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1青岛海西重机有限责任公司青岛中船重工（青岛）海洋装备研究院有限责任公司青岛

摘要：造船门式起重机体积庞大，运行工况复杂，传感器信息传输网络搭建困难。随着年国家5G基建战略的实施，对传感器类型、电气特性和传输协议进行研究，依据GB/T—《起重机械安全监控管理系统》标准，应用5G技术搭建无线传输网络，利用西门子S7-系列PLC，开发基于C#的安全监控系统，完成对起重机运行工作状态的实时监控，并提供状态异常报警，从而实现起重机系统安全性能的提高。系统配备的过往数据查询功能，方便了保养和维修。通过对电机、轴承等旋转机构进行振动检测、对钢结构薄弱位置进行应力检测，提供用户对门机关键健康情况的实时掌控。

关键词：造船门式起重机；5G；安全监控；系统

中图分类号：TH.5文献标识码：A文章编号：-（）19--06

0引言

造船门式起重机（以下简称门机）在船舶制造工业中不可或缺，是起关键作用的重要设备之一。门机运行工况复杂，有操作门槛高、作业位置在高空较危险等特点。近年来，船舶制造过程中广泛使用门机，施工事故呈逐年攀升的趋势。根据GB/T—的规定，大型起重机必须强制配备安全监测装备，并必须监测和记录设备的运行状态、额定性能和风险因素。传统门机安全监测装置通常是机械式的，主要由操作员的经验加以保证，缺乏动态监测和显示。陈序等提出了一种以Zigbee为基础的门机安全监测系统，该系统虽然满足系统的整体性，但在监控数据量级、网络时延方面有缺陷，影响到系统的整体性能。所以，开发带宽更宽、时延更低的安全监测系统在门机安全应用方面十分重要。

GB/T—以及国家质检总局下发的相关文件的要求，造船门机成为首批安装起重机械安全监控管理系统的试点型号。

国内起重机监控系统尚处于起步阶段，监控参数有限；传感器采用有线连接方式，布置复杂且易损坏；若基于ZigBee方式，带宽和时延还会受限制。针对这些缺点，本文设计了一种造船门机安全监控系统，在原有PLC控制系统的基础上进行改进。系统主要针对与门机安全作业关联密切的重要参数，如防撞信息、四路吊重、小车幅度、倾斜角度、运行高度和速度、风速等进行实时监控，门机操控人员通过系统的人机界面获得参考；通过TCP/IP方式，仪表连接GPRS模块与远程监控管理中心实现无缝连接，监管人员通过互联网对所辖区域内全部门机实时在线监控并统一管理；此外，系统还具有“黑匣子”功能。

1总体结构与功能

1.1政策标准

GB/T—《起重机械安全监控管理系统》规定了起重机安全监控管理系统的组成包括硬件和软件，基本单元有信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息导出接口单元等，当有远程监控需要时，应增加远程传输单元。起重机安全监控管理系统结构模式如图1所示。

图1起重机安全监控管理系统结构模式示意图

1.2系统设计方案

国内外科研学者针对造船门机安全监测控制系统广泛地开展了研究。浙江省特种设备科学研究院的凌张伟团队应用基于ARM-Linux的监测控制仪，对现有安全监测控制系统中的PLC数据进行判辨，并应用无线传输快速组网获取新的传感器数据，实现造船门机运行中实时采集、储存和传输数据，以及具备报警功能；广州特种机电设备检测研究院的黄国健团队介绍了广州造船龙门吊安全监管系统的检测，以及传感器选型、工作时间、联锁保护安全装置、扫描周期、起重量综合误差试验、视频信息系统的检验办法；江苏省特种设备安全监督检验研究院陈序、帅飞应用TI的CC无线芯片组成ZigBee无线传感网络，利用西门子S7—系列PLC和组态软件WinCC组成和设计监控系统，实时监测门机的工作状态并，实现故障报警，并能提供过往数据查询，极大地方便了维护和修理。

随着AI技术的发展，基于视频的对设备健康方面的监测日渐成熟，对大型起重机中电机、轴承等旋转机构的健康监测日益受到用户的

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