特種設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控2_第1頁
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文檔簡介

1、1 概述1.1 現(xiàn)狀分析特種設(shè)備是涉及生命安全、 危險(xiǎn)性較大的設(shè)備 , 而且廣泛使用在城市、 農(nóng)村 , 工廠、機(jī)關(guān)、家庭 , 一旦發(fā)生事故 , 往往會(huì)因?yàn)楸?、燃燒和有毒介質(zhì)泄漏 , 或者因?yàn)榧羟小嬄洹⒂|電、失穩(wěn)、失效和倒塌等造成人員傷亡。目前,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局認(rèn)定的特種設(shè)備主要有鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施、場 ( 廠) 內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備等。特種設(shè)備與人身、財(cái)產(chǎn)安全、健康和環(huán)保等問題密切相關(guān), 因此世界各國政府對特種設(shè)備的管理工作都高度重視,并運(yùn)用法律手段、 行政手段、經(jīng)濟(jì)手段等各種強(qiáng)制措施予以管理。特種設(shè)備安全監(jiān)察指負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理的政府

2、機(jī)關(guān)為了實(shí)現(xiàn)安全的目的而從事的決策、組織、管理、控制和監(jiān)督檢查等活動(dòng)的總和。我國主要通過國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局及其下屬各質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門對鍋爐壓力容器等特種設(shè)備從設(shè)計(jì)、 制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理、改造 7 個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)察管理。發(fā)達(dá)國家如美國的NBBI 、加拿大的 TSSA、德國的 TUV等機(jī)構(gòu)都已經(jīng)利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息處理技術(shù)建立了先進(jìn)的信息管理系統(tǒng) , 實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理 , 規(guī)范數(shù)據(jù)、資源共享等 , 大大提高了工作效率。我國近年來在推進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)察平臺(tái)、報(bào)檢平臺(tái)及開發(fā)各種管理軟件上做了大量工作 , 但基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺失或基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不規(guī)范、滯后取得或間接取得等使得特種設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)管目標(biāo)難以

3、實(shí)現(xiàn)。近年來 , 我國特種設(shè)備監(jiān)管加強(qiáng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系、動(dòng)態(tài)監(jiān)管體系、安全評價(jià)體系建設(shè) , 堅(jiān)持從源頭抓安全質(zhì)量、從薄弱環(huán)節(jié)抓專項(xiàng)整治。我國所有的特種設(shè)備都是從設(shè)計(jì)、型式試驗(yàn)、生產(chǎn)、制造、安裝、監(jiān)督檢驗(yàn)(驗(yàn)收檢驗(yàn)) 、定期檢驗(yàn)所有環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。其中型式試驗(yàn)、監(jiān)督檢驗(yàn)(驗(yàn)收檢驗(yàn)) 、定期檢驗(yàn)是所有監(jiān)督檢驗(yàn)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。國內(nèi)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是政府行為,是受政府(監(jiān)察機(jī)構(gòu))委托的檢驗(yàn)行為,機(jī)構(gòu)唯一,檢驗(yàn)具有強(qiáng)制力,而國外,檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)多樣化,有專門的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、保險(xiǎn)公司、咨詢公司、電梯公司、使用單位,甚至機(jī)電類還有獨(dú)立的有資質(zhì)的個(gè)人。國外特種設(shè)備安全管理的一個(gè)重要特點(diǎn)是利用權(quán)威的民間機(jī)構(gòu) (團(tuán)體)統(tǒng)一全國的單位資格

4、和人員資格, 統(tǒng)一全國的設(shè)計(jì)、 制造和檢查標(biāo)準(zhǔn)。 整個(gè)特種設(shè)備安全管理體系充分發(fā)揮民間機(jī)構(gòu)在統(tǒng)一資格、 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢和監(jiān)管機(jī)構(gòu)執(zhí)行法規(guī)的強(qiáng)制力優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。而國內(nèi)監(jiān)督、檢驗(yàn)、標(biāo)志指定等,全部都是由政府機(jī)構(gòu)主導(dǎo)。起重機(jī)械是特種設(shè)備中改善物料搬運(yùn)條件,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、機(jī)械化,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率不可缺少的物流運(yùn)輸設(shè)備。由于工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,促使大型或高速起重機(jī)械的需求量不斷增長, 工作速度越來越高, 并對能耗和可靠性提出了更高的要求 , 大多數(shù)起重機(jī)械, 需要在較大的空間范圍內(nèi)運(yùn)行,一旦造成事故,影響的范圍也較大。 鑒于起重機(jī)械具有較大危險(xiǎn)性和在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生活中的特殊作用,其安全問題得到我

5、國政府的高度重視, 并通過立法、 采取行政手段等強(qiáng)制性措施予以專門的監(jiān)督管理, 建立了起重機(jī)械安全監(jiān)察制度。 加強(qiáng)起重機(jī)械設(shè)備管理,提高設(shè)備的利用率與完好率,強(qiáng)化設(shè)備的使用、維修、保養(yǎng)及檢測工作是迫在眉睫的事。1.2 存在問題目前,全國范圍內(nèi)各特檢院的檢測手段相對落后, 雖然采用了一些先進(jìn)的檢測儀器,但特種設(shè)備分布散且檢驗(yàn)全部是現(xiàn)場檢驗(yàn)不利于信息的同步。 雖然有些單位建立計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng), 但是檢驗(yàn)員仍舊要提前準(zhǔn)備好紙質(zhì)的原始記錄, 回到單位后再手動(dòng)錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 特種設(shè)備的檢驗(yàn)檢測信息存在信息傳遞慢, 加工時(shí)效差,共享度低的問題。對特種設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場檢驗(yàn),需要填寫大量原始記錄,檢驗(yàn)后再通過網(wǎng)絡(luò)

