GB/T 28264-2012 Kransicherheitsüberwachungssystem

Die Norm GB/T 28264-2012 ist die Produktnorm für Sicherheitsüberwachungs- und Managementsysteme von Hebezeugen (umgangssprachlich auch als „Blackbox“ bekannt). Sie wurde 2012 veröffentlicht und 2017 in die sicherheitstechnischen Vorschriften für Spezialausrüstung aufgenommen. Die Norm gilt für die Konstruktion, Fertigung und Abnahme von Sicherheitsüberwachungssystemen für Krane in Brücken-, Portal-, Turm- und fahrbarer Bauart. Das System erfasst Betriebsparameter des Krans in Echtzeit und protokolliert historische Daten, wodurch eine technische Grundlage für Sicherheitsmanagement, Unfallanalyse und Wartung geschaffen wird. Die Krane von Kelude Schwerindustrie sind ab Werk standardmäßig mit einem Sicherheitsüberwachungssystem gemäß dieser Norm ausgestattet.

Systemaufbau und funktionale Anforderungen

Das Sicherheitsüberwachungs- und Managementsystem besteht aus fünf Komponenten: Datenerfassungseinheit, Datenverarbeitungseinheit, Anzeigeeinheit, Steuerungseinheit und Speichereinheit. Die Datenerfassungseinheit umfasst Lastsensoren (als Achs- oder Plattenvariante), Höhenencoder für die Hubhöhe, Encoder für die Kranbrücken- und Laufkatzenverfahrwege, Windmesser sowie Sensoren zur Erfassung des Arbeitszustands der einzelnen Mechanismen. Die Datenverarbeitungseinheit besteht aus einer zentralen Steuerung (SPS oder spezieller Embedded-Computer) und übernimmt die Datenerfassung, logische Verknüpfungen und die Alarmauslösung. Die Anzeigeeinheit verwendet einen Flüssigkristallbildschirm oder ein Touchpanel und zeigt die Betriebsparameter des Krans in Echtzeit an. Die Steuerungseinheit generiert bei Überschreitung von Grenzwerten ein Alarmsignal und unterbricht automatisch die Stromversorgung des jeweiligen Mechanismus.

Die Norm legt die zu überwachenden Parameter fest: Tragfähigkeit (Echtzeitanzeige der aktuellen Last, akustischer und optischer Alarm bei Überlast sowie automatische Abschaltung des Hubwerks), Hubhöhe und Verfahrwege von Kranbrücke und Laufkatze (Echtzeit-Positionsanzeige, Frühwarnung bei Annäherung an die Endschalter), Windgeschwindigkeit (Alarm bei Überschreitung des eingestellten Werts, automatische Abschaltung des Fahrwerks bei Erreichen des Grenzwerts), Betriebszustand der Mechanismen (Start/Stopp/Störung) sowie die kumulierte Betriebszeit (als Grundlage für die Wartungsplanung). Für Krane mit einer Triebwerksgruppe ab A6 ist zusätzlich der Zustand der Bremsen des Hubwerks zu überwachen (Rückmeldung der Bremse „offen/geschlossen“).

Das System muss in jedem Führerhaus des Krans über ein Anzeigeterminal verfügen. Die Anzeige umfasst: aktuelle Tragfähigkeit inkl. Prozentanteil der Nenntragfähigkeit, Hubhöhe mit oberer und unterer Endposition, Position von Kranbrücke und Laufkatze, Statusanzeigen der Mechanismen, eine Liste der aktiven Alarme sowie Hinweise zur Fehlerbehebung. Der Anzeigebildschirm muss gegen starkes Licht abgeschirmt sein und auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut ablesbar bleiben. Touchpanels müssen die Bedienung mit Handschuhen unterstützen; die Reaktionszeit darf 0,5 Sekunden nicht überschreiten. Das System muss über eine Selbstdiagnosefunktion verfügen: Bei einem Defekt eines Sensors oder einer Kommunikationsleitung erkennt es die Störung automatisch und zeigt den Fehlerort sowie den Fehlercode auf dem Bildschirm an, um dem Wartungspersonal eine schnelle Fehlerbehebung zu ermöglichen.

