工程施工安全质量物联网管理应用平台

工程施工安全质量物联网管理应用平台系统功能要求1. 塔机前置系统1.1 风速报警起重臂根部铰点高度大于50m的塔机，应该配备风速仪，风速仪应该设在塔机顶部的不挡风处。塔机运行时，当风速超过4级（大于7.9m/s）时，有声光预警，当风速超过6级（大于13.8m/s）时，有停止作业的报警。其中风速传感器性能参数要求：a) 起动风速 ：小于0.4m/s；b) 测量范围 ：0.130m/s；c) 分辨率 ：0.1m/s； d) 测量精度 ：±（0.4+2%×实际风速）；e) 采样时间 ：小于1秒（自动循环采样）。1.2 超载报警a) 塔机应该有载荷测量传感器，对于塔机的超载行为，必须有断电装置。b) 在塔机达到额定起重力矩和/或额定起重量的90%以上时，装置应该能向司机发出断续的声光预警。c) 在塔机达到额定起重力矩和/或额定起重量的100%以上时，装置应该能向司机发出连续清晰的声光报警，且只有在降低到额定工作能力的100%以内时报警才能停止。d) 力矩测量值误差不应大于实际值的±5%。1.3 限位报警a) 对于动臂变幅的塔机，应设置幅度限位报警装置，在臂架达到相应的极限位前，能够发出报警。b) 对小车变幅的塔机应设置小车行程限位报警。c) 对动臂塔机，当吊钩装置顶升部升至起重臂下端的最小距离2000mm处时，应能提供吊钩限位报警。d) 对小车变幅的塔机，吊钩装置顶部升至小车架下端的最小距离为2000mm时，能够提供吊钩限位报警。1.4 区域防碰撞a) 当塔机靠近建筑物、高压线或塔机相互靠近发出报警时，能够停止向危险方向运动。1.5 控制功能a) 当起重量大于相应档位的额定值并小于该额定值的110%时，应该切断上升方向的电源，但机构可以作向下方向的运动。b) 当起重力矩大于相应工况下的额定值并小于该额定值的110%时，应切断上升和幅度增大方向的电源，但机构可以作下降和减小幅度方向的运动。c) 对小车变幅的塔机，其最大变幅速度超过40m/min，在小车向外运行，且起重力矩达到额定值的80%时，变幅速度应自动转换为不大于40m/min的速度运行。1.6 实时数据显示装置应以图形和/或字符方式向司机显示当前主要工作参数和额定能力参数。主要工作参数至少包含当前工作幅度、起重量、风速（安装风速仪的塔机）和起重力矩；额定能力参数至少包含幅度及应对的额定起重量和额定起重力矩。1.7 历史数据记录监控系统至少应该保存16000个塔机工作循环的数据，在一个工作循环中必须保存起吊状态主要工作参数、放下吊钩主要工作参数和在该过程中的报警状态时的主要工作参数（采样频率至少2次/秒），可以根据保存的数据回溯塔机原来的工作状态。2. 前置子系统输入输出数据接口规范为了对杭州市所有塔机设备进行统一管理，所有塔机与监管平台通信的格式必须满足附录1杭州市建设工程施工安全质量物联网管理应用平台塔机接口要求。主要支持：a) 所有塔机设备需要支持注册功能，统一注册到数字化监管平台；b) 支持塔机状态查询功能，用户订阅状态时，塔机设备端周期性上报如下实时数据：当前幅度、起重量、风速、起重力矩和报警状态；c) 支持报警数据上报功能，一旦塔机发成报警，上报报警数据、塔机当前状态；d) 支持NTP校时功能；e) 支持塔机与监管平台的网络链路维持，确保塔机数据的实时上传。3. 支撑前置系统的硬件电气特性系统前置系统设备的电气环境特性，必须通过特种设备检测机构要求。在保证监控系统通信抗干扰，数据传输准确可靠方面，本规范作出如下要求。3.1 元件标识装置外露的可操作元件（开关，旋钮等），应该有清晰、持久的外部标识，标识应说明其功能，文字标识应有中文。3.2 电源开关使用电源供电的装置，在装置上不得装设可切断装置供电电源的开关。3.3 环境指标装置应在下列环境条件下正常工作：）温度：060；）相对湿度：5（不结露）；）海拔：不大于；）工作方式：连续。3.4 耐振动冲击性装置应能承受起重机工作所引起的振动和冲击，并应能通过表和表规定的振动和冲击试验。试验后，零部件不得松动、脱落、破损，导线不得断开。表 1振动频率/Hz加速度g振动时间/h上下左右前后304422表 2冲击加速度g冲击时间/ms冲击次数上下左右前后30<183333.5 防护等级装置的防护等级应符合以下规定：）室内部分不应低于IP44；）室外部分不应低于IP65；）传感器不应低于IP65。3.6 电压波动能力使用电源的装置，在以下电压波动范围内应正常工作：）交流电源供电，0.9倍1.1倍额定电压；）电池供电，0.9倍1.35倍额定电压；）换能装置供电，0.9倍1.1倍额定电压。3.7 绝缘电阻与工频耐受电压使用交流电源的装置，绝缘电阻不应低于。使用交流电源的装置，应能通过表规定的工频耐受电压试验。在试验期间装置应无击穿和闪络现象。表额定电压 U试验电压( V )U60100060<U3002000300<U6902500690<U8003000800<U100035003.8 抗干扰性使用交流电源的装置应具有抗干扰措施，并应能通过表和表规定的浪涌抗扰度试验。表4开路试验电压线对线1000线对地2000表5规定波前时间半波峰时间开路试验电压1.250短路电流8204. 