6、,出具和公布其檢驗(yàn)報(bào)告。由于檢驗(yàn)人員長期在外流動(dòng)工作,受到時(shí)間、空間、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)等條件限制,使檢驗(yàn)工作的信息查詢、實(shí)時(shí)反饋、快速出具檢驗(yàn)報(bào)告等十分的不便,因此影響監(jiān)管部門的監(jiān)管力度。我國特種設(shè)備的事故發(fā)生率相對于發(fā)達(dá)國家偏高, 總體上是工業(yè)發(fā)達(dá)國家的 4 至 6 倍,一些設(shè)備事故多發(fā)的勢頭仍未得以根本扭轉(zhuǎn)。事故系統(tǒng)通常涉及四個(gè)要素:人、設(shè)備、環(huán)境、管理。其中,人的不安全行為和機(jī)械的不安全狀態(tài)是事故的直接原因, 生產(chǎn)環(huán)境的不良, 將對人和機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生不良的作用,是構(gòu)成事故的重要因素,是產(chǎn)生事故的重要因素 ; 而管理上的欠缺是事故發(fā)生的間接因素,對人、設(shè)備、環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生作用。 不少使用單位對特種設(shè)備

7、的安全使用管理不到位,處于被動(dòng)管理狀態(tài)。設(shè)備過來期也不做檢查,造成安全隱患主要問題有: 特種設(shè)備數(shù)量大、 分布廣,實(shí)現(xiàn)對每臺(tái)特種設(shè)備監(jiān)管到位難度較大;重大事故時(shí)有發(fā)生,安全形勢依然嚴(yán)峻;監(jiān)管資源投入嚴(yán)重不足,基礎(chǔ)建設(shè)比較薄弱, 事故隱患大量存在; 監(jiān)管體制機(jī)制改革有待深化,工作體系有待完善,方式方法還欠科學(xué),檢驗(yàn)資源配置效率有待提高,監(jiān)管效能有待增強(qiáng)。1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容隨著我國信息化水平的不斷提高, 以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的跨越式發(fā)展路途已經(jīng)成為共識,在特種設(shè)備行業(yè)以及使用特種設(shè)備的場合也迫切需要采用信息化提高產(chǎn)業(yè)層次, 創(chuàng)造更高的附加價(jià)值。 但特種設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境相對惡略,一般工作與戶外高溫,

8、潮濕,粉塵,震動(dòng)沖擊等場合,如何才能實(shí)現(xiàn)對特種設(shè)備進(jìn)行行之有效的管理成為一個(gè)難題。本項(xiàng)目主要開發(fā)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。 該系統(tǒng)將涵蓋電梯,起重機(jī),廠車。綜合運(yùn)用 RFID 射頻信息編碼、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)控制、信息管理等技術(shù),建立起重機(jī)及吊車安全物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。特種設(shè)備現(xiàn)場檢驗(yàn)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備、操作員、維修員、檢驗(yàn)員、監(jiān)察員之間的信息互動(dòng)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工作記錄、現(xiàn)場出具檢驗(yàn)資料、查詢相關(guān)信息等既快速又準(zhǔn)確, 有效地實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的安全責(zé)任的相互監(jiān)督, 使特種設(shè)備安全運(yùn)行的責(zé)任可追溯, 同時(shí)又提高了檢驗(yàn)效率和檢驗(yàn)的質(zhì)量。 特種設(shè)備現(xiàn)場檢驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè), 將通過物聯(lián)網(wǎng)管理,

9、 對每臺(tái)特種設(shè)備的電子標(biāo)牌或智能傳感系統(tǒng),進(jìn)行便捷準(zhǔn)確的智能化終端采集, 將提升質(zhì)檢工作的信息化水平, 增強(qiáng)特種設(shè)備的監(jiān)管和服務(wù)能力。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo):特種設(shè)備在運(yùn)行的全過程跟蹤。信息清晰、追溯快捷。系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容:圍繞實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備、操作人員、維修人員、檢驗(yàn)人員、監(jiān)察人員信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)整合南京市特檢院現(xiàn)有信息資源,通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、整合、處理、存儲(chǔ)、建立“特種設(shè)備現(xiàn)場檢驗(yàn)管理系統(tǒng)”。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理 , 規(guī)范數(shù)據(jù)、資源共享等 , 大大提高工作效率。1.4 研究依據(jù)編制依據(jù):中華人民共和國安全生產(chǎn)法、特種設(shè)備安全監(jiān)察條例國務(wù)院關(guān)于特大安全事故行政責(zé)任追究的規(guī)定(國務(wù)院第302 號令)、國

