一、總體構思和模塊劃分

起重機安全監控系統主要由兩個子系統組成，分別是數據信息系統、視頻信息系統，其硬件設備安裝位置。如圖 1 所示。

圖 1  起重機械信息采集源

數據信息系統將起重機運行時的數據信息實時地采集進來，并且對其進行處理和存儲，然后控制起重機的運行，此外，系統還將故障信號和危險信號反映出來，提醒操作人員和維修管理員。該系統包括信息采集單元( 限位、重量傳感器、編碼器等) ，信息處理單元( PLC) ，信息存儲單元和控制輸出單元( CMS) 。視頻信息系統采集起重機行走區域和吊點的圖像畫面，并顯示在司機室內的顯示器上，供司機查看，同時存儲 72 h。

二、 信息采集單元

信息采集單元用于讀取信息源數據。它由機械限位、感應限位、紅外線光電限位、超速開關、重量傳感器、測速編碼器、絕對值編碼器、PLC 的輸入模塊等組成，信息采集模塊示意圖如圖 2 所示，它們將采集的信號送至信息處理單元。

PLC 模塊用于接收操作站和機上各個傳感器的信號，并進行相應地運算和處理，然后輸出控制指令，控制相關機構的運行。其具有開機自診斷功能，當檢測到模塊故障或通訊問題時，紅色的 Error 指示燈會亮起。

三、信息 理單元

信息處理單元將采集到的數據進行計算和處理，同時根據起重機工況的要求，執行邏輯控制。它由可編程序控制器和工控機組成。PLC 的 I /O 及模擬量模塊將造船門式起重機上安裝的各種限位、編碼器、重量傳感器、風速儀等信號實時地采集進來，然后通過 PLC的 CPU 對信號進行處理，控制相關機構運行，并作出邏輯處理和故障報警等判斷。對于極限限位和超速開關這類信號，則采取同時進入硬件控制回路和 PLC 模塊，這樣可以起到雙保險的作用; 而對于有些不會造成損失的信號則直接進 PLC 模塊。并且極限限位等一類故障中，起重機安全監控系統設計時通常使用的常態為常閉觸點，這樣，只要信號丟失，就認為極限動作，或者線路有問題，提高了安全性。工控機用于實時讀取 PLC 程序內相應的信息，并且通過監控軟件將造船門式起重機的各種監控信息實時顯示在電腦上，是信息處理單元和CMS 單元的連接紐帶。該軟件還提供了接口，可以將數據導出成 Excel 通用形式。