起重机安全监控CMS报警阈值怎么设?TSG 51三级报警与联锁停机要求

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起重机CMS报警按三级设定:按TSG 51-2023要求,CMS属电气控制系统一部分且须联锁停机。起重量阈值按额定值分档——32t机型设28.8t提示、32t报警、35.2t联锁,高度留0.5m提示余量,风速按工作与非工作限值分级。数据存储≥30个连续工作日,年审查记录连续性与联锁有效性。

安全监控管理系统(CMS)是起重机的“黑匣子”,但它不是装上就合规——阈值设错等于没装。按TSG 51-2023第2.6.1条,安全监控管理系统是起重机械电气控制系统的一部分,非独立产品;同时该规程第7.2条明确要求:规程发布之前已出厂在用的大于10t的冶金桥式起重机,在定期检验前必须加装安全监控管理系统。本文梳理谁必须装、监控哪些参数、三级报警如何设定,并给出阈值换算实例与年审常见不合格项。

哪些起重机必须装CMS?先看目录再谈参数

安装范围不是企业自定,而是按TSG 51-2023附录a《安装安全监控管理系统的大型起重机械目录》确定。最容易被忽略的是存量设备:规程对已出厂在用的大于10t的冶金桥式起重机留有过渡期要求——在定期检验前必须加装,未加装将直接影响检验结论。

CMS在法规上被定性为电气控制系统的一部分,而非可以外挂的独立产品。这一点决定了两个实操后果:一是系统的报警输出应当联锁到起重机控制回路,而不是只做屏幕提示;二是验收时按电气系统的检验要求一并核查,不接受“数据能显示但不停机”的配置。

起重机CMS三级报警阈值设定示意图
图1 起重机CMS三级报警阈值设定示意(依据TSG 51-2023与GB/T 28264-2017)

CMS监控哪些参数?六类缺一不可

按GB/T 28264-2017,大型起重机械的CMS应监测运行状态与安全参数,实际配置中分为六类:

  • 载荷类:起重量、起重力矩,是报警逻辑的核心输入
  • 位置类:起升高度、下降深度、大车行程、小车行程、回转角度、变幅幅度
  • 速度类:起升速度与运行速度,用于超速判断
  • 环境类:风速(露天作业必备),直接决定是否允许继续作业
  • 状态类:各机构运行方向与状态、制动器开闭状态、抗风防滑装置状态
  • 安全装置类:门限位、行程限位、联锁报警、电缆卷筒张力状态

六类参数中,只有载荷类与位置类需要设定分级报警阈值;环境类通常只设单一动作限值,例如风速超过工作风速限值即报警并停止作业;状态类属于逻辑联锁,不设数值阈值。把不需要分级的参数也硬套三级报警,是现场把系统设得复杂却没用起来的主要原因。

三级报警怎么设?从一次触发到联锁停机

工程上把CMS报警分为三级响应,逐级加强:

  • 一级提示(预警):接近限值时提示司机注意,不限制动作。常用于起重量接近额定值、起升高度接近上限的场合
  • 二级报警:达到限值时声光报警并记录事件,要求司机立即纠正操作
  • 三级联锁停机:超过限值时切断相应机构的危险方向动力,只允许向安全方向动作

阈值取值的通行做法是围绕额定值分档设定。以32t桥式起重机为例,若按额定值的90%、100%、110%分档:预警点28.8t、报警点32t、联锁点35.2t。低于90%就报警会让司机对报警麻木,高于110%才联锁则失去保护意义——GB 12602-2020对超载保护装置另有具体规定,实际设定应以该标准与设备设计文件为准。风速限值同样分级:达到工作风速限值报警提示收工,达到非工作风速限值则必须联锁停止运行并落锚。

参数 一级提示 二级报警 三级联锁
起重量(32t机型) 28.8t(90%) 32t(100%) 35.2t(110%)
起升高度 距上限0.5m 到达上限 越限切断上升
风速(露天) 达工作限值 持续超限 达非工作限值停机