10、務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作的決定、江蘇省安全生產(chǎn)條例、國家質(zhì)檢總局印發(fā)的特種設(shè)備特大事故應(yīng)急預(yù)案、特種設(shè)備安全發(fā)展戰(zhàn)略綱要、起重機(jī)械安全規(guī)程-GB60607.1-2010 、起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則、TSG-Q002-2008- 起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、起重機(jī)械監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程。2 需求分析今年來國家制造業(yè)在向著信息化、智能化、綠色化、全球化發(fā)展。國家對于特種設(shè)備有建立法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管、明確安全責(zé)任、應(yīng)急反應(yīng)、安全評價(jià)五方面的需求。 需求建立完善的安全監(jiān)察與節(jié)能監(jiān)管, 完善動(dòng)態(tài)監(jiān)管體系。 完善安全監(jiān)察組織網(wǎng)絡(luò)和信息化網(wǎng)絡(luò), 著力提升電子監(jiān)管水平, 逐步實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管體系對各個(gè)設(shè)備、各個(gè)環(huán)節(jié)、

11、各個(gè)地區(qū)的全覆蓋,對特種設(shè)備進(jìn)行全過程、有效、動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)督。構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)管理體系,應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)理論實(shí)施特種設(shè)備分類監(jiān)管,對系統(tǒng)性、廣泛性和重大事故風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施監(jiān)測預(yù)警, 對特種設(shè)備重大危險(xiǎn)源實(shí)施治理監(jiān)控, 對特種設(shè)備事故及時(shí)做出應(yīng)急反應(yīng)和妥善處理, 科學(xué)實(shí)施特種設(shè)備事故調(diào)差處理, 提高風(fēng)險(xiǎn)控制和事故預(yù)防能力和水平。 實(shí)現(xiàn)了對特種設(shè)備事故由事后處理向事前預(yù)警的轉(zhuǎn)變,建立安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控機(jī)制,對重大隱患實(shí)施治理監(jiān)控。2.1 信息需求2.1.1 人員信息( 1) 操作人員信息系統(tǒng)需采集操作人員的有效信息,包括操作人員的工號,姓名、操作資格、所屬部門、操作等級、有效期時(shí)間,違規(guī)記錄信息等信息。 (依據(jù)起重機(jī)械安全技術(shù)

12、監(jiān)察規(guī)程第二十條,特種設(shè)備安全監(jiān)察規(guī)定第二十一條)( 2) 維護(hù)人員信息系統(tǒng)需采集維護(hù)人員的有效信息,包括維護(hù)人員的工號、姓名、維修等級、所屬單位,所屬部門、有效時(shí)間、可維修設(shè)備等信息。(依據(jù)起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)定 第十三條 )。( 3)檢驗(yàn)人員信息系統(tǒng)需采集檢驗(yàn)人員的有效信息, 包括人員的工號、 姓名、等級、有效時(shí)間、所屬單位、所屬部門、可檢驗(yàn)設(shè)備等信息。( 4)監(jiān)察人員信息系統(tǒng)需采集監(jiān)察人員的有效信息, 包括人員的工號、 姓名、職位、有效時(shí)間、所屬單位、所屬部門等信息,以便對監(jiān)察人員進(jìn)行管理。2.1.2 設(shè)備信息( 1)起重機(jī)定位管理信息系統(tǒng)需采集起重機(jī)的實(shí)時(shí)位置信息, 包括大 / 小車工作

13、位置,吊鉤工作位置信息,防止起重機(jī)不在安全工作范圍之內(nèi)。( 2)起重機(jī)基本信息系統(tǒng)需存儲(chǔ)起重機(jī)的基本信息, 包括起重機(jī)的名稱、 類別、型號、設(shè)備代碼、制造許可證編號、出廠日期、跨度、軌距、幅度、起重力矩、最大輪壓、起升高度、工作速度、起重機(jī)整機(jī)工作級別、防爆等級、生產(chǎn)廠商名稱、額定起重量的基本已有信息如附件 1所示。(依據(jù)起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程第十一條)( 3)起重機(jī)安全運(yùn)行信息系統(tǒng)需采集起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的基本信息,包括起重重量、大/ 小車實(shí)時(shí)工作速度、起重力矩、輪壓、電機(jī)溫升、幅度、風(fēng)速等起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)信息(通過起重機(jī)本身自帶傳感器或外接智能傳感器獲得)。A起重重量的采集,用力傳感器采集其

14、中后的受力,設(shè)定額定的90%為報(bào)警值并記錄。B力矩的采集,用力矩傳感器采集,設(shè)定額定值的90%為報(bào)警值并記錄。C幅度的采集,用幅度傳感器,設(shè)定額定值的90%為報(bào)警值并記錄。D 速度的采集,用 旋轉(zhuǎn)編碼器, 設(shè)定額定值的 90%為報(bào)警值并記錄。E 輪壓的采集,用力傳感器采集輪胎受力,設(shè)定額定的90%為報(bào)警值記錄。F 電機(jī)溫升采集,用起重機(jī)本身自帶或外接溫度傳感器,設(shè)定額定的 90%為報(bào)警值并記錄。G 磁力的采集,用起重機(jī)本身自帶或外接 磁敏傳感器,設(shè)定 額定的 90%為報(bào)警值并記錄。H 大小車的實(shí)時(shí)速度,采用旋轉(zhuǎn)編碼器或得大小車實(shí)時(shí)速度,以達(dá)到額定值的90%為報(bào)警值并記錄。I 一些安全裝置的實(shí)效

