塔式起重機(jī)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(shí)完成物料的垂直升降及水平移動(dòng)的起重機(jī)械種類繁多，其中應(yīng)用最廣泛的是塔式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱塔機(jī))。塔機(jī)具有其它起重機(jī)械難以比擬的優(yōu)點(diǎn)，如塔身高，起重臂長(zhǎng)，有效作業(yè)面廣，能同時(shí)進(jìn)行起升、回轉(zhuǎn)、行走、變幅等動(dòng)作，生產(chǎn)效率高。同時(shí)塔機(jī)也是一種蘊(yùn)含危險(xiǎn)因素較多、事故發(fā)生機(jī)率較高的機(jī)械設(shè)備，塔機(jī)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(jī)毀人亡，這給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展和社會(huì)的

2、和諧穩(wěn)定。因此，對(duì)于如何加強(qiáng)塔機(jī)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(guó)家最新制定的GB/T5031-2008塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，要求各類起重機(jī)械必須裝備安全保護(hù)裝置，確保塔機(jī)的作業(yè)安全。
　　 目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的一些塔機(jī)保護(hù)裝置還只停留在“四限位兩保險(xiǎn)”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(xiǎn)為吊鉤保險(xiǎn)和卷筒保險(xiǎn)。這些安全保護(hù)裝置無(wú)法完成塔機(jī)工作過(guò)程中有關(guān)參數(shù)的顯示，

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

4、度、工作現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速等關(guān)鍵參數(shù)的信號(hào)采集。它具有良好的人機(jī)界面參數(shù)設(shè)定功能及參數(shù)顯示功能，通過(guò)液晶顯示器完成對(duì)塔機(jī)工作過(guò)程中有關(guān)參數(shù)的顯示，通過(guò)鍵盤塔機(jī)操作人員可以根據(jù)塔機(jī)本身所特有的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改塔機(jī)安全作業(yè)參數(shù)，通過(guò)掉電非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器保存最近20次違規(guī)的工況數(shù)據(jù)，為塔機(jī)監(jiān)管部門鑒別事故責(zé)任提供依據(jù)。同時(shí)本系統(tǒng)還配有光電耦合輸出接口，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)的停止，當(dāng)塔機(jī)工作過(guò)程因操作失誤而引起超限超載時(shí)，聲光報(bào)警電路會(huì)報(bào)警，并能自動(dòng)

5、切斷塔機(jī)向危險(xiǎn)方向運(yùn)行的控制電路，有效地起到塔機(jī)安全監(jiān)控目的?？紤]到塔機(jī)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(jì)中，采用光電隔離技術(shù)、去耦技術(shù)、濾波技術(shù)等來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性，在軟件設(shè)計(jì)中采用看門狗、數(shù)字濾波等措施來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的電路板進(jìn)行軟硬件調(diào)試及系統(tǒng)基本功能驗(yàn)證。
　　 該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械和電子傳感器的基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)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(jī)工作狀