塔機安全監(jiān)控與數(shù)據處理系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、塔式起重機在建筑行業(yè)應用極為廣泛,能夠有效地節(jié)省人力物力,大大提高生產效率。但在施工過程中,由于操作不當引起的人員傷亡和設備損毀事故屢屢發(fā)生,重大事故的發(fā)生率居高不下,給社會帶來巨大損失。針對這一問題,開發(fā)出塔機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。本論文對監(jiān)控系統(tǒng)進行了總體設計,其研究重點是系統(tǒng)的信號采集、預警,自動控制以及數(shù)據存儲等模塊。本系統(tǒng)以ARM微處理器為核心,運用傳感器技術、信號采集技術和USB接口控制技術,自行研制并開發(fā)出塔機安全監(jiān)控與數(shù)據處

2、理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對塔機的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控,當發(fā)生危險狀況時,系統(tǒng)可發(fā)出聲光警報,同時可通過繼電器控制模塊控制塔機動作,并將工作數(shù)據存儲至移動設備中,實現(xiàn)對塔機的安全監(jiān)控和管理。
　　本論文研究的主要內容包括以下幾個方面。
　　(1)根據塔機的工況和運行現(xiàn)狀,分析塔機監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求,制定出塔機監(jiān)控系統(tǒng)總體技術方案的設計以及系統(tǒng)的開發(fā)流程。確定監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案,并完成塔機信號采集系統(tǒng)、信號預警系統(tǒng)以及數(shù)據存儲系統(tǒng)的方案

3、設計。
　　(2)塔機信號采集系統(tǒng)與預警系統(tǒng)的設計。塔機信號采集系統(tǒng)是將起升重量、起升高度、塔機變幅、風速、電機電壓、電機電流、溫度等傳感器采樣到的模擬信號,經過阻抗變換、低通濾波等處理后傳送至處理器的A/D轉換模塊,實時地將模擬信號轉化為數(shù)字信號,并實時地顯示在LCD屏上。信號預警系統(tǒng)主要包括聲光報警模塊以及繼電器控制模塊,根據采集得到的工作數(shù)據,判斷是否超過預警值,當超過預警值90％時,發(fā)出聲光報警,若危險動作繼續(xù),可向繼電器

4、模塊發(fā)出觸發(fā)信號,控制塔機吊車的減速或限位運行。
　　(3)塔機數(shù)據存儲系統(tǒng)的設計。為便于塔機數(shù)據的管理,系統(tǒng)選用U盤作為數(shù)據存儲介質,數(shù)據存儲系統(tǒng)通過文件管理芯片與處理器建立 USB主-從機的工作方式,實現(xiàn)非PC設備對U盤的讀寫、刪除、新建文件等操作。監(jiān)控系統(tǒng)將采集得到的工作數(shù)據實時地寫入U盤中,為分析塔機工作狀態(tài)提供可靠依據。
　　(4)在塔機的施工現(xiàn)場,進行系統(tǒng)樣機測試。首先,將各個傳感器安裝在塔機上,并通過電纜線與本