15、,采用起重機(jī)本身自帶或外接壓力傳感器,大安全裝置作用起重機(jī)本身自帶或外接時(shí)受力變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)定值,則報(bào)警。J 機(jī)械零件高負(fù)荷下的振動(dòng), 采用起重機(jī)本身自帶或外接振動(dòng)傳感器, 當(dāng)振動(dòng)量達(dá)到額定值的 90%時(shí)報(bào)警并記錄。K 風(fēng)速 ,由風(fēng)速傳感器獲得,當(dāng)達(dá)到額定風(fēng)速的 90%時(shí)報(bào)警并記錄L 回轉(zhuǎn)角度,采用回轉(zhuǎn)角度傳感器采集,設(shè)置危險(xiǎn)值的90%為報(bào)警值,當(dāng)達(dá)到回轉(zhuǎn)角度危險(xiǎn)值的90%報(bào)警并記錄。M 大小車實(shí)時(shí)位置,由旋轉(zhuǎn)編碼器獲得。表 2-7 監(jiān)控量信息表監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來額定值或安報(bào)警設(shè)置值監(jiān)控量所在設(shè)備號報(bào)警信息源全范圍或報(bào)警范圍起重重量力傳感器設(shè)備超載起重力矩力矩傳感器力矩超限幅度幅度傳感器幅度過大輪胎受

16、力過輪壓力傳感器大電機(jī)溫升過電機(jī)溫升溫度傳感器大大車車速旋轉(zhuǎn)編碼器大車超速小車車速旋轉(zhuǎn)編碼器小車超速吊鉤速度旋轉(zhuǎn)編碼器吊鉤超速機(jī)械振動(dòng)過機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)傳感器大微波防碰轉(zhuǎn)防碰裝置兩車干涉裝置風(fēng)速風(fēng)速儀風(fēng)速過大鉤頭上升高RFID 芯片吊鉤超出安度全區(qū)域大車運(yùn)行極大車超出安旋轉(zhuǎn)編碼器限位置全區(qū)域回轉(zhuǎn)角度傳回轉(zhuǎn)角度過回轉(zhuǎn)角度感器大小車運(yùn)行極小車超出安旋轉(zhuǎn)編碼器限位置全區(qū)域( 4) 設(shè)備重要零件信息為使系統(tǒng)能對設(shè)備進(jìn)行預(yù)測性維護(hù), 系統(tǒng)需存儲(chǔ)設(shè)備重要零件的基本信息和零件的維護(hù)與跟換信息。2.1.3 檢驗(yàn)信息( 1)檢驗(yàn)計(jì)劃信息為了監(jiān)管和保證起重機(jī)的使用安全, 起重機(jī)需進(jìn)行日常檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn), 為方便在外檢

17、驗(yàn)人員能及時(shí)的獲得檢驗(yàn)信息, 系統(tǒng)需能共享檢驗(yàn)計(jì)劃, 包括受檢單位、受檢設(shè)備、檢驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)項(xiàng)目表、檢驗(yàn)開始時(shí)間、參檢人員、檢驗(yàn)單位等計(jì)劃信息。( 2)歷史檢驗(yàn)信息為了提高檢驗(yàn)效率, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)歷史檢驗(yàn)信息, 包括檢驗(yàn)結(jié)束時(shí)間、 檢驗(yàn)單位、檢驗(yàn)人員、受檢單位、受檢設(shè)備、設(shè)備檢驗(yàn)報(bào)告、檢驗(yàn)整改通知(查看附件1)等歷史檢驗(yàn)信息。( 3)檢驗(yàn)設(shè)備信息為方便或動(dòng)態(tài)幫助檢驗(yàn)人員的檢驗(yàn)工作, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)檢驗(yàn)起重機(jī)的不同部位所需的檢驗(yàn)設(shè)備。2.1.4 維護(hù)信息( 1)維護(hù)計(jì)劃信息為使的設(shè)備能夠正常運(yùn)行, 設(shè)備需經(jīng)常維護(hù), 系統(tǒng)需能共享維護(hù)計(jì)劃, 包括維護(hù)單位、維護(hù)設(shè)備、維護(hù)部位、維護(hù)項(xiàng)目、維護(hù)人員、維修公司、

18、維護(hù)開始時(shí)間等維護(hù)計(jì)劃信息。( 2)設(shè)備維護(hù)信息為使維護(hù)人員能更有維護(hù)的針對性, 系統(tǒng)需經(jīng)常跟新那些零件需要經(jīng)常維護(hù)或者報(bào)廢的信息, 即那些零件的使用起重機(jī)本身環(huán)境比較惡劣,需要定期保養(yǎng)或更換。( 3)零件維護(hù)周期信息根據(jù)國家和特種設(shè)備行業(yè)對零件或設(shè)備維護(hù)的周期設(shè)置, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)零件的可靠性曲線,運(yùn)行周期、維護(hù)周期等基本信息。( 4)維護(hù)公司信息系統(tǒng)需存儲(chǔ)相應(yīng)維修公司的基本信息。2.1.5 報(bào)廢信息( 1)經(jīng)常跟換零件的基本信息為了便于起重機(jī)的正常運(yùn)行, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)經(jīng)常跟換的零件的信息,包括零件的名稱、使用起重機(jī)本身自帶或外接部位、重要等級、供應(yīng)商、價(jià)格、庫存信息等基本信息。( 2)零件的報(bào)廢

