Фото: Ограничитель грузоподъемности ОГШ

Промышленную безопасность грузоподъемного оборудования часто воспринимают как статью расходов – необходимую, но требующую затрат, не приносящих прямой прибыли предприятию. Ключевые проблемы существующего подхода заключаются в разрыве между организационными мероприятиями и техническими средствами обеспечения безопасности, труднодоступности информации приборов для инженерного персонала.

С.Д. Иванов, к.т.н., кафедра «Подъемно-транспортные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана

А.Н. Назаров, к.т.н., кафедра «Подъемно-транспортные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана

В статье представлен подход, при котором система безопасности на основе анализа показателей работы крана в реальном времени выводит процесс эксплуатации грузоподъемного оборудования на новый уровень безопасности, параллельно оптимизируя затраты на обслуживание и обоснованно увеличивая срок службы.

Прибор безопасности как интеллектуальный помощник

Современная промышленная безопасность представляет собой совокупность организационных мероприятий и технических средств. Система производственного контроля в основном ориентирована на оргмероприятия (инструкции, регламенты безопасности и т.д.).

Но приборы безопасности работают изолированно, их потенциал используется слабо: данные о реальном характере работы крана редко доходят до инженерно-технического персонала, ответственного за поддержание грузоподъемного оборудования в работоспособном состоянии. Решения принимаются на основе унифицированных инструкций, не учитывающих фактическую интенсивность и условия эксплуатации конкретной машины. Это приводит к неэффективному планированию ремонтов, необоснованным простоям и повышенным эксплуатационным расходам.

Несмотря на возможность реализации сигнальной, информационной и защитной функции безопасности, в условиях оснащения кранов техническими средствами безопасности на этапе эксплуатации, а не проектирования акцент делается на защитной функции. При этом приборы срабатывают только в предаварийных ситуациях, лишь подстраховывая оператора.

Потенциал к одновременному повышению безопасности и эффективности работы грузоподъемного оборудования видим в наращивании связи между организационным и техническим компонентом. При таком интегрированном подходе технические средства становятся интеллектуальными помощниками, задачей которых является непрерывный анализ рабочей обстановки, прогнозирование рисков и мягкая корректировка действий оператора, исключающая саму возможность выхода за допустимые режимы работы.

Необходимым условием функционирования приборов безопасности, разрабатываемых в рамках описываемого подхода, является сбор и обработка в реальном времени актуальной, объективной, достоверной и достаточной информации о значении основных эксплуатационных параметров.

Перспективные разработки

Теоретические принципы предлагаемого подхода уже нашли воплощение в практико-ориентированных методиках и перспективных приборах бе-зопасности, разработанных на кафедре «Подъемно-транспортные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана и реализованных специализированными организациями.

Ограничитель грузоподъемности. Разработан и адаптирован для кранов с частотной и релейно-контакторной системой управления алгоритм с промежуточными порогами, версии которого реализуются в приборах линейки ОГШ (ООО «ИТЦ «КРОС»).

Отличие предложенного алгоритма заключается в том, что он не просто отключает привод при превышении допустимой нагрузки, а прогнозирует ее развитие методом динамического моделирования и корректирует команды управления на наиболее ответственных участках рабочего цикла.

Разработаны методики, позволяющие автоматизировано настроить прибор с учетом особенностей каждого конкретного крана путем тестовых подъемов контрольных грузов и анализа динамических процессов средствами входящих в комплектацию датчиков и обрабатывающего оборудования.

Кроме надежной защиты от отрыва грузов запрещенной массы (более 125% от номинала), экспериментально показано значительное снижение динамических нагрузок, что увеличивает ресурс металлоконструкции, механизма и привода подъема.

Крановый анемометр с функцией прогнозирования. На открытых площадках портов ветер – один из основных опасных факторов. В условиях непрерывно меняющейся ветровой обстановки использование существующих крановых анемометров характеризуется существенным недостатком – если крановщик получает информацию о текущей скорости ветра, у него не остается времени на завершение уже начатого цикла и активацию противоугонных устройств.

Разработанный и реализованный в приборе АЦ-5 (ООО «ИТЦ «КРОС») алгоритм прогнозирования скорости ветра позволяет на основе сбора и статистической обработки информации о текущей ветровой обстановке получать прогноз о ее развитии на 10 минут. Таким образом, крановщик имеет возможность принять своевременное решение о переводе крана в нерабочее состояние еще до реализации опасного фактора.

Рис. 1. Крановый анемометр АЦ-5

Регистратор параметров. Регистратор параметров работы крана, используемый только при проведении экспертизы промышленной безопасности или расследовании аварий, является самым недооцененным прибором безопасности. Считка данных фактически один раз в год без оценки их достоверности не позволяет раскрыть потенциал прибора.

В рамках описываемого подхода регистратор параметров становится ключевым инструментом управления жизненным циклом крана, в реальном времени предоставляющим инженерному персоналу, поддерживающему кран в работоспособном состоянии, информацию о фактической интенсивности работы и исчерпании ресурса крана в целом и каждого его механизма.

Разработана методика, позволяющая на основе актуальной информации о наработке крана перейти от календарного планирования мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) к скользящему – продолжительность межсервисного интервала определяется интенсивностью работы крана на этом промежутке эксплуатации. Такая динамическая корректировка сроков ТОиР позволяет повысить качество обслуживания (проводится только при необходимости; дефекты локализируются) и снизить затраты от избыточного обслуживания и простоев, связанных с внеплановыми ремонтами.

Преимущества внедрения

Приборы, реализующие разработанные в рамках описанного подхода алгоритмы, демонстрируют эксплуатационные характеристики, сходные с аналогами ведущих западных разработчиков систем безопасности и превосходящие китайские образцы, в последнее время активно заполняющие отечественный рынок технических средств обеспечения безопасности.

Полностью потенциал описанного подхода будет раскрыт при выведении информации, сейчас изолированной внутри отдельных приборов одного крана, на уровень площадки, терминала, компании. Адаптация информации приборов безопасности для каждого потребителя согласно должностным инструкциям, отражающим место сотрудника в процессе эксплуатации, и интеграция с системами управления производственными процессами позволят повысить безопасность и эффективность работы оборудования и снизить себестоимость подъемно-транспортных операций.

Морские порты №10 (2025)