设定值怎么算?三个步骤落地

第一步确认基准值:从设备铭牌与设计文件取额定起重量、额定起升高度、工作与非工作风速限值,不能用实测值反推基准。第二步按响应级别乘以系数得到阈值——起重量按额定值的百分比分档,高度按绝对余量分档(上限前留0.5m提示余量),风速直接采用设计规定值。第三步把阈值写进CMS配置并做联锁测试,确认报警输出确实切断了危险方向动力,而非仅记录事件。

案例:某钢厂QD32t×22.5m冶金桥式起重机(A7级,日均吊运280次),2025年按TSG 51-2023第7.2条要求为存量设备加装CMS。配置时以32t为基准,起重量设28.8t提示、32t报警、35.2t联锁,起升高度上限前0.5m设提示,风速按工作限值20m/s提示、非工作限值联锁。加装后运行一年,系统记录超载报警11次、风速提示停机4次,全部为真实工况,未出现误报警。

现场四种常见错误做法

错误做法 为什么错 正确做法
报警只响不停机 超限后仍可继续向危险方向动作,保护形同虚设 三级报警须联锁切断危险方向动力
阈值设得过高 接近额定值时不提示,失去预警意义 留出90%档提示余量
报警频繁被屏蔽 司机嫌吵长期屏蔽,等于拆除保护 优化阈值消除误报,禁止屏蔽
加装后不校传感器 载荷传感器漂移会使阈值整体偏移 安装后标定并按周期复校

验收与年审要看什么

验收时不只看参数能否显示,要逐项核查三件事:报警输出是否联锁到控制回路、数据记录是否完整可追溯、传感器是否经标定。数据存储方面,CMS应能按TSG 51-2023的检验要求提供历史记录,常规配置的数据存储时间不少于30个连续工作日,足以支撑事故回溯与年审抽查。

年审常见不合格项集中在三处:一是报警记录缺失或时间断层,说明系统曾被断电或人为清除;二是联锁功能失效,报警响但机构仍可向危险方向动作;三是传感器超期未标定,导致显示值与实际不符。这三项都会直接影响检验结论,日常点检时应作为固定检查内容。

适用范围需注意两点:起重量分级报警适用于额定起重量固定的桥式与门式起重机;对起重量随幅度变化的机型(门座式、流动式),应以起重力矩而非起重量作为报警基准,直接套用起重量阈值会导致小幅度工况下保护失效。此外,已装CMS但未联锁的存量设备,改造时需同步调整电气回路,仅在系统侧增设报警点并不满足要求。

配置CMS时若涉及电气回路改造,需同步核查起重机安全监控管理系统的配置要求,改造后的接地与绝缘按起重机电气系统的接地与绝缘要求复核,限位与联锁装置的动作值则参见起升高度限位器怎么校验。

常见问题解答

问:起重机安全监控CMS报警阈值怎么设定分级?
答:按三级响应围绕额定值分档:一级提示(起重量约90%额定值)、二级报警(100%)、三级联锁停机(约110%)。以32t机型为例即28.8t、32t、35.2t,具体以GB 12602-2020与设备设计文件为准。

问:哪些起重机必须加装安全监控管理系统?
答:按TSG 51-2023附录a的目录确定。存量设备中,规程发布前已出厂在用的大于10t冶金桥式起重机,须在定期检验前加装,否则影响检验结论。

问:CMS的数据要保存多久?
答:常规配置不少于30个连续工作日,且断电后数据不应丢失。年审会核查记录的连续性,出现时间断层需说明原因,人工清除记录属不合格项。

问:CMS与超载保护装置有什么区别?
答:超载保护装置只管起重量,达到设定值即切断上升动力;CMS监控起重量、高度、行程、风速等多类参数并记录运行数据。按TSG 51-2023,CMS是电气控制系统的一部分,需与保护装置配合,不能相互替代。河南鸿升起重机有限公司可提供存量设备CMS加装与阈值设定的技术支持。

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