19、準(zhǔn)則為了使得零件在不能使用起重機(jī)本身自帶或外接時(shí)能正常報(bào)廢, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)零件的使用起重機(jī)本身自帶或外接情況和報(bào)廢依據(jù)等信息。( 3)零件使用壽命為使得零件在報(bào)廢前系統(tǒng)能對相關(guān)人員進(jìn)行預(yù)警,及時(shí)跟換零件,保證起重機(jī)的正常運(yùn)行,系統(tǒng)需存儲(chǔ)零件在特定部位使用起重機(jī)正常報(bào)廢時(shí)的使用壽命。2.1.6 故障信息( 1)常見故障信息為使設(shè)備故障時(shí)系統(tǒng)能識別出故障,對故障進(jìn)行排除, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)常見的故障信息,包括故障部位,故障類型,以及引起故障的原因。( 2)特殊故障信息當(dāng)出現(xiàn)未知新故障時(shí), 系統(tǒng)需能存儲(chǔ)相應(yīng)的故障信息,下次故障發(fā)生時(shí), 未知故障將作為已知故障進(jìn)行處理。( 3)故障處理信息為使出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)

20、對故障進(jìn)行處理,系統(tǒng)需存儲(chǔ)相應(yīng)故障的處理與解決信息。( 4)故障預(yù)測信息為使設(shè)備正常運(yùn)行, 系統(tǒng)需存儲(chǔ)故障的預(yù)測信息。 包括設(shè)備故障的時(shí)間、 故障的設(shè)備、故障的部位、故障的等級、處理信息等預(yù)測信息特種設(shè)備安全監(jiān)察條例。2.1.7 已有信息待定2.1.8 其他信息( 1)系統(tǒng)需存儲(chǔ)國家,行業(yè)對特種設(shè)備從設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用起重機(jī)本身自帶或外接、檢驗(yàn)、修理、改造、報(bào)廢全過程的標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)。( 2)零件檢驗(yàn)、維護(hù)、報(bào)廢、故障的基于的算法( 3)關(guān)鍵運(yùn)行部位的視頻信息2.2 功能需求( 1) 監(jiān)控系統(tǒng)采集傳感器實(shí)時(shí)信息,對信息進(jìn)行傳輸、分析、存儲(chǔ)。( 2) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)采集的傳感器信息中有違規(guī)或者危險(xiǎn)運(yùn)

21、行的信息時(shí), 系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)警裝置,記錄違規(guī)設(shè)備、違規(guī)類型、違規(guī)時(shí)間、違規(guī)人員等信息。并動(dòng)態(tài)提示操作人員違規(guī)信息。( 3) 監(jiān)控系統(tǒng)定期采集人員 RFID 信息,以便系統(tǒng)對人員進(jìn)行管理并能對即將過期的人員卡進(jìn)行預(yù)警。( 4)基于歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和可靠性的算法對起重機(jī)的重要零部件進(jìn)行定期維護(hù)預(yù)警,并短信通知相關(guān)人員( 5)對起重機(jī)從產(chǎn)品出廠、日常使用、日常保養(yǎng)、定期維護(hù)、定期檢驗(yàn)、報(bào)廢全生命周期監(jiān)控與信息記錄,對起重機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)電子監(jiān)管。( 6)對操作人員、檢驗(yàn)人員、維修人員、監(jiān)察人員實(shí)現(xiàn)管理,記錄其日常工作情況,并對設(shè)備檢驗(yàn)、設(shè)備維護(hù)、零件跟換等進(jìn)行預(yù)警。( 7)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)起重機(jī)基本信息、歷次檢驗(yàn)與維護(hù)

22、信息的查詢與共享。( 8)對檢驗(yàn)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測和定位,為檢驗(yàn)人員提供設(shè)備位置、檢驗(yàn)項(xiàng)目信息、相應(yīng)提示的動(dòng)態(tài)工作信息( 9)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享,檢驗(yàn)和維護(hù)信息實(shí)時(shí)反饋,快速出具檢驗(yàn)和維護(hù)報(bào)告( 10)對故障、報(bào)廢等危險(xiǎn)項(xiàng)及時(shí)預(yù)警。2.3 性能需求2.3.1 適用起重機(jī)本身自帶或外接性本系統(tǒng)的內(nèi)容符合實(shí)際需要, 不片面追求系統(tǒng)的超前性而造成投資過大。同時(shí),系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均有良好的可學(xué)習(xí)性和可操作性,讓用起重機(jī)本身自帶或外接戶通過簡單的培訓(xùn)就能熟練操控系統(tǒng)。2.3.2 靈活性和可擴(kuò)展性本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)考慮到將來可擴(kuò)展的實(shí)際需要,各管理單元以子系統(tǒng)和功能模塊的形式出現(xiàn), 根據(jù)企業(yè)不同建設(shè)

23、時(shí)期的需要,系統(tǒng)可以靈活增減或更新各個(gè)子系統(tǒng)或功能模塊, 并保證實(shí)現(xiàn)各功能模塊的合理配置。2.3.3 兼容性、安全容錯(cuò)及保密性系統(tǒng)應(yīng)和企業(yè)已有生產(chǎn)管理系統(tǒng)相兼容,利用起重機(jī)本身自帶或外接已有數(shù)據(jù)庫的交換接口, 達(dá)到現(xiàn)場數(shù)據(jù)一次錄入, 多處共享,避免數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入和非一致性差錯(cuò)。系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)備份和防止病毒的能力,可保存 3-5 年的歷史數(shù)據(jù)記錄,以方便查詢以往信息。2.3.4 可靠性和安全性可靠性和安全性對一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。因此,在網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中,要充分考慮可能出現(xiàn)的各種問題,采用起重機(jī)本身自帶或外接各種技術(shù)、盡可能減少網(wǎng)絡(luò)故障,并在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)把損失降低到最低限度。2.3.5

