无人抓渣起重机控制系统的检验要点*

作者：胡静波 徐海宁 吴祥生摘 要：首先介绍了炼铁过程抓渣工艺对起重机的技术需求，并概述了安全生产中两类危险源的概念。接着介绍了改造后的无人抓渣起重机控制系统的组成，并从安全技术规范和标准的角度分析了对该系统的技术要求。从物的因素、人的因素和管理因素三个角度进行了分析，拟定出了包含技术资料、地面管理子系统、车载控制子系统、数据传输子系统和运行试验等5 个方面的29 项无人抓渣起重机控制系统检验项目，并对其中重要项目的检验要求和检验方法进行了论述。关键词：第二类危险源；无人抓渣起重机；控制系统检验Abstract: Firstly, this paper introduces the technical requirements of the slag grabbling process for cranes in the iron-making procedures, and gives an overview of the concepts of two types of hazard sources in safe production. Then, the composition of the reformed control system of the unmanned slag-grabbing crane is introduced, and the technical requirements for the system are analyzed from the perspective of safety technical specifications and standards. Starting from these three angles of material factors, human factors and management factors, this paper draws up 29 inspection items for the control system of the unmanned slag grabbling crane, including 5 aspects of technical data, ground management subsystem, vehicle-mounted control subsystem, data transmission subsystem and operation test, and discusses the inspection requirements and inspection methods for the important items.Keywords: second danger source; unmanned slag grabbing crane; control system inspection0 引言起重机是钢铁企业生产流程中不可或缺的重要设备之一，炼铁过程中产生的高炉矿渣在高温熔融状态下用水急速冷却后进入渣池以颗粒状态堆积，需要使用抓渣起重机将其抓入输送带或运输车辆内，进入下一道工序进行二次利用。抓渣起重机的工作环境十分恶劣，一方面炉渣蒸汽中会有大量的硫等有害成分，影响操作人员的身体健康；另一方面冲渣池的雾气很大，会影响操作人员的视线。除工作环境恶劣外，抓渣起重机还具有极高的使用频率，甚至24 h 不间断的工作, 工作级别可达到A7 或A8。传统的抓斗桥式起重机一般采用司机室操作，但由于上述原因，安全隐患很大，随着自动控制技术和远程传输技术的发展，无人抓渣起重机已逐渐成为传统抓渣抓斗桥式起重机的替代品。在系统安全研究中，将工业生产过程的危险源分为第一类危险源和第二类危险源。第一类危险源是指系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质，抓渣过程的起重机和钢渣可列为第一类危险源。第二类危险源是指造成约束、限制能量和危险物质措施失控的各种不安全因素，包括物的不安全状态、人的不安全行为和管理缺陷，是围绕第一类危险源可能会随机发生的现象，它们出现的情况决定事故发生的可能性。第二类危险源出现得越频繁，发生事故的可能性越大。无人抓渣起重机的技术性能属于第二类危险源范畴，对无人抓渣起重机检验的目的就是控制第二类危险源的发生概率。1 系统组成及检验需求以某无人抓渣起重机控制系统为例，该抓斗桥式起重机型号为QZ10-31.5A7，取物装置为10t 抓斗，跨度31.5 m，工作级别A7，原控制系统采用司机室操作。改造后的自动控制系统集自动化控制、网络通讯、自动检测等技术于一体，控制系统组成主要由地面管理子系统、车载控制子系统和数据网络传输子系统组成（见图1）。地面管理系统主要负责起重机抓渣作业的管理、车载系统各监测数据的统计分析和人工干预系统的运行；车载系统由PLC、变频器、检测装置组成，负责起重机的运行控制、运行位置检测、抓渣质量检测、运行状态监测等功能；数据网络传输系统由无线传输设备及网络设备组成，主要负责车载系统与地面系统之间数据的可靠传输。改造后的无人抓渣起重机采用无线传输，利用高精度定位系统，对起重机的大车、小车、抓斗实时位置信息进行监测，监控起重机的工作状态，可实现起重机抓渣工作的调度和工作状态信息的实时汇总。图1 无人抓渣起重机控制系统组成在现行的特种设备安全技术规范和标准中并未对自动运行起重机控制系统做出特别的规定。《起重机械安全监察规定》（92 号令）中对于起重机改造的定义是“改变原起重机械主要受力结构件、主要材料、主要配置、控制系统，致使原性能参数与技术指标发生改变的活动”。在用的普通抓渣起重机改为无人抓渣起重机显然改变了其控制系统，技术指标由原先的司机室操作改为远程自动化或半自动化操作，符合起重机改造的定义。TSG Q7016 － 2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》中要求检验机构根据改造的具体情况调整相应的监检项目和要求。对于TSG Q7016 － 2016 中附件C 的检验项目和要求来说，起重机的无人化改造过程大部分项目并未涉及，这就要求检验机构在检规规定的项目外根据起重机控制系统的特点相应的增加检验项和要求。在GB6067.1—2010《起重机械安全规程第1 部分：总则》的控制与操作系统章节中有对无线控制系统的相关要求，其他内容并未涉及到无人操作起重机。GB/T28264—2017《起重机械安全监控管理系统》规定了起重机械安全监控管理系统的构成、系统监控性能要求和系统的检验要求。