工程起重机安全监测与控制

工程起重机安全监测与控制施工现场应用

    随着国民经济的发展和国家基础建设的需要，我国已迅速发展成为世界工程机械大国，整机指标已位居世界前列，超大吨位、超长臂架的起重机械相继研制完成并投入使用。为保证施工效率、提高施工过程中的设备与人身安全，对设备的智能控制、实时监测与维护技术提出了更高的要求。

    起重机倾翻是施工过程中最严重的危险工况。如何精确计算倾翻力矩并对倾翻工况进行预警并实施主动保护成为行业的难题。同时，随着起重机规模、功能的日益壮大，整机系统集成了越来越多的电控部件，相互之间的电磁干扰引发了控制失稳问题，如何避免部件间的电磁传导干扰，保证电控部件正常工作成为起重机施工作业的一大难题。另外，由于起重机设备结构复杂、系统庞大，故障现象与设备状态参数之间关系不易获得，一旦出现故障，如何实现故障的快速定位，原因分析及严重程度识别成为起重机设备维护的又一难题。

    项目针对上述起重机设备施工过程中遇到的整机倾翻、电控系统失稳、故障状态快速识别等难题，围绕施工安全规划、系统安全评估、作业安全监控展开研究，技术路线为：在产品设计阶段，对恶劣环境下起重机系统各电控部件的传导干扰进行分析，从电控部件设计、线束布置、防护手段等方面提出整改建议；在吊装方案设计阶段，将当前环境下的各种风险因素进行整合评估，输出最优吊装方案指导现场作业；在起重机施工作业阶段，实时计算动态载荷，并以安全域模型对倾翻可能性提前预警，并主动限制作业向危险方向移动；同时，对起重机其他关键参数实时监测，基于物联网技术挖掘大型数据库中数据的复杂关系，预测参数的发展趋势，为设备状态提供预警和诊断评估功能，提升起重机作业安全保护主动性，确保起重机施工过程安全可靠。

    基于以上研究，项目取得如下成果：完成了起重机远程监控中心建设、研发了应用于全系列起重机的新型力矩限制器、手持故障诊断终端、用于作业指导的吊装方案规划系统，建立了工程机械电磁兼容评测体系与设计方法。在2010年至2012年期间，新一代汽车起重机已实现销售3900台套，经济效益年度增长32%，实现利税2914.23万元。已为全国各片区的售后服务人员配备便携式手持故障诊断终端，平均维修时间缩短47%，显著提高设备维护效率。

    以上技术的应用保证了起重机设备作业安全性、控制可靠性和维护及时性，引领了工程机械行业产品作业安全控制的新模式。该项目拥有完全自主知识产权，获得专利28项，其中授权专利12项、发明专利17项。制/修订国家标准4项，发表论文9篇。

    获奖等级：三等奖

    完成单位：中联重科股份有限公司