24、實(shí)時(shí)性系統(tǒng)已使得現(xiàn)場信息與檢驗(yàn)服務(wù)中心的信息傳遞實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。3 總體方案設(shè)計(jì)3.1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)分為上下兩個(gè)功能模塊,下位機(jī)功能模塊(即車載智能監(jiān)控設(shè)備)的作用主要是對監(jiān)控對象的基本信息的采集; 對違規(guī)操作以及設(shè)備危險(xiǎn)運(yùn)行的實(shí)時(shí)報(bào)警:將采集到的信息通過 GPRS進(jìn)行無線傳輸,傳輸?shù)教貦z院現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。上位機(jī)功能模塊的主要作用是對采集的人員, 設(shè)備信息進(jìn)行管理; 對設(shè)備的檢驗(yàn)與維護(hù)預(yù)警進(jìn)行管理, 并在檢驗(yàn)與維護(hù)一個(gè)月前對相關(guān)人員進(jìn)行通知: 對設(shè)備故障的智能預(yù)測: 實(shí)現(xiàn)與特檢院原有檢驗(yàn)服務(wù)器的對接; 方便用戶進(jìn)行信息的查詢。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 3-1 所示。信息收發(fā)模塊GSM網(wǎng)絡(luò)特檢院原有

25、服務(wù)器檢驗(yàn)移動(dòng)服務(wù)器 查詢終端遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心通信基站特檢院原有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)S路由器R無線局域網(wǎng)P防火墻G寬帶預(yù)警監(jiān)察人員手機(jī)通訊基站移動(dòng)PC機(jī)維修公司檢驗(yàn)人員手機(jī)PC機(jī) USB PC機(jī) USB電信運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)GSP檢驗(yàn)人員RRSPG監(jiān)察PDA檢驗(yàn)PDAS寬帶RP門禁G車載監(jiān)控器手持 PDA檢驗(yàn) PDA用戶人員RFID通信基站監(jiān)管 PDA攝像機(jī)設(shè)備RFID傳感器報(bào)檢PDA起重機(jī)圖 3-1監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2 監(jiān)控層次結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系中, 客戶端與數(shù)據(jù)庫完全分開, 在客戶端上運(yùn)行了大部分任務(wù),如數(shù)據(jù)訪問,合法性效驗(yàn),網(wǎng)絡(luò)通信等。這種層級結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)勢包括開發(fā)周期較短,能適應(yīng)大部分中

26、小型數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的要求。但隨著數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日漸發(fā)展, 數(shù)據(jù)庫容量不斷增加, 客戶端數(shù)量不斷增加,這種體系結(jié)構(gòu)在可擴(kuò)充性、可維護(hù)性、可重用性等方面顯示出了諸多缺陷。正是因?yàn)橐陨现T多缺陷,使得三層(多層)體系結(jié)構(gòu)成為目前中型、大型數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的首選。本系統(tǒng)為三級體系結(jié)構(gòu), 分為數(shù)據(jù)層、 業(yè)務(wù)邏輯層、圖形接口層。數(shù)據(jù)層包括企業(yè)現(xiàn)有的各數(shù)據(jù)庫、 設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫、 人員信息數(shù)據(jù)庫、 設(shè)備故障庫以及未來系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫等。業(yè)務(wù)邏輯層則可以在數(shù)據(jù)層的基礎(chǔ)上將現(xiàn)有系統(tǒng)的各個(gè)功能封裝為設(shè)備管理子系統(tǒng)模塊、人員管理子系統(tǒng)模塊、預(yù)警模塊、故障預(yù)測管理。圖形接口層則包括各個(gè)業(yè)務(wù)客戶端、 手持終端設(shè)

27、備等, 它們可以是瀏覽器形式,也可以是客戶端形式, 能適應(yīng)各種需求。 系統(tǒng)層次體系結(jié)構(gòu)圖如圖 3-2 所示。人員數(shù)據(jù)庫設(shè)備數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)層設(shè)備故障庫其他數(shù)據(jù)庫網(wǎng)太以數(shù)據(jù)庫函數(shù)庫業(yè)務(wù)邏輯層人員管理設(shè)備管理預(yù)警管理系統(tǒng)工具故障管理登錄界面圖形接口層歷史記錄界面設(shè)備信息界面預(yù)警界面人員信息界面統(tǒng)計(jì)記錄界面圖 3-2 系統(tǒng)層次3.3 數(shù)據(jù)庫 E-R 圖3.3.1檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫 E-R 圖圖 3-3檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫E-R 圖3.3.2維護(hù)數(shù)據(jù)庫 E-R 圖圖 3-4維護(hù)數(shù)據(jù)庫E-R 圖3.3.3運(yùn)行數(shù)據(jù)庫 E-R 圖圖 3-5運(yùn)行數(shù)據(jù)庫E-R 圖3.4 功能樹3.4.1下位機(jī)功能樹特種設(shè)數(shù)據(jù)采集備下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)事

