基于ARM的塔式起重机智能监测与防护系统研究

发布时间：2020-05-26 09:28

【摘要】： 随着我国建筑业的快速发展,用于高层建筑施工运输的塔式起重机的应用越来越广泛。塔机工作重心高、起重量大、运行速度快,且施工现场常有周围建筑物和多台近距离交叉作业塔机的阻挡,给塔机的安全施工带来种种隐患。如何采用先进的技术手段保证塔机施工安全就日渐成为人们的关注热点。 由于嵌入式处理器具有数据处理快、体积小、成本低等特点、并易于实现无线通信和网络功能,采用嵌入式技术构建工作状态监测装置已成为产品智能监控的重要发展趋势。 在分析塔机工作特点和安全监测要求的基础上,构建了基于ARM的塔机智能监测与防护系统总体方案设计,系统以ARM信息处理器为核心、采用485总线技术为纽带,使得系统采集模块及PLC输出模块与核心ARM处理器实现无缝连接。外围采用半双工无线电台与GPRS模块实现多塔机间的数据交换及远程数据反馈。论文对多塔机间无线通讯组网、基于总线技术的塔机实时数据信息采集、基于无线数字数传电台的数据传输及传感器的选用等问题进行了深入分析。 针对塔机防碰撞问题进行了详细的分析与讨论,建立基于ARM嵌入式结构的分布式塔群防碰撞系统模型,设计了塔式起重机智能监测与防护软硬件结构,从而构成一个完整的多塔机防碰撞控制系统。 针对塔机实时状态监测与安全控制要求,以嵌入式软件技术为基础,设计了基于Linux及MiniGUI的软件系统模型,建立基于MODBUS协议的多传感器的采集与PLC控制软件系统。软件系统中两个主要线程——通讯流程和数据采集处理,采用并行处理思想,使两者分时并行,保证系统的实时性。 对系统样机进行了的功能、稳定性及工作精度测试。开启三台塔机智能监测系统对多塔机间的防碰各类情况进行试验。结果表明：研制的塔式起重机智能监测系统较为成功地达到了预期的设计指标。
【图文】：

起重机之间存在碰撞可能，容易造成安全隐患，据不完全统计，现场塔式起重机之间相互碰撞事故发生率仅次于倒塔、碰撞高压电线及重物脱钩等事故。如图1一2为某一实际工地的塔式起重机布置工程图，图中各同心圆均是以各塔式起重机的塔基所在坐标为圆心，实线圆半径则为各塔式起重机的起重臂长，，虚线圆半径为平衡臂长;图中直线代表塔式起重机的塔臂，直线上小圆代表小车变幅位置;阴影部分为一条道路。由图可知，4台塔式起重机(TCI~Tc4)布置在同一施工现场，任何一台塔式起重机的动作都可能导致其与其他塔式起重机或工作环境发生干涉或碰撞，此处以TC3塔式起重机为例进行说明存在的碰撞

这些信息大多需要通过相应的传感器进行检测后传输到位于塔式起重机操作室的主控制器内，主控制器经过计算和处理，并将塔式起重机的信息显示在显示屏上，供塔式起重机操作人员观察。图2一1为一台塔式起重机所需要检测信息的传感器安装位置分布情况。吊重传感器一一一一小车变幅传感器月反牛‘一自<·、乙一下\/一女一\\、_矛矛\狱袱矛产才\洲并扩\图2一l塔式起重机监测信息分布图
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH213.3

【引证文献】

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本文编号：2681632