唐艷同，余煥偉，陳仙鳳

（紹興市特種設(shè)備檢測(cè)院，浙江 紹興 312071）

在工業(yè)4.0 驅(qū)動(dòng)與《中國(guó)制造2025》綱領(lǐng)指引下，自動(dòng)化、無人化、智能化是未來起重機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，然而，現(xiàn)有的起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足該類起重機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢驗(yàn)要求，探索研究自動(dòng)化起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化、檢驗(yàn)方法與檢驗(yàn)規(guī)范，解決企業(yè)需求與檢驗(yàn)難點(diǎn)，成為當(dāng)前亟須解決的問題，研究智能化起重機(jī)發(fā)展方向也成為起重機(jī)械領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。

1 檢驗(yàn)依據(jù)

自動(dòng)化起重機(jī)一般是利用專用吊具應(yīng)用于特定行業(yè)的特殊用途起重機(jī)，如無人抓渣起重機(jī)配有電動(dòng)液壓抓斗、自動(dòng)金屬加配料起重機(jī)配有電磁吸盤、港口自動(dòng)化集裝箱起重機(jī)配有集裝箱專用吊具，每種自動(dòng)化起重機(jī)都有其共性特點(diǎn)與特殊性，對(duì)起重機(jī)升級(jí)加裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)的施工類別判定以及檢驗(yàn)方式的確定可作為自動(dòng)化起重機(jī)最基本的檢驗(yàn)依據(jù)。

1.1 施工類別

對(duì)于在用起重機(jī)增加自動(dòng)化控制系統(tǒng)的施工類別定性，據(jù)特設(shè)局函[2020]47 號(hào)文《市場(chǎng)監(jiān)管總局特設(shè)局關(guān)于明確起重機(jī)械有關(guān)名詞術(shù)語含義的通知》，明確了起重機(jī)改造、修理、重大修理的術(shù)語含義。

據(jù)通知內(nèi)容，起重機(jī)增加自動(dòng)化控制系統(tǒng)不涉及改造施工類別，如果增加的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是與起重機(jī)出廠自有控制柜通過數(shù)據(jù)通訊的形式控制起重機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行，并且還可以人工操作的屬于調(diào)整控制系統(tǒng)，歸于修理施工類別；如果將起重機(jī)出廠自有控制柜完全替換后增加自動(dòng)化控制系統(tǒng)屬于更換原有控制系統(tǒng)，歸于重大修理施工類別。涉及修理的起重機(jī)需施工告知，涉及重大修理的起重機(jī)需施工告知并申報(bào)監(jiān)督檢驗(yàn)。

1.2 檢驗(yàn)方式

對(duì)于自動(dòng)化起重機(jī)檢驗(yàn)規(guī)范，除了常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目外，TSG Q7016-2016《起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》中要求檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)根據(jù)具體情況相應(yīng)調(diào)整監(jiān)檢項(xiàng)目和檢驗(yàn)要求。這就要求檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)依據(jù)TSG Q7016—2016 附件C 的13.8 條，根據(jù)自動(dòng)化起重機(jī)的產(chǎn)品特點(diǎn)與安全風(fēng)險(xiǎn)制定相關(guān)檢驗(yàn)方案進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)相關(guān)檢驗(yàn)。

2 自動(dòng)化起重機(jī)檢驗(yàn)要求

2.1 自動(dòng)化升級(jí)改造對(duì)起重機(jī)的要求

在用起重機(jī)加裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)與出廠設(shè)計(jì)就是自動(dòng)化起重機(jī)產(chǎn)品相比，該類起重機(jī)從設(shè)計(jì)、制造、使用環(huán)境上未考慮其后期自動(dòng)化周期性運(yùn)行的特點(diǎn)，就要考慮其能否滿足自動(dòng)化運(yùn)行需求，下面介紹幾點(diǎn)起重機(jī)實(shí)施自動(dòng)化改造之前需進(jìn)行校核與確認(rèn)的技術(shù)參數(shù)，這些參數(shù)與起重機(jī)預(yù)期壽命、生產(chǎn)工藝、運(yùn)行故障率具有很強(qiáng)的相關(guān)性。

2.1.1 工作級(jí)別校核

自動(dòng)化起重機(jī)在正常生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)是嚴(yán)格按照預(yù)定程序去執(zhí)行每個(gè)工作周期的。起重機(jī)的工作級(jí)別與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別、結(jié)構(gòu)件的工作級(jí)別、整機(jī)靜態(tài)剛性、控制精度、主要零部件的安全系數(shù)、設(shè)計(jì)預(yù)期壽命等有著非常密切的聯(lián)系。起重機(jī)工作級(jí)別符合要求，才能滿足生產(chǎn)率、安全性與設(shè)計(jì)壽命的要求。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造之前，應(yīng)對(duì)起重機(jī)工作級(jí)別進(jìn)行校核與確認(rèn)，使起重機(jī)的工作性能與試驗(yàn)條件滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。