28、故 /故障報(bào)警系統(tǒng)管理操作人員人員操作信息維修人員RFID信息采集檢驗(yàn)人員設(shè)備操作信息傳感器數(shù)據(jù)采集振動(dòng)傳感器溫度傳感器開關(guān)傳感器力矩傳感器旋轉(zhuǎn)編碼器電壓傳感器幅度傳感器風(fēng)速傳感器磁敏傳感器壓力傳感器高度傳感器視頻信息采集查看鉤頭周圍的狀況違規(guī)報(bào)警重量超載輪壓超負(fù)荷風(fēng)速過大力矩超載電機(jī)溫升過高大 / 小車超速卷筒超速越出安全作大小車實(shí)時(shí)位置業(yè)區(qū)域報(bào)警大小車超出工作范圍鉤頭高度不在安全區(qū)域危險(xiǎn)報(bào)警兩車干涉失磁鋼絲繩劃出卷筒斷電控制器失效限位開關(guān)失效制動(dòng)器失效人員密碼權(quán)限RFID卡/ 傳感器初始化數(shù)據(jù)備份與上位機(jī)通信和共享圖 3-6下位機(jī)功能模塊樹3.4.2 上位機(jī)功能樹基礎(chǔ)信息特種設(shè)設(shè)備備運(yùn)行遠(yuǎn)

29、統(tǒng)計(jì)程分析檢驗(yàn)監(jiān)控管智能理預(yù)測運(yùn)行預(yù)警知識管理信息發(fā)布系統(tǒng)管理監(jiān)察人員操作人員人員維修人員檢驗(yàn)人員特種設(shè)備設(shè)備臺(tái)帳零部件臺(tái)帳(起重機(jī) )臺(tái)帳傳感器檢驗(yàn)對象檢驗(yàn)設(shè)備閥值設(shè)定RFID臺(tái)帳檢驗(yàn)對象設(shè)定其它儀器臺(tái)帳使用檢驗(yàn)對象維護(hù)保養(yǎng)閥值設(shè)定維修檢驗(yàn)故障視頻信息設(shè)備特種設(shè)備零部件故障預(yù)測設(shè)備可靠性預(yù)測檢驗(yàn)設(shè)備定期檢驗(yàn)預(yù)警設(shè)備維護(hù)預(yù)警零部件報(bào)廢、更換預(yù)警災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警設(shè)備特種設(shè)備零部件檢驗(yàn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備維護(hù)、報(bào)廢準(zhǔn)則檢驗(yàn)設(shè)備故障判斷規(guī)則故障處理規(guī)則檢驗(yàn)計(jì)劃檢驗(yàn)檢驗(yàn)報(bào)告維護(hù)計(jì)劃維護(hù)維護(hù)報(bào)告預(yù)警確認(rèn)故障預(yù)警報(bào)告災(zāi)害預(yù)警報(bào)告人員密碼權(quán)限RFID 卡數(shù)據(jù)備份與下位機(jī)通信和共享圖 3-7上位機(jī)功能樹4 詳細(xì)設(shè)計(jì)4.1

30、詳細(xì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)4.1.1基礎(chǔ)信息( 1)人員信息A 操作人員基本信息操作人員基本信息設(shè)計(jì)如表 4-1 所示。表 4-1 操作人員基本信息表屬性(名稱)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源證件編號STRINGPKEPC編碼與 RFID 編碼相同,作企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)為其他調(diào)用的標(biāo)識。一編號姓名STRING姓名可重復(fù)企業(yè)人事數(shù)據(jù)需通過相說 明其可操作的特 種設(shè)備類型STRING應(yīng)資格考企業(yè)設(shè)備類型試所屬部門STRING企業(yè)依 據(jù)發(fā)放和有效時(shí) 間若不在有計(jì)算證書失效時(shí)間,假設(shè)證書發(fā)放時(shí)間是效期內(nèi)在證件有效期INTEGER2011 年 5 月 1 日,證書國家標(biāo)準(zhǔn)不能操作有效期 4 年,則在 2015設(shè)備月做證

31、件過期預(yù)年 3警。B 維修人員基本信息維修人員基本信息設(shè)計(jì)如表 4-2 所示。表 4-2 維修人員基本信息表屬性(名稱)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源證件編號STRINGPKEPC編碼作為其他調(diào)維修公司員用的標(biāo)識工編號姓名STRING姓名可以重維修公司員復(fù)工信息設(shè)備類型STRING可維修設(shè)備維修公司類型所屬單位STRING維修公司所屬部門STRING維修公司人事維修等級STRING需通過相應(yīng)維修等維修公司員級考試工信息若不在有效證件有效期INTEGER依據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)期內(nèi)則不具國家標(biāo)準(zhǔn)有維修資格C 檢驗(yàn)人員基本信息檢驗(yàn)人員基本信息設(shè)計(jì)如表 4-3 所示。表 4-3 維修人員基本信息表屬性(名稱

32、)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源證件編號STRINGPKEPC編碼作為其他調(diào)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)統(tǒng)用的標(biāo)識一編號姓名STRING姓名可相同檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)當(dāng)非可檢設(shè)備時(shí)報(bào)所檢驗(yàn)設(shè)備設(shè)備類型STRING必須是可檢檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)警驗(yàn)設(shè)備所屬單位STRING檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)所屬部門STRING檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)證件若不在證件有效期INTEGER檢驗(yàn)時(shí)證件必須在有效期之內(nèi)國家標(biāo)準(zhǔn)有效期之內(nèi)則不具有檢驗(yàn)資格D 監(jiān)察人員基本信息監(jiān)察人員基本信息設(shè)計(jì)如表 4-4 所示。表 4-4 維修人員基本信息表屬性(名稱)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源證件編號STRINGPKEPC編碼作為其他調(diào)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)統(tǒng)用的標(biāo)識一編號姓名STRING姓名可相同檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)當(dāng)