Leistungsparameter und Genauigkeitsanforderungen

Die Norm definiert präzise Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit des Sicherheitsüberwachungssystems. Die Genauigkeitsklassen für die Tragfähigkeitsmessung sind in drei Stufen unterteilt: Klasse Ⅰ mit einer Abweichung von nicht mehr als ±1 %, Klasse Ⅱ mit nicht mehr als ±3 % und Klasse Ⅲ mit nicht mehr als ±5 %. Die Messung der Hubhöhe darf eine Abweichung von nicht mehr als ±2 % FS oder ±50 mm (der größere Wert ist maßgeblich) aufweisen. Die Positionsmessung der Verfahrwege darf um nicht mehr als ±2 % FS oder ±100 mm (der größere Wert ist maßgeblich) abweichen. Die Windgeschwindigkeitsmessung darf eine Abweichung von nicht mehr als ±2 m/s haben. Die Abtastfrequenz des Systems muss mindestens 1 Mal pro Sekunde betragen; die Reaktionszeit für einen Alarm darf 1 Sekunde nicht überschreiten (gemessen von der Erkennung der Überschreitung bis zur Auslösung des akustischen und optischen Alarms).

Die Datenaufzeichnung (Blackbox) ist eine Kernfunktion des Sicherheitsüberwachungssystems. Die Norm verlangt die kontinuierliche Aufzeichnung folgender Daten: Tragfähigkeit, Hubhöhe, Position der Kranbrücke, Position der Laufkatze, Arbeitszustand (Leerlauf/Last/Überlast), Bewegungsrichtung der Mechanismen, Status der Bremsen, Windgeschwindigkeit sowie Ein- und Ausschaltzeiten des Systems. Die aufgezeichneten Daten müssen in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden und nach einem Stromausfall mindestens 180 Tage erhalten bleiben. Die Speicherkapazität muss ausreichen, um Daten von mindestens 30 Tagen Dauerbetrieb aufzuzeichnen. Das Datenformat muss standardisiert sein und den Export über eine USB- oder Netzwerkschnittstelle ermöglichen. Die exportierten Datendateien müssen gegen Manipulation geschützt sein.

Darüber hinaus stellt die Norm Anforderungen an die Umgebungsanpassungsfähigkeit des Systems. Das Sicherheitsüberwachungssystem muss in der Kranarbeitsumgebung (Temperatur -20 bis +60 °C, relative Luftfeuchtigkeit ≤ 95 % RH) zuverlässig funktionieren. Alle Komponenten müssen vibrations-, staub- und korrosionsbeständig sein. Die Ablesbarkeit des Anzeigebildschirms bei direkter Sonneneinstrahlung muss den Betriebsanforderungen genügen. Das System muss bei Schwankungen der Versorgungsspannung von ±15 % ordnungsgemäß arbeiten. Die Schutzart (IP) der Komponenten muss mindestens IP43 für Innenmontage und IP65 für Außenmontage betragen. Für Sensoren gilt mindestens IP65; Lastsensoren müssen mindestens IP67 erfüllen. Es sind geschirmte Anschlusskabel zu verwenden, und alle Verbindungen sind wasserdicht abzudichten.

Funktionsübersicht des Sicherheitsüberwachungssystems

Die folgende Vergleichstabelle zeigt die Überwachungsparameter, Genauigkeitsanforderungen und Alarmschwellen der einzelnen Funktionsmodule des Sicherheitsüberwachungssystems. Sie dient als praktische Checkliste für Systemauswahl, Montage & Inbetriebnahme sowie die abschließende Abnahme.

Prüfverfahren und Abnahmeregeln

Die Norm legt fest, dass für Sicherheitsüberwachungssysteme zwei Prüfarten vorgesehen sind: die Werksabnahme (stückweise Prüfung jedes Geräts) und die Typprüfung (bei neuen Produkten oder wesentlichen Konstruktionsänderungen). Die Werksabnahme umfasst folgende Prüfpositionen: Sichtprüfung, Funktionsprüfung (schrittweise Verifizierung der Signalerfassung, Anzeige, Alarm- und Selbstdiagnosefunktion aller Sensoren), Genauigkeitskalibrierung (Kalibrierung der Tragfähigkeit mit Standardgewichten, Vergleich von Höhen- und Hubmessungen mit Stahlmaßband, Abgleich des Windmessers mit einem Referenzgerät), Isolationsprüfung sowie Spannungsprüfung. Fehlerhafte Produkte, die die Werksabnahme nicht bestehen, dürfen das Werk nicht verlassen. Die Prüfprotokolle sind zu archivieren.

