塔式起重機工作狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、在房屋建筑工程中，能同時完成物料的垂直升降及水平移動的起重機械種類繁多，其中應(yīng)用最廣泛的是塔式起重機(以下簡稱塔機)。塔機具有其它起重機械難以比擬的優(yōu)點，如塔身高，起重臂長，有效作業(yè)面廣，能同時進行起升、回轉(zhuǎn)、行走、變幅等動作，生產(chǎn)效率高。同時塔機也是一種蘊含危險因素較多、事故發(fā)生機率較高的機械設(shè)備，塔機一旦發(fā)生事故，造成的危害是不可估量的，輕則設(shè)備受損，重則機毀人亡，這給國家和人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失，嚴重影響經(jīng)濟的健康發(fā)展和社會的

2、和諧穩(wěn)定。因此，對于如何加強塔機的安全作業(yè)，受到了生產(chǎn)廠家、建筑施工單位、安全監(jiān)督部門及建設(shè)行政管理部門的高度重視。國家最新制定的GB/T5031-2008塔式起重機標準，要求各類起重機械必須裝備安全保護裝置，確保塔機的作業(yè)安全。
　　 目前，國內(nèi)現(xiàn)有的一些塔機保護裝置還只停留在“四限位兩保險”階段，四限位為力矩限位、超高限位、變幅限位和行走限位，兩保險為吊鉤保險和卷筒保險。這些安全保護裝置無法完成塔機工作過程中有關(guān)參數(shù)的顯示，

3、而且只有到達極限的情況下才報警，可靠性較低。針對上述存在的問題，本文在分析塔機的結(jié)構(gòu)以及安全性的基礎(chǔ)上，以塔機的起吊重量、吊鉤起升高度、塔機回轉(zhuǎn)角度、起重力矩、小車工作幅度以及工作現(xiàn)場風(fēng)速等幾個關(guān)鍵工作參數(shù)為代表進行了研究，并開發(fā)研制出塔機工作狀態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為處理核心，通過軸銷式起重量傳感器、增量式光電編碼器、絕對式光電編碼器、風(fēng)速傳感器完成對起吊重量、起升高度、小車變幅、回轉(zhuǎn)角

4、度、工作現(xiàn)場風(fēng)速等關(guān)鍵參數(shù)的信號采集。它具有良好的人機界面參數(shù)設(shè)定功能及參數(shù)顯示功能，通過液晶顯示器完成對塔機工作過程中有關(guān)參數(shù)的顯示，通過鍵盤塔機操作人員可以根據(jù)塔機本身所特有的參數(shù)進行設(shè)置或修改塔機安全作業(yè)參數(shù)，通過掉電非易失數(shù)據(jù)存儲器保存最近20次違規(guī)的工況數(shù)據(jù)，為塔機監(jiān)管部門鑒別事故責(zé)任提供依據(jù)。同時本系統(tǒng)還配有光電耦合輸出接口，用以實現(xiàn)對塔機各個機構(gòu)的停止，當塔機工作過程因操作失誤而引起超限超載時，聲光報警電路會報警，并能自動

5、切斷塔機向危險方向運行的控制電路，有效地起到塔機安全監(jiān)控目的?？紤]到塔機的工作環(huán)境比較惡劣，干擾源較多，因而在硬件電路設(shè)計中，采用光電隔離技術(shù)、去耦技術(shù)、濾波技術(shù)等來提高系統(tǒng)的可靠性，在軟件設(shè)計中采用看門狗、數(shù)字濾波等措施來增強系統(tǒng)的抗干擾能力。最后，對所設(shè)計的電路板進行軟硬件調(diào)試及系統(tǒng)基本功能驗證。
　　 該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機械和電子傳感器的基礎(chǔ)上結(jié)合當前數(shù)字處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、濾波技術(shù)而開發(fā)的一套新型、高可靠的塔式起重機工作狀