33、非可檢設(shè)備時(shí)報(bào)所檢驗(yàn)設(shè)備設(shè)備類型STRING必須是可檢檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)警驗(yàn)設(shè)備所屬單位STRING檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)所屬部門STRING檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)證件若不在證件有效期INTEGER檢驗(yàn)時(shí)證件必須在有效期之內(nèi)國家標(biāo)準(zhǔn)有效期之內(nèi)則不具有檢驗(yàn)資格( 2)設(shè)備信息A 設(shè)備基本信息系統(tǒng)存儲(chǔ)的設(shè)備基本信息如表4-5 所示。表 4-5 設(shè)備基本信息表屬性(名稱)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源設(shè)備編號STRINGPKEPC編碼作為其他調(diào)起重機(jī)銘牌用的標(biāo)識設(shè)備注冊代STRINGPK注冊機(jī)構(gòu)碼設(shè)備類別STRING國家對特種設(shè)備的分起重機(jī)銘牌類設(shè)備型號STRINGPK國家對特種設(shè)備的型起重機(jī)銘牌號命名企業(yè)內(nèi)部編STRING起重機(jī)安

34、全號技術(shù)文件名稱STRING國家對特種設(shè)備的命起重機(jī)銘牌名規(guī)則制造許可證STRING國家對特種設(shè)備的命起重機(jī)銘牌編號名標(biāo)準(zhǔn)制造單位STRING起重機(jī)銘牌制造日期DATE作為設(shè)備報(bào)起重機(jī)銘牌廢的依據(jù)使用場所分起重機(jī)使用使用場所STRING為 : 室內(nèi)、露地天額定起重重FLOAT額定重量隨幅度的增作為超重的起重機(jī)安全量( t )大遞減判斷依據(jù)技術(shù)文件作為小車安起重機(jī)安全跨度 (m)FLOAT全的判斷依技術(shù)文件據(jù)作為限制幅起重機(jī)安全幅度( 。)FLOAT度的判斷依技術(shù)文件據(jù)起重力矩FLOAT作為過力矩 起重機(jī)安全(kgN)的判斷依據(jù)技術(shù)文件最大輪壓FLOAT作為過壓的 起重機(jī)安全(KN)判斷依據(jù)技術(shù)

35、文件作為安全區(qū)起重機(jī)安全起升高度 (m)FLOAT域的判斷依技術(shù)文件據(jù)大車工作速FLOAT作為超速的起重機(jī)安全度( m/s)判斷依據(jù)技術(shù)文件小車工作速FLOAT作為超重的 起重機(jī)安全度(m/s)判斷依據(jù)技術(shù)文件吊鉤工作速FLOAT作為超速的 起重機(jī)安全度(m/s)判斷依據(jù)技術(shù)文件整機(jī)工作等STRING起重機(jī)安全級技術(shù)文件作為大車安起重機(jī)安全基距 (m)FLOAT全的判斷依技術(shù)文件據(jù)B 設(shè)備重要零部件信息監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備重要零件的相應(yīng)信息,以便對設(shè)備故障, 預(yù)測性維護(hù)等做出判斷依據(jù)如表4-6 所示。表 4-6 設(shè)備基本信息表屬性(名稱)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源零件編號STRINGPK作

36、為零件標(biāo)企業(yè)識的唯一設(shè)備型號STRINGPK/FK設(shè)備基本信息零件類型STRING設(shè)備重要零件信息零件名稱STRING零件名稱可企業(yè)以重復(fù)以影響設(shè)備零件重要等正常運(yùn)行的STRING影響程度作維護(hù)單位級為零件的重要等級。主要部分有起吊部分、 機(jī)零件所在部STRING械部分、 電器起重機(jī)安全位控制部分、 液技術(shù)規(guī)范壓部分、 安全保護(hù)部分等采購時(shí)間DATE企業(yè)開始使用時(shí)DATE維修單位間若零件不在有效期INTEGER有效期內(nèi)則零件說明書不能使用價(jià)格CURRENCY企業(yè)供應(yīng)商STRING企業(yè)C 傳感器信息監(jiān)控系統(tǒng)對于起重設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控主要是采集外接傳感器或起重機(jī)本身自帶的傳感器的模擬信號的數(shù)據(jù),判斷其

37、采集的數(shù)值有沒有大于傳感器設(shè)定的閥值,其基本信息如表 4-7所示。表 4-7 傳感器基本信息表屬性(名稱)數(shù)據(jù)類型PK/FK規(guī)則說明數(shù)據(jù)來源傳感器編號STRING將每一個(gè)傳感器作為其他調(diào)下位機(jī)傳感PK用的標(biāo)識器編號,傳感器種類STRING傳感器說明書為了確認(rèn)傳設(shè)備基本信設(shè)備編號STRINGPK/FK感器所在設(shè)息備傳感器名稱STRING傳感器說明書監(jiān)控量編碼STRINGPK/FK監(jiān)控量信息傳感器作用STRING若作用相同則需說明傳感器起重機(jī)安全描述編不同的號的作用操作要求分級,如 90%為黃報(bào)警分為兩傳感器閥值種,且報(bào)警時(shí)相應(yīng)起重機(jī)FIOAT色報(bào)警值, 95%為設(shè)定由相應(yīng)界面基本參數(shù)紅色報(bào)警值顯示最能反應(yīng)起重機(jī)傳感器位置STRING工作狀態(tài),又不影實(shí)際安裝位響正常起重機(jī)正置常工作。價(jià)格CURRENCY傳感器說明書D違規(guī)

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