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履帶吊安全監控系統硬件設計都包含哪些部分?

來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2018-02-23 16:45:00

由于履帶起重機結構復雜、臂架組合模式多、高度大、鴦b高、作業環境復雜,每年都會因控制問題而引發重大人員傷亡事故。履帶吊一旦發生事故,不但有^員傷亡,而且會造成重大經濟損失。為了讓履帶起重機更好的工作,其安全性必須得到保證,如果在履帶吊的控制室內裝有監控系統將會極大的減少事故的發生率。因此,履帶吊監控系統研究開發是很有實際意義的。


履帶式起重機安全監控系簡介

履帶起重機(又稱履帶吊)是工程起重機行業的—個重要門類,具有吊重能力強,接地比壓小,轉彎半徑小。可以帶載行駛等優點,被廣泛地應用于搭建橋梁、安裝發電設備、安裝煉油設備、架設風力發電機組以及建設海上工作平臺等施工項目。由于履帶起重機結構復雜、臂架組合模式多、高度大、重心高、作業環境復雜,每年 都會因控制問題而引發重大人員傷亡事敵。例如:一臺25T起重機在某賓館旁施工超載翻倒,吊臂折斷,當場砸壞高級轎車三輛,所幸無人傷亡,直接經濟損失105萬元初步估計從1999年剄2006年僅國內就有十多起類似的履帶吊事故發生。分析其主要原因:超載、未確定吊運物品的重量或斜拉斜吊等引起吊傾覆傷亡;操作不當,如快放急停造成臂桿彎折;設各安壘保護裝置未裝或失效;由于外界意外發生,如大風,撞電線。因此履帶吊監控系統研究開發迫在眉睫。


履帶吊安全監控系統硬件設計

硬件系統主要包括:傳感器信息采集電路、鍵盤輸入電路、LED顯示電路、控稍輸出電路等,完成了從信號采集薊顯示輸出等一系列的功能要求,并采取相關措施以提高硬件系統可靠性


1、傳感器選擇和信號采集

信息采集。在重型耄『I械行業,稱重主要用電 阻應變片來傳感,其基本原理:彈性體(彈性元 件,敏感梁】在夕}力作用下產生彈性變形,使粘貼 在它表面的電阻應變片隈換元件)也隨同產生 變形,電阻應變片變形后,它的阻值將發生變化 僧大或減小),再經相應的測量電路把這一電阻 變化轉換為電信號(電壓或電流),從而完成將外 力變換為電信號的過程。 仰角信息采集。于履帶起重視麗言,吊臂揚 起運動的仰角范圍為:0~9076,為了進行力矩限 制,吊臂傾角檢測非常重要。對于f麴的測量方 法比較多,按工作原理的不同將其分為三大類: 即利用重力加速度的擺式煩角傳感器,利用角 速度積分的傾角傳感器和復合式傾角傳感器。 角速度積分的傾角傳感器必須限定角速度的漂 移,還要進行初始對準,對于加速度型傾角傳感 器。雖然這一類傳感器一般都存在一定的非線 性,但測量范圍相對較寬,實用方便。 現場風速信息采集。選用光電型數字風速 傳感器,其采用低慣性輕金屬風杯,隨風旋轉,帶動同軸截光盤轉動,以光電子掃描輸出脈沖 串,輸出相應于轉數的脈沖頻率對應值,便于采 集及處理。


2、接口電路設計

單片機應用系統中,通常都要有^機對話 功能。它包括人對監控系統的狀態干預與數據 輸入以及監控系統向人報告運行狀態與運行結 果以及故障顯示記錄。往往人機界面的優劣程 度關系到整個系統的性能和水平。本文選擇鍵 盤作為操縱者對監控系統的狀態干預與數據輸 入的外部設備。用報警指示燈和點陣LCD顯示 器來向操縱者報告系統運行狀態與運行結果。 ”其他單片機系統的數據存儲。單片機在某些測 量、控制等領域的應用中,常要求單片機的內部 和外部RAM中數據在電源掉電時不丟失,重新 加電時RAM中的數據能夠保存完好(本系統對 數據保護的要求就是如j盼。懸臂長,起重機工作 歷史曲線,時間等參數。另外,系統與外部通信 的數據,也要保存,從Pc機下傳的數據和要給 PC機傳輸的數據。不能在掉電后丟失。為了實 現對上述數據準確、可靠的保存,甓要對系統的 RAM方案進行掉電保護設計。 實時時鐘功能的實現。為方便用戶,本系統 具有實時時鐘功能:系統應能提供具體的月、 日、時、分信息,不要求有年、秒的信息。實現日 歷時鐘功能有兩種方法,即硬件法和軟件法。由 于系統要實現各種控制策略,不希望實時時鐘 程序過多的占用CPU的時間。所以通常不宜采 用軟件法,而采用硬件芯片來實現日歷時鐘功 能。它可以節省CPU的時間、提高效率,是—種 有效的方法。用硬件實現實時時鐘設計時,對日歷時鐘芯片的選擇常常從以下三個方面考慮:

①芯片的功能要強,功耗低,外圍線路簡單,軟 件開銷小;②性能價格比離;③可靠性好。 人柳j菌道的設計。單片機應用系統中,通常 都要有人機對話功能。它包括人對應用系統的 狀態干預與數據輸入以及應用系統向^報告運 行狀態與運行結果。往往人機界面的優劣程度 關系到整個系統的性能和水平。本文選擇鍵盤 作為操縱者對應用系統的狀態干預與數據輸入 的外部設備,用報警指示燈和LCD顯示器來向 操縱者報告系統運行狀態與運行結果。

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