一、總體構(gòu)思和模塊劃分

起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩個(gè)子系統(tǒng)組成，分別是數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)、視頻信息系統(tǒng)，其硬件設(shè)備安裝位置。如圖 1 所示。

圖 1  起重機(jī)械信息采集源

數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)將起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)地采集進(jìn)來，并且對(duì)其進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，然后控制起重機(jī)的運(yùn)行，此外，系統(tǒng)還將故障信號(hào)和危險(xiǎn)信號(hào)反映出來，提醒操作人員和維修管理員。該系統(tǒng)包括信息采集單元( 限位、重量傳感器、編碼器等) ，信息處理單元( PLC) ，信息存儲(chǔ)單元和控制輸出單元( CMS) 。視頻信息系統(tǒng)采集起重機(jī)行走區(qū)域和吊點(diǎn)的圖像畫面，并顯示在司機(jī)室內(nèi)的顯示器上，供司機(jī)查看，同時(shí)存儲(chǔ) 72 h。

二、 信息采集單元

信息采集單元用于讀取信息源數(shù)據(jù)。它由機(jī)械限位、感應(yīng)限位、紅外線光電限位、超速開關(guān)、重量傳感器、測速編碼器、絕對(duì)值編碼器、PLC 的輸入模塊等組成，信息采集模塊示意圖如圖 2 所示，它們將采集的信號(hào)送至信息處理單元。

PLC 模塊用于接收操作站和機(jī)上各個(gè)傳感器的信號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)地運(yùn)算和處理，然后輸出控制指令，控制相關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。其具有開機(jī)自診斷功能，當(dāng)檢測到模塊故障或通訊問題時(shí)，紅色的 Error 指示燈會(huì)亮起。

三、信息 理單元

信息處理單元將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，同時(shí)根據(jù)起重機(jī)工況的要求，執(zhí)行邏輯控制。它由可編程序控制器和工控機(jī)組成。PLC 的 I /O 及模擬量模塊將造船門式起重機(jī)上安裝的各種限位、編碼器、重量傳感器、風(fēng)速儀等信號(hào)實(shí)時(shí)地采集進(jìn)來，然后通過 PLC的 CPU 對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，控制相關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)行，并作出邏輯處理和故障報(bào)警等判斷。對(duì)于極限限位和超速開關(guān)這類信號(hào)，則采取同時(shí)進(jìn)入硬件控制回路和 PLC 模塊，這樣可以起到雙保險(xiǎn)的作用; 而對(duì)于有些不會(huì)造成損失的信號(hào)則直接進(jìn) PLC 模塊。并且極限限位等一類故障中，起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)通常使用的常態(tài)為常閉觸點(diǎn)，這樣，只要信號(hào)丟失，就認(rèn)為極限動(dòng)作，或者線路有問題，提高了安全性。工控機(jī)用于實(shí)時(shí)讀取 PLC 程序內(nèi)相應(yīng)的信息，并且通過監(jiān)控軟件將造船門式起重機(jī)的各種監(jiān)控信息實(shí)時(shí)顯示在電腦上，是信息處理單元和CMS 單元的連接紐帶。該軟件還提供了接口，可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出成 Excel 通用形式。