武桥重工集团股份有限公司 湖北武汉 430056
摘要：在平南三桥建设过程使用的300吨缆索式起重机，其安全监控管理系统中引入了工业控制计算机，本文就工业控制计算机为缆索式起重机安全监控管理系统带来的优势进行论述，并指出了工业控制计算机在工程机械应用的重大项目意义。
关键词：工业控制计算机 缆索式起重机 安全监控管理系统
1、项目工程概况及优化设计
2019年10月10日至2020年1月10日，历时三个月时间，由广西路桥集团工程有限公司承接的平南三桥建设施工工程完成了主拱肋部分的高精度合龙。平南三桥全长1035米，主桥跨度575米，建成后将是世界最大跨径的拱桥。为了满足如此大跨度拱桥拱肋吊装的施工，由武桥重工集团股份有限公司旗下的全资子公司武汉武桥交通装备技术有限公司为其量身设计并制造了一台300t缆索式起重机。
鉴于此次工程规模较大，现场环境工况特殊，与以往的缆索式起重机相比，武桥装备公司对此次起重吊装系统的自动化控制部分进行了全面升级，包括变频闭环驱动控制、光纤加无线网桥组网的环形网络、安全监控管理系统的优化等等，其中为了保证整个自动控制系统能更加高效、安全、智能化的运行，整套设备的安全监控管理系统添加了一台研华IPC-610H工业控制计算机（以下简称工控机），实时监控整套缆索起重机的操作情况，运行状态，缆索起重机的各项状态参数，电控系统的各项运行数据等，并在监控指挥中心的大屏幕上展现相关数据，并将整个施工周期内的所有数据进行存储记录。
2、工业控制计算机的特点
工业控制计算机有着运行速度快、可靠性高、扩充性强、抗干扰能力强，兼容性好等方面的优势，且有着各种各样功能强大的工业组态监控软件，这些都使工控机在各种大型的工厂自动化领域大显身手，正是基于这些特点，本次在平南三桥项目中，引入了工业控制计算机，作为安全监控的核心部件，为项目带来更多实用意义。
平南三桥主跨较大，南北两岸电气分布广，导致由多PLC、多人机界面通过交换机、光纤、无线网桥等组成的网络结构，需要监控的点较多且分布面广，工业控制计算机的引入，可以更好规划管理网络，强大的工业监控组态软件，可以丰富系统的监控功能，更好的分析、利用监控数据，监控整机的运转情况，以便问题出现时快速响应。
3、工业控制计算机在缆索起重机安全监控管理系统中的应用
3.1、起重机安全监控管理系统的构成
根据GB/T 28264-2017《起重机械安全监控管理系统》，平南三桥缆索起重机按照下图，配置了安全监控管理系统。
该系统主要包括信息采集单元、信息处理单元、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息导出单元、远程传输单元 。其中信息的存储、显示、导出均由IPC完成。
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安全监控管理管理系统架构图
3.2、工控机在安全监控管理系统中的主要功能
工控机是平南三桥300吨缆索式起重机安全监控管理系统的核心组成部分，工控机通过局域网与各PLC及人机界面进行通讯，其功能不仅具备了安全监控管理系统要求的基本功能，还具有以下功能特点：具备了更为强大的存储能力，就地WEB发布功能，数据查询。这些功能，都具有重大的工程意义或者使用意义。
国标要求数据存储时间为不少于30个连续工作日，视频存储时间不少于72小时，工控机的引入，可以实现在缆索吊整个使用周期内的监控数据的存储，除了国标要求的监控数据外，还可以将能耗曲线，变频器的输出力矩数据及运行信息等更多的数据进行全周期存储，这些数据对以后缆索吊的设计非常具有指导意义。
另外IPC-610H选配的超大硬盘容量（2*4T），为视频存储提供了充足的空间，16个高清摄像头长达3个月的存储，对慢性故障，特别是卷扬机问题，为用户设备维保，提供视频依据。
WEB发布功能。工控机的使用，方便了数据的就地发布。以往安全监控管理系统，主机往往没有数据发布功能，基本都是通过物联网模块，将数据上传到云端服务器或者企业服务器，由服务器进行数据发布。平南三桥监控指挥中心有外网接口，工控机直接作为服务器，进行数据WEB发布，保证了画面发布和数据发布的实时性，并减少了物联网及服务器租用的运营成本。项目相关人员通过网络，能够在任何地方的电脑上，获得与在WEB服务器上一样的监控画面。
数据查询。数据查询包括运行数据查询，故障数据查询，数据分析查询。由于数据采用功能强大的标准的SQL数据库存储，可以根据不同预设条件，查询历史记录数据。可以查询分析故障原因，根据故障原因为设备维保工程师提供维保指导。
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4、结论
在江河峡谷等环境下的拱桥建设施工中，缆索式起重机是最为常见且经济的方案，由于拱桥在拱肋合龙灌浆之前，整体结构都存在不稳定的因素，所以如何保证施工的连续作业是最为关键的地方。起重机安全监控管理系统中工控机的引入，不但可以实时监控并反应设备运转的各项参数，还能对其各项数据进行记录保存，一旦出现问题，可以更快速的响应并记录保存数据，便于维修人员找出问题原因从而缩短维护的时间。另外亦可以由专业技术人员调取历史数据库，使用分析软件，根据历史数据记录，预判故障，提前做维保方案，确保设备连续使用。大型缆索起重机安全监控管理系统中引入工控机，项目成本不会造成过大支出，反而能提高缆索吊装作业的安全性、智能性，真正实现了小投入大回报的理念，做到了装备制造业领域的现代化智能施工。
参考文献：
[1]工业控制计算机技术的最新进展，刘鑫，北京康拓科技开发总公司
[2]起重机安全智能监控系统，代宝林，吉林大学
[3]起重机安全监控管理系统规范GB/T28264-2017
[4]工控计算机在门式起重机“黑匣子”系统中的应用，黄彬武徐大年栾中杰广西柳州铁路局科研所，《工业控制计算机》2004年第9期