物聯網背景下起重機檢驗技術應用分析

張軍

（南京市特種設備安全監督檢驗研究院，江蘇 南京 210000）

隨著經濟的不斷發展，起重機行業的檢驗檢測新技術呈現出不斷增長的趨勢。然而，除了整體快速發展之外，起重機械的安全管理方面卻不能與時俱進。在現代科學技術的研究結果已表明，物聯網技術的核心技術可以促進改善起重機械行業發展中的一些核心問題。同時提高了起重機械的工作效率和質量。對于提高工程機械行業的整體健康發展具有重要價值。所以，有必要研究物聯網環境下的起重機械檢驗檢測問題。

1 概述

物聯網是利用紅外傳感器、激光掃描設備、射頻識別設備來感知和收集信息，并通過預定義的協議將感知到的對象信息連接到互聯網上，從而使用戶能夠訪問任何對象。任何信息都被感知、交換和通信，這樣網絡就能夠定位、監視、跟蹤、識別和管理任何對象。物聯網具有傳輸可靠、處理智能化、傳感全面等特點。在物聯網中，射頻識別技術是其核心技術。射頻識別技術被稱為RFID 技術，即電子標簽技術。所有電子信息標簽包含目標的所有信息數據，這些信息數據可以通過電信號傳遞。識別電子標簽，讀寫目標相關信息數據。目前，RFID 技術已成為物聯網的主要應用模式。它具有安全環保、識別速度快、保密性好、實時通訊等諸多優點，在物流、服務、制造等領域得到了廣泛的應用。

2 物聯網技術與檢驗檢測結合的意義

起重機檢驗時，要求有關檢驗人員現場填寫原始記錄，了解并確認現場情況。如果現場情況不符合檢驗條件，應中止或終止檢驗工作。具備檢驗條件時，檢驗人員將根據安全技術規范對起重機的相關信息、設備和現場情況進行檢驗和判斷，形成檢驗結果和結論。檢驗過程中發現的設備隱患和存在的問題將已檢驗意見通知書或聯絡單告知使用單位，提出整改要求。然而，由于起重機械結構使用工況的復雜性和檢驗項目的繁多，使得起重機械的檢驗檢測工作要求專業性強，工作強度大。在記錄和測試過程中，對檢驗效率和質量提出了一定挑戰。檢驗中，如能提前全面獲知起重機使用、維護、歷史檢驗及故障信息，以物聯網安全監控數據為參考，將有助于檢驗人員快速準確地判斷起重機當前的安全狀態，引導快速精準檢驗。

3 具體可應用場景

（1）起重機減速箱檢驗。減速箱是起重機重要傳動部件，也是物聯網監控系統的重要部署位置。適用于旋轉機械故障診斷的加速度傳感器捕獲振動信號后，可由無線或有線方式，傳輸至遠程綜合診斷平臺，分析模態參數，判斷可能的故障類型，進行診斷處理。起重機運行監控模塊主要實現與數據采集端的通信以及以文本框數據、圖形數據、實時監測曲線等方式顯示、記錄起重機監控對象的監測數據。當監測數據達到預先設定的違規報警值時，系統進行相應報警并記錄違規信息。同時，用戶可以查看起重機監控對象的歷史運行曲線，功能結構圖如圖1 所示。

圖1 功能結構圖

系統以用戶設定的監控量違規值為判別依據，在起重機出現違規運行時記錄、顯示違規信息。用戶可點擊界面上的“監控視頻査看”啟動安裝的視頻監控軟件監控起重機的關鍵部位。同時，系統以圖形方式速度盤、溫度計、壓力計等或實時監測曲線操作電流、工作電壓、振動曲線等直觀地顯示監測量數據的變化。

（2）起重機安全防護裝置檢驗。在物聯網監測條件下，可以實時掌握起重機安全防護裝置的狀態，對故障或事故的發生起到預防及追溯作用?？梢暬O控平臺能夠及時展示起重機的動態運行信息數據，大小車運行位置、安全保護開關動作狀態等。此外，物聯網系統甚至可以根據操作需要，通過手機APP 終端或短信將故障或隱患情況發送到現場的一線人員和技術人員，提醒及時處理。行車、小車定位中RFID系統的使用。本文設計采用RFD 技術對行車、小車實時位置實現精確定位，同步跟蹤行車、小車的運行路徑，確保行車的科學調度。根據對行車定位精度的要求，沿行車運行軌道按一定間隔設置定位電子標簽。在煉鋼爐、連鑄機等重點設備選代表位置設置電子標簽，在行車上對應位置(行車寬度方向中心線)安裝識別裝置。所有埋設的電子標簽本身具有唯一的EPC 碼且存儲有互不重復的位置編碼，當行車經過或到達系統所設的電子標簽位置時，車載閱讀器讀出該定位電子標簽位置編碼并將信息傳送至數據采集系統。系統采用無源電子標簽，且所有用來定位的電子標簽相互獨立。行車RFID 定位示意圖如圖2 所示。

圖2 大車定位示意圖

（3）起重機現場檢驗管理系統?；谖锫摼W技術的起重機現場檢驗管理系統由智能手持終端、應用軟件、RFID電子標簽和遠程數據庫四大部分組成?？蓪㈦娮庸潭撕炚迟N到起重機及其結構的最重要部分，包括起重設備注冊代碼、制造單位、出廠時間、額定起重量、起升高度、上次檢驗時間等相關信息。智能手持終端可以識別，讀取和更新RFID電子標簽中大型起重機信息的內容。在手機端的應用中，不僅可以幫助檢驗人員對起重機的基本數據信息進行查詢，還可以顯示安全技術規范、國家標準對此類起重機的檢查內容和項目，同時進行分類。比如，基于物聯網技術的起重機結構應力實時監測與故障診斷系統如圖3 所示。

圖3 起重機結構應力實時監測與故障診斷系統

4 分析與討論

（1）智能手持終端不僅可以顯示起重機械設備的檢驗項目，包括相應檢驗作業文件的要求，還可以生成檢驗原始記錄，便于檢驗人員無紙化操作并記錄。

（2）所有智能化終端不僅能快速、全面地了解起重機設備的基本信息，還可以利用物聯網監測的故障信息輔助參考，同時根據歷年檢驗報告，重點檢查以往隱患問題，提高檢查檢驗的針對性。

（3）物聯網監測下的直接輸入數據可以經過傳輸系統，遠程或本地傳輸至分析平臺，完成自動分析診斷，在人工智能手段的引入下對于故障和隱患的發現具有更大優勢，甚至可能預測設備未來發展趨勢，傳統檢驗檢測將更具智能化。

（4）未來仍要充分利用物聯網技術優勢，更加詳細地收集起重設備故障數據和運行數據，初步建立起大型起重機故障數據庫系統，使分析數據源更加科學全面、準確，提升數據質量。

（5）物聯網安全監控管理系統在起重設備中的應用，安全技術規范和標準中已有要求，對于傳統檢驗項目，如何結合物聯網技術和起重機檢測技術，總結故障經驗，明確起重機風險點，開發以物聯網技術為核心的更加科學合理的起重機檢測方法，是未來可探索的方向。

（6）不僅僅是起重機定期檢驗，在起重機安全評估過程中，也有物聯網技術的良好應用場景。應加強起重機隱患風險數據的收集，并利用大數據分析手段，進行科學的統計和分析，制定更加合理的安全評估流程，確保其安全性、可靠性和穩定性，也確保起重機的檢驗、試驗和評估結果的合理科學。