Die Typprüfung ist bei einer staatlich anerkannten Prüfstelle durchzuführen. Neben allen Prüfpositionen der Werksabnahme umfasst sie zusätzlich: Umweltprüfung (Hoch- und Tieftemperatur, Feuchte-Wärme, Salznebel, Vibration und Schlagversuch), EMV-Prüfung sowie Zuverlässigkeitsprüfung. Die Vorführmodelle für die Typprüfung sind stichprobenartig aus den werksabgenommenen Produkten zu entnehmen; die Stichprobenmenge beträgt mindestens 3 Stück. Ist auch nur eine Prüfposition der Typprüfung nicht bestanden, gilt die gesamte Typprüfung als nicht bestanden. Die Ursachen sind zu ermitteln, die Mängel zu beheben und die Prüfung erneut einzureichen. Auch bei Änderungen an Kernkomponenten des Systems (Lastsensor, Hauptsteuerung, Speichereinheit) ist eine erneute Typprüfung erforderlich.

Die Montageabnahme ist ein wichtiger Schritt zur Bestätigung der Systemfunktionen durch den Betreiber. Nach Abschluss der Montage ist die Abnahme gemeinsam durch den Hersteller und den Betreiber durchzuführen. Die Abnahme umfasst: Prüfung der Einbauposition und Befestigungsart der Sensoren auf festen und korrekten Sitz (der Lastsensor ist am Hakenquerträger oder am festen Drahtseilende zu montieren, der Höhenencoder an der Trommelwelle oder an der Seilaufwicklung), Prüfung der elektrischen Verdrahtung auf Normgerechtigkeit, Abgleich der angezeigten Parameter mit den tatsächlichen Werten, Funktionsprüfung der Alarmfunktion (Simulation von Überlast- oder Grenzwertalarmen durch Auflegen von Prüfgewichten oder Betätigen der Endschalter) sowie Prüfung der Datenaufzeichnung (nach einer gewissen Betriebszeit sind die aufgezeichneten Daten auf Vollständigkeit und Richtigkeit zu prüfen). Nach erfolgreicher Abnahme ist das Abnahmeprotokoll von beiden Parteien zu unterzeichnen und als Teil der Geräteakte aufzubewahren.

Systemwartung und Datenmanagement

Nach der Inbetriebnahme ist das Sicherheitsüberwachungssystem regelmäßig zu warten. Die Norm legt fest, dass die Sensoren monatlich zu kalibrieren sind: der Lastsensor mit Standardgewichten oder einem Kalibrier-Dynamometer, die Höhen- und Hub-Encoder durch Vergleichsmessungen im realen Betrieb. Für die Systemsoftware ist ein Upgrade-Archiv zu führen, das Zeitpunkt, Versionsnummer und Änderungsinhalt jeder Aufrüstung dokumentiert. Die Datenaufzeichnungen sind regelmäßig zu exportieren und zu sichern – mindestens einmal monatlich (oder gemäß den Vorgaben der örtlichen Aufsichtsbehörde für Spezialausrüstung). Die Sicherungskopien sind separat aufzubewahren; die Speichermedien sind vor Magnetismus und Feuchtigkeit zu schützen.

Die Analyse der exportierten Daten ist der Schlüssel zum betrieblichen Nutzen des Sicherheitsüberwachungssystems. Anhand des Lastdiagramms lassen sich die Lastverteilung und die Anzahl der Überlastfälle ermitteln, was eine fundierte Grundlage für die Wartung und die Ermüdungsbewertung der Struktur bietet. Die Analyse der Bewegungsprofile und Hubaufzeichnungen gibt Aufschluss darüber, ob das Bedienpersonal normgerecht arbeitet. Die vom System aufgezeichneten Daten sind zudem ein wichtiges Beweismittel bei Unfalluntersuchungen – der Arbeitszustand aller Mechanismen, die Bedienhandlungen und die zeitliche Abfolge vor und nach dem Vorfall werden vollständig dokumentiert und ermöglichen eine objektive und präzise Rekonstruktion des Unfallhergangs. Der Betreiber sollte einen Mechanismus zur Datenanalyse und Unfallverhütung etablieren und die Überwachungsdaten in konkrete Maßnahmen des Sicherheitsmanagements umsetzen.

Häufige Fragen