试验要求出于满足系统功能和技术要求，保证设备的稳定可靠运行的需要，凡新设计及有重大改进的系统应具有试用报告，且需要出具针对性能、环境、可靠性以及工业等方面的试验报告。可靠性试验（工业指数）环境方面a) 振动试验b) 冲击试验c) 温湿度试验d) 防护等级试验电子电气方面a) 电压波动试验b) 抗干扰试验c) 绝缘电阻试验d) 工频耐受电压试验工业试验工业试验应选择具有相应作业条件的使用单位进行；工业试验应记录样机实际运转时间总作业时数不少于500小时；工业试验应进行详细记录（包括作业条件工作循环次数作业时间载荷重量等）；试验后应编制工业试验报告及使用单位的评价意见；为了贯彻落实关于进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作的实施意见”的精神，有序推进建设工程塔式起重机安全监控管理系统纳入全市安全质量物联网管理应用平台，确保塔式起重机安全监控管理系统稳定可靠运行。根据物联网管理应用平台研发机构的意见，在系统实施初期，宜选择34家塔式起重机安全监控管理系统生产企业，进行系统试运行，试运行期6个月。针对工程施工安全质量物联网管理应用平台塔式起重机安全监控管理系统接口要求，作以下接口技术规定。上传数据内容说明1）实时工作数据主要数据内容包括：风速、载重、回转、幅度、高度、力矩、报警状态、传感器状态，上报时间。注：设备开机后，首先与远程服务器建立连接，并进行注册流程；注册结束后，开始发生保存在设备端的历史记录，发送历史记录并收到服务器确认回复后，删除历史记录；发送历史记录的同时，不影响实时数据上报。2）塔机基本参数以下两种情况需要上报塔机基本参数数据：塔机注册时上报；传感器配置。3）塔机静态参数在塔机注册时上报该数据内容；主要数据内容包括但不限于：塔机类型、XY坐标、塔身高、塔顶高、前吊点等。4）工作循环记录信息塔机在每个工作循环结束时上报工作循环数据；5）塔机控制器运行记录设备每次开机超过10分钟，生成该次运行时间记录，每分钟更新一次运行时间；每十分钟向服务器发送一次本次开机、运行时间记录。主要包括内容：开机时间、运行时间。6）塔机GPS数据7）塔机时钟同步支持NTP时钟校准协议。1. 控制器与服务器通信命令格式说明1.1 控制器与服务器通讯协议约定塔机控制器与服务器之间使用基于IP协议的数据网络，在传输层使用TCP协议；服务器建立TCP监听，塔机控制器不启动TCP监听，塔机发起对服务器TCP连接，TCP建立后保持常连接状态不主动断开，塔机控制器定时向服务器发送心跳数据包并监测连接状态，一旦连接断开则重新建立连接。1.2 控制器与服务器通信帧结构设计控制器与服务器通信帧结构如表1.1所示。表1.1 控制器与服务器通信帧结构 帧头：2byte 帧长度：1byte 帧流水号：2byte协议版本：2byte命令：1byte数据载荷：n byte 校验和：1byte 帧尾：2byte0x5A550x000xFF0x00000xFFFF0x00000xFFFF0x00-0xFF0x000xFF0x6A69如表1.1所示，控制器与服务器之间通信帧结构包括帧头子域、帧长度子域、帧流水号子域、协议版本子域、命令子域、数据载荷子域、校验和子域以及帧尾子域。其中，帧头为固定的2个字节（0x5A55）；帧长度子域1个字节，其值为除帧头、帧尾外实际数据帧长度，包括帧长度子域本身的长度；帧流水号子域2个字节，约定在1分钟内，该帧流水号在系统里面是唯一的，以便区分不同帧；协议版本子域2个字节，表示命令的协议版本；命令子域1个字节，其值定义如表1.2所示；数据载荷子域的字节数n是根据不同的数据帧结构变化的，详见具体帧结构；校验和：从帧头0x5A55开始累加到校验和子域之前，包括帧头字节；帧尾为固定的2个字节（0x6A69）。说明：协议版本号用两个字节表示，采用BCD编码，高字节表示整数位，低字节表示小数位，第一版命名为：1.00。表示方法为：低字节： ：0x00高字节： ：0x01命令子域值定义如表1.2所示。表1.2 命令子域值命令值描述是否必须0x01控制器向服务器注册请求必须0x02控制器向服务器注册ACK0x05上报塔机基本参数必须0x06上报塔机基本参数ACK0x07上报塔机塔机静态参数必须0x08上报塔机静态参数ACK0x09上报塔机禁行区参数可选0x0A上报塔机禁行区参数ACK0x0B控制器向服务器注销请求可选0x0C控制器向服务器注销ACK0x0D控制器向服务器发送心跳必须0x0E控制器向服务器发送心跳ACK0x10控制器上报实时数据必须0x11控制器上报实时数据ACK0x15塔机校时请求必须0x16塔机校时ACK0x17实时数据发送周期设置可选0x18实时数据发送周期设置ACK0x19控制器运行时间记录必须0x1A控制器运行时间记录ACK0x1B工作循环信息数据必须0x1C工作循环信息数据ACK0x1D上报力矩曲线参数可选0x1E上报力矩曲线参数ACK0x20读取塔机基本参数可选0x21读取塔机基本参数ACK0x22读取塔机静态参数可选0x23读取塔机静态参数ACK0x24读取塔机禁行区参数可选0x25读取塔机禁行区参数ACK0x31读取塔机报警参数可选0x32读取塔机报警参数ACK0x33读取传感器实时数据可选0x34