塔式起重机防碰撞技术与安全监控系统研究

发布时间：2017-04-08 18:19

  本文关键词：塔式起重机防碰撞技术与安全监控系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塔式起重机作为一种重要的起重运输机械,在建筑施工中发挥着关键作用。目前,国内塔机的安全保护装置对预防碰撞的作用有限,时有事故发生,对社会造成了重大影响。因此,对塔机防碰撞安全监控系统的研究,对建筑施工安全有重要意义。本论文对塔式起重机的多参数监控和多机防碰撞技术进行了研究。针对现有的风险预估算法和实时动态位置计算的防碰撞算法的不足,基于塔机间通讯数据量小、算法简单的要求,提出了通过全程跟踪监控,利用向量计算塔机间距离的防碰撞算法,相较于经典方法比较简单、易于实现。根据塔机的动作差别和运动方向、速度的不同,在不同的碰撞工况下,给出了不同的报警距离计算方法,作为判断塔机是否会发生碰撞的标准,避免了一些特殊的危险工况,同时提高了工作效率与可靠性,采用MATLAB,对塔机的5种碰撞工况进行仿真,验证了算法的可行性。采用西门子S7-200 224XP CPU完成了系统的硬件设计,通过SMART 700 IE触摸屏显示塔机工作状态信息,采用Zigbee数传模块进行塔机之间防碰撞参数的传输,确定了监测塔机参数传感器的安装位置、标定方法和报警设置。基于STEP 7-Micro/WIN的环境,对系统的主程序、信号采集、无线通信和防碰撞程序进行了开发。基于WinCC flexible组态软件,设计了触摸屏的主监控界面、传感器标定界面、多机防碰撞设置界面等操作界面。通过在实验室的模拟试验,验证系统的可行性与有效性。
【关键词】：塔式起重机 防碰撞 安全监控 Zigbee PLC
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 主要研究内容11-12
• 第二章 塔机防碰撞算法研究12-28
• 2.1 塔机防碰撞算法概况12-15
• 2.1.1 风险预估算法12-13
• 2.1.2 实时位置计算算法13-15
• 2.2 基于向量计算的防碰撞算法15-21
• 2.2.1 塔机间距离计算15-18
• 2.2.2 报警设置原则18
• 2.2.3 报警距离计算18-20
• 2.2.4 特殊危险工况20-21
• 2.3 算法仿真21-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 系统硬件设计28-44
• 3.1 安全监控系统参数监测28-31
• 3.2 防碰撞系统参数监测31-33
• 3.2.1 编码器31-32
• 3.2.2 参数监测32-33
• 3.3 实时无线通讯系统33-37
• 3.3.1 实时无线通讯技术33-34
• 3.3.2 Zigbee模块及配置方法34-37
• 3.4 控制器37-39
• 3.4.1 PLC的选型38
• 3.4.2 I/O地址分配及接线原理图38-39
• 3.5 触摸显示屏39-40
• 3.6 系统的安装40-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 系统软件设计44-54
• 4.1 PLC的编程44
• 4.2 主程序44-46
• 4.3 信号采集程序设计46-49
• 4.3.1 模拟量的采集46-47
• 4.3.2 频率信号采集47-49
• 4.4 防碰撞程序设计49-50
• 4.5 串.通信程序设计50-52
• 4.6 WinCC flexible组态界面52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第五章 系统模拟试验54-59
• 5.1 试验条件54-55
• 5.2 试验内容与结果55-58
• 5.3 试验结论58-59
• 结论与展望59-61
• 结论59-60
• 展望60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间主要研究成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王涛;罗文龙;姚金柯;;群塔监控系统设计[J];建筑机械;2008年13期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 贾永峰;塔式起重机多源信息监控系统研究[D];西安建筑科技大学;2005年

2 李洪亮;群塔防碰撞算法与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 张维;塔机空间模型的建立和远程监控平台系统的开发[D];西安理工大学;2010年

4 张兵;基于ARM的塔式起重机智能监测与防护系统研究[D];中南大学;2010年

5 高怡;基于风险预测的塔式起重机防碰撞系统研究[D];大连理工大学;2012年

6 赵森森;塔机防碰撞监控系统的研究[D];大连理工大学;2014年

  本文关键词：塔式起重机防碰撞技术与安全监控系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：293410