2.1.2 工作級(jí)別、定位精度、靜態(tài)剛性、控制系統(tǒng)相關(guān)性

TSG Q7016-2016《起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》對(duì)起重機(jī)靜態(tài)剛性有具體要求：對(duì)于設(shè)計(jì)文件中明確起重機(jī)定位精度要求、調(diào)速控制系統(tǒng)完善程度的起重機(jī)撓度應(yīng)滿足的要求做出了具體的規(guī)定，同時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)文件中不明確起重機(jī)定位精度要求、調(diào)速控制系統(tǒng)完善程度的起重機(jī)，則根據(jù)其工作級(jí)別確定其撓度應(yīng)達(dá)到的要求。起重機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造前要考慮調(diào)整或更換控制系統(tǒng)后起重機(jī)的工作級(jí)別、定位精度、靜態(tài)剛性與控制系統(tǒng)完善程度的相關(guān)性，尤其是對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)不完善而定位精度要求較高的起重機(jī)，應(yīng)對(duì)其靜態(tài)剛性進(jìn)行校核，確定其是否滿足生產(chǎn)工藝的要求。

2.1.3 電磁干擾

起重機(jī)上主要電磁干擾源包括供電電源、電機(jī)、專用吊具、變頻器等。為保證通訊可靠，起重機(jī)控制柜應(yīng)對(duì)電磁干擾作防護(hù)處理，包括抑制產(chǎn)生電磁干擾的措施與提高設(shè)備抗擾度、抑制傳導(dǎo)和射頻輻射干擾的措施。

2.1.4 供電容量

待升級(jí)改造起重機(jī)滑觸線及相應(yīng)導(dǎo)線在滿足起重機(jī)自己用電的負(fù)荷容量情況下，應(yīng)考慮加裝起重機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)及相關(guān)傳感器與專用吊具的用電容量。

2.2 建議自動(dòng)化起重機(jī)增加的檢驗(yàn)項(xiàng)目

2.2.1 自動(dòng)化專用吊具

自動(dòng)化專用吊具包含抓斗、吸盤、集裝箱等專用吊具，專用吊具也需要與相應(yīng)的控制系統(tǒng)與供電電路連接，而TSG Q7016-2016 監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則對(duì)集裝箱吊具專用保護(hù)裝置有檢驗(yàn)要求，對(duì)其他吊具均無要求；TSG Q7015-2016 定期檢驗(yàn)規(guī)則也僅僅對(duì)專用吊具的固定與懸掛有檢驗(yàn)要求，所以應(yīng)研究制定各類自動(dòng)化專用吊具的檢驗(yàn)內(nèi)容。

2.2.2 定位、糾偏與自效驗(yàn)系統(tǒng)

起重機(jī)自動(dòng)化控制會(huì)設(shè)置定位，糾偏與自效驗(yàn)系統(tǒng)。定位系統(tǒng)的配置、定位精度與校驗(yàn)、糾偏系統(tǒng)的配置與功能要求、自效驗(yàn)系統(tǒng)的獨(dú)立性、定位系統(tǒng)與效驗(yàn)系統(tǒng)的冗余性的安全要求都是自動(dòng)化起重機(jī)應(yīng)該檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目。

2.2.3 安全保護(hù)裝置

起重機(jī)自動(dòng)化控制也會(huì)設(shè)置相應(yīng)的安全保護(hù)裝置。操作站與指令站的緊急停止裝置、吊具防撞保護(hù)裝置、物料探測(cè)裝置、吊具減搖裝置、防啃（脫）軌裝置、人車誤入檢測(cè)裝置、控制系統(tǒng)或通訊系統(tǒng)發(fā)生故障以及意外斷電時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)與故障鎖定，系統(tǒng)重啟前的故障修復(fù)與復(fù)位等附加安全保護(hù)裝置的試驗(yàn)驗(yàn)證也應(yīng)作為自動(dòng)化起重機(jī)增加的檢驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2.4 安全監(jiān)控系統(tǒng)

自動(dòng)化起重機(jī)以無人操作、有人值守為基礎(chǔ)，其運(yùn)行要依靠現(xiàn)場(chǎng)管理人員下達(dá)的預(yù)期指令，其運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)完全反饋給現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員，應(yīng)安裝符合GB/T 28264-2017《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的安全監(jiān)控系統(tǒng)，并結(jié)合自身產(chǎn)品特點(diǎn)與專用吊具添加適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容。

3 結(jié)語

起重機(jī)的發(fā)展將不限于自動(dòng)化與無人化，還將向智能化方向發(fā)展，智能化起重機(jī)將具備自動(dòng)感知、自我分析、自主決策和自動(dòng)執(zhí)行等人工智能特性，健康評(píng)估、視情維護(hù)、虛擬仿真、風(fēng)險(xiǎn)分析、數(shù)字孿生等信息技術(shù)也將應(yīng)用于智能起重機(jī)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)智能起重機(jī)故障診斷與故障預(yù)警等主動(dòng)安全決策功能，在強(qiáng)調(diào)全生命周期設(shè)備管理的時(shí)代，可以將全生命周期管理與檢驗(yàn)理念應(yīng)用到自動(dòng)化與智能化起重機(jī)中，建立從起重機(jī)設(shè)備選型、運(yùn)行管理、改造大修、檢驗(yàn)檢測(cè)、安全評(píng)估直至報(bào)廢的全生命周期監(jiān)控指標(biāo)，另外，行業(yè)內(nèi)應(yīng)盡快完善起重機(jī)智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，開展起重機(jī)智能化標(biāo)準(zhǔn)研究工作，為使用單位、生產(chǎn)單位、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)與監(jiān)察機(jī)構(gòu)提供相關(guān)依據(jù)，積極推動(dòng)起重機(jī)電氣安全和智能化的發(fā)展。