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塔機(jī)防碰撞系統(tǒng) 黑匣子 安全監(jiān)控系統(tǒng)
1、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本功能
本系統(tǒng)采用當(dāng)前主流的高性能CPU，采用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測各種傳感器單元，并計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，通過顯示部分將這些信息提供給操作者。
當(dāng)起重機(jī)的操作超出了允許的安全范圍，或者接近碰撞區(qū)域，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作者停止違規(guī)操作，同時(shí)發(fā)出禁止向危險(xiǎn)方向運(yùn)動(dòng)的控制信號。
1.1限制塔機(jī)進(jìn)入自身危險(xiǎn)區(qū)域（、小幅度控制點(diǎn)、、小高度、特定回轉(zhuǎn)區(qū)域）；
1.2限制塔機(jī)進(jìn)入周邊特定建筑物范圍；
1.3預(yù)警塔機(jī)進(jìn)入周邊塔機(jī)交互區(qū)域；報(bào)警和提前控制塔機(jī)進(jìn)入碰撞危險(xiǎn)區(qū)域（塔機(jī)與塔機(jī)之間、塔機(jī)與其它吊車之間、塔機(jī)和鋼絲繩之間可能碰撞區(qū)域）；
2、系統(tǒng)構(gòu)成示
防碰撞系統(tǒng)中，有如下傳感器單元構(gòu)成：吊鉤高度傳感器、幅度傳感器、大臂回轉(zhuǎn)傳感器、吊車行走位置傳感器單元構(gòu)成，所有信號進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)。信號進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)后，進(jìn)行計(jì)算各個(gè)參數(shù)，同時(shí)也接收由周邊起重機(jī)傳來的位置、參數(shù)信號。
系統(tǒng)主機(jī)仔細(xì)計(jì)算本機(jī)與周邊起重機(jī)的關(guān)系，一旦檢測出可能發(fā)生碰撞，會(huì)提前預(yù)警，并在快要發(fā)生碰撞之前，發(fā)出控制信號禁止塔機(jī)向危險(xiǎn)區(qū)間運(yùn)行。
2.1顯示器
此界面中，能清晰顯示該塔機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，包括：幅度、高度、回轉(zhuǎn)方位角度等數(shù)據(jù);
7英寸彩色觸摸屏，高亮度,陽光下清晰可見，分辨率800*480。大小：21*14.5*5cm；
2.2系統(tǒng)主機(jī)
系統(tǒng)主機(jī)大小24*21*8cm，提供13個(gè)控制輸出，能同時(shí)檢測6個(gè)模擬量，帶3路RS485,2路CAN總線輸出功能。能根據(jù)現(xiàn)場要求，提供多個(gè)檔位的控制輸出。
控制內(nèi)容包括：禁止幅度、高度、回轉(zhuǎn)動(dòng)作；提前減速幅度、高度、回轉(zhuǎn)動(dòng)作；
2.3高度、幅度、回轉(zhuǎn)傳感器
對于塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)，需要測量精度非常高，我們采用值多圈編碼器來測量高度、幅度。
類型：值編碼器 1024圈，分辨率：每圈1024點(diǎn)
輸入:12V           輸出：RS485    連接軸直徑:10mm
3、防碰撞具體說明
3.1多個(gè)塔機(jī)處于同一個(gè)高度時(shí)，可以檢測臂與臂之間的碰撞
3.2塔機(jī)處于同一高度時(shí)，塔機(jī)大臂與塔機(jī)后臂之間的防碰撞
3.3處于不同高度時(shí)，塔機(jī)大臂與鋼絲繩之間的防碰撞
3.4不同類型起重機(jī)之間防碰撞，大臂與鋼絲繩和大臂本身的防碰撞
3.5起重機(jī)于建筑物體之間的防碰撞

與同行其它公司塔機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)劣比較
首先、能夠有效監(jiān)測塔機(jī)的幅度、高度、回轉(zhuǎn)角、重量、力矩、風(fēng)速、傾角等運(yùn)營量，實(shí)現(xiàn)對塔機(jī)自身運(yùn)作危險(xiǎn)（超重、傾斜過大等）、與障礙物碰撞危險(xiǎn)、與群塔機(jī)協(xié)作碰撞危險(xiǎn)等三種危險(xiǎn)的有效監(jiān)測、預(yù)警和控制。
第二、具有良好的聲光報(bào)警和圖文顯示，每臺(tái)塔吊上的報(bào)警主機(jī)上有超大的10.4寸顯示屏，便于塔吊司機(jī)隨時(shí)觀察附近塔吊的運(yùn)行情況，采用紅、黃、藍(lán)三色形象地顯示周邊建筑物、塔機(jī)的位置和危險(xiǎn)等級，并發(fā)出聲光提示，避免塔機(jī)碰撞事故的發(fā)生。
第三、的分布式計(jì)算模式，每臺(tái)塔吊上的主機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)&立的計(jì)算機(jī)，能接收塔吊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并能立地進(jìn)行塔機(jī)的各種危險(xiǎn)的判斷、預(yù)警和控制。分布式計(jì)算模式的優(yōu)點(diǎn)：1）能大大縮短塔吊之間報(bào)警的時(shí)間，2）減少塔吊上主機(jī)對地面中心的依賴性。
第四、強(qiáng)大的兩種信息傳輸功能。區(qū)域塔吊防碰撞時(shí)是基于高增益天線和的無線，確保在兩公里內(nèi)準(zhǔn)確無誤的接收信號，同時(shí)具有更快的數(shù)據(jù)更新頻率。同時(shí)采用GPRS、CDMA、3g等多種通訊方式完成與遠(yuǎn)程管理平臺(tái)的通訊。
第五、功能強(qiáng)大的遠(yuǎn)程管理平臺(tái)。我公司的遠(yuǎn)程平臺(tái)采用的B/S架構(gòu)，結(jié)合了GIS、GPS、GPRS等多項(xiàng)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對塔機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測、管理。
第六、拆裝方便（采用的是無焊接安裝），系統(tǒng)能夠兼容多種塔機(jī)（包括平臂式、動(dòng)臂式）混合防碰撞。

塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)指數(shù)指標(biāo)要求
（一）實(shí)施B類以上標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)要具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸及功能，對比較大的工地需加裝《視頻系統(tǒng)》（通過加裝攝像頭有利于操作者更直觀的操作）部門也可觀察到工地的實(shí)時(shí)情況，視頻加以保存，對事故發(fā)生后責(zé)任劃分起到重要作用。
（二）能將塔吊運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、視頻及故障記錄發(fā)送到遠(yuǎn)程中心，所有按上述四類標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)都要具有實(shí)時(shí)顯示功能：以圖像、視頻及數(shù)值形式顯示塔吊當(dāng)前狀態(tài)，包括：起升倍率，起重量，工作幅度，塔臂轉(zhuǎn)角，起重力矩百分比，吊鉤高度，現(xiàn)場風(fēng)速，以及當(dāng)前的報(bào)警狀態(tài)。
（三）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)具有的塔吊“黑匣子”記錄功能，要求記錄并存儲(chǔ)至少近30萬個(gè)工作循環(huán)的力矩點(diǎn)，包括力矩發(fā)生時(shí)刻，當(dāng)時(shí)的吊重以及力矩百分比；能夠支持記錄的查閱，并可方便的進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)下載。
（四）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)要求具有繼電器輸出控制功能，在顯示器上明確顯示輸出控制狀態(tài)，并在必要時(shí)報(bào)警。當(dāng)起重力矩大于相應(yīng)幅度額定值并小于額定值110%時(shí)，及時(shí)報(bào)警并停止塔機(jī)上升和向外變幅動(dòng)作，允許有下降方向和向內(nèi)變幅動(dòng)作；對于具有多擋變速的起升機(jī)構(gòu)，當(dāng)起重力矩達(dá)到額定值的80%時(shí)，及時(shí)報(bào)警并將變速速度自動(dòng)轉(zhuǎn)換為抵擋速運(yùn)行。
（五）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)要求適應(yīng)面廣：能方便地安裝在各種品牌、各種規(guī)格的塔機(jī)產(chǎn)品上；能根據(jù)塔機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；模塊設(shè)計(jì)，可進(jìn)行功能擴(kuò)展。
（六）C類標(biāo)準(zhǔn)安裝的塔機(jī)工作空間限制功能：該功能可根據(jù)具體施工環(huán)境進(jìn)行限制區(qū)域設(shè)置，在塔機(jī)工作時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)需要限制塔機(jī)進(jìn)入特定的區(qū)域或進(jìn)入該區(qū)域后不允許吊載。具體要求參見附件2
（七）D類標(biāo)準(zhǔn)安裝的群塔防碰撞功能：對群塔（兩臺(tái)以上），且量它既交迭工作時(shí)，該系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)施情況限制塔機(jī)的回轉(zhuǎn)、變幅運(yùn)動(dòng)防止塔機(jī)間結(jié)構(gòu)、起升繩或吊重發(fā)生相互碰撞。具體要求參見附件3
（八）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)要安裝、使用方便，穩(wěn)定可靠；所有參數(shù)設(shè)定及設(shè)備運(yùn)行記錄都要有密碼保護(hù)，防止非授權(quán)更改。
（九）安全監(jiān)控系統(tǒng)要求具備自檢功能，認(rèn)為拆除或任一傳感器損壞都能及時(shí)顯示。
（十）安全監(jiān)控系統(tǒng)所有傳感器指示精度、抗干擾能力等指標(biāo)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，具體參見附件1。安全監(jiān)控系統(tǒng)的使用壽命要大于塔機(jī)的使用壽命。以上系統(tǒng)都應(yīng)具備手機(jī)實(shí)時(shí)查看和管理（手機(jī)控制功能）如果塔機(jī)有會(huì)以短信通知部門，部門可根據(jù)情況通過手機(jī)鎖定違規(guī)（項(xiàng)）前行動(dòng)力源。

塔機(jī)安全管理系統(tǒng)是基于傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)，數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信技術(shù)相融合的系統(tǒng)平臺(tái)，也可稱為塔機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)系統(tǒng)；該系統(tǒng)可應(yīng)用于塔機(jī)的實(shí)時(shí)，避免因操作者的疏忽或判斷失誤而造成的安全事故，可極大的保證塔機(jī)的安全使用。通過前端裝置和后臺(tái)管理系統(tǒng)無縫融合，實(shí)現(xiàn)了開放式的實(shí)時(shí)塔吊作業(yè)，在對塔吊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場安全的同時(shí)，通過遠(yuǎn)程高速無線數(shù)據(jù)傳輸，將塔吊運(yùn)行工況安全數(shù)據(jù)和報(bào)警信息通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（DTU)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，并能在報(bào)警時(shí)自動(dòng)觸發(fā)手機(jī)短信向相關(guān)人員告知，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程、遠(yuǎn)程報(bào)警，使得塔吊安全成為開放的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。
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