无人抓渣起重机控制系统和安全监控系统一样也包含了信息采集单元、信息处理单元、信息显示单元和远程传输单元等。因此，无人抓渣起重机控制系统的技术要求可部分参考借鉴起重机安全监控系统的技术要求。根据第二类危险源的定义，可从物、人和管理等因素的角度设计该控制系统的检验项目和要求。物的因素包括有各类传感器的失效、执行机构失效和软件程序失效等；人的因素包括有人的误操作、人员误入和操作流程执行错误等；管理缺陷主要是指由于管理制度规定不完善和管理制度宣贯执行不力等原因导致的危险。2 检验项目及要求改造后的无人抓渣起重机应满足TSG Q7016—2016中的所有检验项目要求。此外，根据第二类危险源分析结果，并参照相应的标准规定，从技术资料、地面管理子系统、车载控制子系统、数据传输子系统和运行试验等5 个方面规定了29 项检验项目，具体检验项目如图2 所示。各检验项目的要求参考标准相应条款的要求，并根据现场起重机的实际情况进行设计。2.1 管理制度1）技术要求 应制定完善的无人操作起重机管理规定，管理规定至少应包括无人操作起重机的使用管理规定、日常巡检规定、维护保养规定、故障应急预案规定等内容。2）检验方法 查阅资料，包括各类规章制度及宣贯记录。2.2 操作模式1）技术要求 系统应至少具备自动运行、远程操作和司机室操作等3 种模式的切换功能，并确保起重机不可同时处于两种或以上操作模式。2）检验方法 现场进入操作界面，操作并核实系统具备自动运行、远程操作和司机室操作等3 种模式，安全技术 SAFETY TECHNOLOGY在选择某种操作模式后，确认其他操作模式无法对起重机进行操作。图2 无人抓渣起重机控制系统检验项目2.3 报警装置1）技术要求 地面管理子系统应设置声光报警装置，确保在起重机发生故障时向系统监视人员发出清晰的声光报警。2）检验方法 现场观察、确认，由受检单位人员配合，模拟起重机发生故障，观察系统是否能向监控人员发出清晰的声光报警信号。2.4 紧急停止装置1）技术要求 地面子系统应设置紧急停止装置，该装置可切断起重机械的动力电源，且不能自动复位。2）检验方法 现场观察地面子系统设置了不能自动复位的紧急停止装置，该装置由人工进行操作，按下紧急停止装置后，应切断起重机械的动力电源。2.5 大车定位1）技术要求 大车定位精度应不大于250 mm。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，预先在控制系统内设置大车停车点，将起重机处于自动运行状态，在停止点停止后，检验人员测量现场实际停车点与设置停车点之间的距离。2.6 大车行程限位1）技术要求 大车机构应设置行程限位，在达到设计减速距离时，起重机开始减速；在达到设计极限位置时，自动切断前进方向的动力源，起重机只可向反方向运行。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，起重机处于自动运行状态，在达到设计减速距离时，起重机开始减速；在达到设计极限位置时，自动切断前进方向的动力源，起重机只可向反方向运行。2.7 起升高度定位1）技术要求 起升高度定位精度应不大于250mm。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，预先在控制系统内设置起升机构停止点，将起重机处于自动运行状态，在停止点停止后，检验人员测量现场实际停止点与设置停车点之间的距离。2.8 高度限位1）技术要求 起升机构应设置高度限位，在达到设计减速距离时，起升机构开始减速；在达到设计起升高度极限位置时，自动切断起重机上升方向的动力源，起升机构只可向下运行。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，起重机处于自动运行状态，在达到设计减速距离时，起升机构开始减速；在达到设计极限位置时，自动切断前进方向的动力源，起升机构只可向下运行。2.9 物料探测1）技术要求 系统应具备物料探测功能，当抓斗接触物料时，起升机构应能自动停止下降，抓斗开始抓取物料。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，起重机处于自动运行状态，检验人员现场观察当抓斗接触物料时，起升机构应能自动停止下降，抓斗开始抓取物料。2.10 抓斗自动启闭1）技术要求 抓斗应具备自动启闭功能，当接触物料时抓斗可自动开启抓斗，抓满物料后抓斗可自动关闭。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，起重机处于自动运行状态，检验人员现场观察当接触物料时抓斗可自动开启抓斗，抓满物料后抓斗可自动关闭。2.11 运行试验1）技术要求 系统启动后，可按照预设程序完成各机构规定的动作和功能，无异常震动、冲击、噪声等，各类安全保护装置动作可靠、准确。2）检验方法 由受检单位人员配合操作，起重机处于自动运行状态，完成预定的工作循环，由检验人员观察起重机是否按照预设程序完成各机构规定的动作和功能，无异常震动、冲击、噪声等，各类安全保护装置动作可靠、准确。3 结语随着对起重机操作人员职业健康的重视和控制技术的进一步发展，会有更多的起重机采用自动化或半自动化的控制方式，但目前尚无专门标准对这类起重机控制系统的检验要求进行规范。作为特检机构应当依据相应安全技术规范和产品设计文件要求，在实际检验中针对控制系统特点设置更符合产品安全需求的检验项目和技术要求，并保证对这些项目的检验测试方法可以在现场顺利开展。在此基础上，应联合起重机制造单位和使用单位，共同制定形成自动化起重机控制系统的安全规程或标准。举报/反馈发表评论发表作者最新文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真01-2014:40液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估01-2014:33SPMT 液压平板车车板变形有限元计算与仿真模拟01-2014:31相关文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真基于无人机平台的起重机金属结构损伤检测方法关于起重机轴承结构选择和技术参数计算超跌妖股大分化！白酒板块继续大幅调整，港股ETF大分化上海热门文化旅游景点数字化服务评价的新提升

本文来源于程序自动整理，版权争议与本站无关，如有侵权，请联系我们。
冀州区扬禹水工机械厂
厂家直销，支持定制，量大优惠
手机：13663289587
地址：河北省冀州区高田工业区