摘要：在某在用桥式起重机电气控制系统基础上，采用嵌入式技术对其进行信息化改造。该系统采用３２位微控制器，基于ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ６０嵌入式操作系统和ＳＱＬｉｔｅ３嵌入式数据库，实现了作业信息和故障信息的实时记录和历史追溯，满足了国标规定的安全监控要求。通过面向对象的分析、开发技术，将安全监控信号源进行了封装和结构化，提高了软件的复用程度，多线程技术的运用，提高了程序运行的效率。实践表明，该嵌入式系统可以替代工业控制计算机，性价比突出。

０ 引言

起重机械是八大类特种设备之一。起重机械的产品质量和安全生产不仅关系到生产效率和人民的生命安全，也关系到国家经济运行安全和社会稳定，是公共安全的重要组成部分。以上海为例，“十一五”期间，中小起重机械事故多发，全市共发生近４３起起重机械事故，造成３９人死亡、１４人受伤；起重机械事故占全市特种设备事故的３１％，位居全国第二；在用起重机械定检的合格率只有８９４％；起重机械安全性能监督检验合格率只有８０％。统计分析表明：起重机械事故中，设备的无证使用占了事故总数的３２％；无证人员作业导致事故发生占了２３％；因使用、管理不善导致的事故占事故总数的５６％；与维修有关的事故占事故总数的３３％。起重机械安全监管技术列入了《国家中长期科技发展规划纲要》第５８项重大生产事故预警与救援优先主题。国家质检总局和国家标准化管理委员会也联合发布ＧＢ／Ｔ２８２６４—２０１２《起重机械安全监控管理系统》。因此，应用现代信息管理技术，以生产单位和使用单位为主体，规范、加强起重机械的使用和维保，提高起重机械本质安全性能，防范事故，保障安全，具有重要的经济意义和社会意义。在１台在用３２ｔ／１０ｔ×２２５ｍ、Ａ５工作制通用起重机的继电器控制基础上，采用嵌入式技术，对该起重机进行信息化改造，使之初步满足了国标要求的安全监控管理要求，采集的相关信息可以进一步作为起重机维保和性能评估的依据。

１ 桥式起重机安全监控系统要求

１１ 安全监控系统要求

起重机安全监控系统的信息采集源应依据ＧＢ／Ｔ２８２６４—２０１２表 １的要求，结合具体情况确定信号源进行安全监控。对桥式起重机应采集的信息源包括：起重量限制器、起升高度限位器／下降深度限位器、运行行程限位器、联锁保护安全装置、同一或不同一轨道运行机构防碰撞装置、超速保护装置、起升机构制动器 （宜采集）。起重机安全监控系统应对起重机械运行状态及故障信息进行实时记录和历史追溯功能。

１２ 电气控制方式

通用桥式起重机通常采用继电器、接触器方式控制。驾驶室控制电器采用联动台对起重机进行操作，控制器的布置方式为：右手用一个主令控制主钩和副钩，右手主令前－后动作时控制主钩下－上运行，３～５个挡位，右手主令左－右动作时控制副钩上－下运行，３～５个挡位；左手一个主令控制大车和小车运行，左手主令前－后动作时控制小车前－后运行，５个挡位，左手主令左－右动作时控制大车左 －右运行，５个挡位；联动台上设有钥匙开关、启动和紧停按钮、主电源和控制电源指示灯；驾驶室内设有总空气断路器、３６Ｖ低压风扇、维修插座、照明开关等。

通用起重机通常有较为完备的安全保护措施。例如，安装有起重量限制器进行超载保护，其他的安全保护措施还包括起升上下限位、运行机构行程限位、联锁安全保护等。由于采用继电器控制回路实现，无法进行故障信息的实时记录和历史追溯。

１３ 安全监控采集信息源

该桥式起重机安装有起重量限制器，采用ＭｏｄＢｕｓＲＴＵ协议，通过ＲＳ４８５总线和起重机安全监控系统连接。起重量限制器以０５ｓ间隔发送载荷信息，通信协议中包含有循环冗余校验码（ＣＲＣ１６）以保证数据传输的正确性。

起重机中的限位、安全联锁等信号为开关量信号。开关量信号又分为无源开关和有源开关，无源开关俗称干接点，如起升高度限位器／下降深度限位器、大小车行程限位器、联锁保护安全装置、防碰撞装置等。可通过图１所示接口电路接入系统，该接口电路具有限流、滤波、钳位、光电隔离功能，工作可靠，抗干扰能力强；有源开关接点之间有极性，具有有电和无电２种状态。在起重机的控制回路中，少量用于强电控制回路（～３８０Ｖ）继电器没有多余的触点，为了采集这些继电器状态，采用了交流开关隔离变送器，将交流３８０Ｖ信号转换成ＴＴＬ电平后接入系统。交流开关隔离变送器采用ＤＣ２４Ｖ供电，输入／输出隔离，隔离电压２５００ＶＡＣ／ｍｉｎ，使起重机的控制回路和嵌入式系统隔离，提高了系统的抗干扰能力。