控与视频监控集成在一个软件平台，可以方便的进行实时视频监控。
远程维护
管理平台软件可以实现设备的远程维护，工程师可以在任意地点通过网络（ADSL 或3G）用几分钟的时间快速建立联接并对设备进行访问，可以对设备参数进行配置、编程与调试。当起重机发生非硬件损坏的故障时（起重机大约60%以上的故障非硬件损坏原因），可以快速的远程诊断故障原因并进行修复，极大的减少起重设备的故障停机时间、减少现场维护的差旅费用。
设备管理
管理平台软件的设备管理功能包括设备管理、维修管理，使用户可以科学、规范的管理起重设备，使起重机从事后维修、故障维修转变为防范检修、定期检修。设备管理：可以通过管理平台软件统计设备机械与电气零部件的工作情况（如制动器的工作时间、启动次数；如变频器的运行时间、故障次数等），同时可以设置机械或电气零部件的检修限制，当到达限制后发出提示检修信息（如设置当起升制动器启动5000次后应自动预警，提示操作检修人员对制动器进行检修；如设置起升减速器工作3000小时后应更换液压润滑油等），支持以系统消息、手机短信等方式向维护人员推送信息。。
维修管理：通过管理平台软件可以制订起重机的检修计划，到达预设时间可自动向维修负责人员进行提示，支持以系统消息、手机短信等方式向维护人员推送信息。
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