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關(guān)鍵詞：
- 摘要：本文介紹了維控人機界面在塔吊領(lǐng)域的應(yīng)用，針對應(yīng)用背景、系統(tǒng)硬件構(gòu)成、及整體的解決方案進行了詳細(xì)說明。
該方案適用于各種臂式塔式起重機，當(dāng)起重達到額定起重量或規(guī)定力矩值時以及靠近被保護區(qū)域時報警并自動實現(xiàn)相應(yīng)動作。通過監(jiān)控塔吊控制器的數(shù)據(jù)，實時采集塔吊運行數(shù)據(jù)保存到黑匣子，并通過3G模塊將黑匣子數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制端。通過微控顯示屏向操作人員準(zhǔn)確地提供當(dāng)前塔機的主要工作狀態(tài)并增加了區(qū)域保護功能。
一、硬件組成
塔吊控制應(yīng)用系統(tǒng)主要由人機界面、3G模塊和塔吊控制器連接的單片機組成一個完整的控制系統(tǒng)。
其中人機界面選擇WECON人機界面。它是市場上性價比最高的一款觸摸屏，可以與市場上出現(xiàn)的各種PLC通訊，例如三菱、西門子、歐姆龍、艾默生等，還可以通過MODBUS跟單片機直接通訊，其編程方式簡單易學(xué)，即使沒有專業(yè)知識也能快速掌握。觸摸屏的反應(yīng)速度快，可以滿足現(xiàn)場的較高要求。
二、應(yīng)用背景
建筑施工現(xiàn)場推廣的塔吊安全監(jiān)控設(shè)備，其功能必須滿足《關(guān)于推廣和使用塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)工作實施方案》中提出的相關(guān)要求，能夠按照統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議，將力矩、重量、高度、幅度、回轉(zhuǎn)、風(fēng)速、區(qū)域保護、碰撞等運行信息實時傳輸至塔吊安全監(jiān)控平臺，且報警誤差不得大于5%，同時實現(xiàn)地面監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
塔吊在運行過程中，監(jiān)控設(shè)備會對接近安全使用性能參數(shù)極限值時的操作行為發(fā)出報警提示信息，提示操作者向安全區(qū)域操作，達到降低安全生產(chǎn)事故的目的，并對違規(guī)行為進行統(tǒng)計，指導(dǎo)各部門設(shè)備管理人員對塔吊進行針對性管理，是設(shè)備安全運行的一種輔助手段。安裝完畢后，對塔吊的機械限位和安全報警裝置，嚴(yán)格按照塔吊安全使用性能要求進行調(diào)試。
黑匣子的介紹：
什么是塔機黑匣子：“黑匣子”是對“數(shù)據(jù)記錄儀”一個通俗的叫法，它能把停止工作前的數(shù)據(jù)保存下來，供實驗、事故分析之用。可以這樣定義塔機黑匣子：它是一種對塔機的工作狀況進行記錄的設(shè)備，記錄的數(shù)據(jù)可在需要的時候重新讀出還原塔機的工作狀況。
隨著社會的發(fā)展，人們對安全的要求越來越高，意外事故所造成的損失也越來越大，于是人們?yōu)榱巳娣治鍪鹿实陌l(fā)生原因，有效預(yù)防事故的發(fā)生，將“黑匣子”技術(shù)引入了各個領(lǐng)域，出現(xiàn)了“船用黑匣子”、“汽車黑匣子”、“電梯黑匣子”以及我們今天見到的“塔機黑匣子”。
塔機黑匣子存在的意義：塔機黑匣子作為“黑匣子”的一個分支在繼承了基本的數(shù)據(jù)記錄功能的同時也有其自身的特點，就我國現(xiàn)生產(chǎn)銷售的塔機黑匣子來說大多都附帶有數(shù)據(jù)顯示、限重限位功能，現(xiàn)在變成了操作人員有預(yù)見的事先處理，通過讀取顯示數(shù)據(jù)就能事先知道所起吊的貨物是否是在額定吊重量內(nèi)的，能夠水平運送的最大幅度在哪個位置。可大幅降低超限作業(yè)的風(fēng)險，延長塔機的大修周期。其二，塔機黑匣子記錄的數(shù)據(jù)可以作為安全生產(chǎn)管理的有效依據(jù)，通過定期讀取記錄數(shù)據(jù)對頻繁危險作業(yè)的人員進行安全教育，可起到防微杜漸的作用。
三、量身定做的方案
該應(yīng)用案例可以分成三大塊：
工作流程的監(jiān)控：這是用來實時監(jiān)控的主要部分；監(jiān)控小車位置、掛鉤位置等實時數(shù)據(jù)，和報警情況，如：左、右限位，遠(yuǎn)、近限位，力矩報警等實時信息。
調(diào)試流程：主要是用來初始化調(diào)試數(shù)據(jù)參數(shù)，如塔吊的倍率、小車位置、小車檔位、回轉(zhuǎn)角度、吊鉤位置等。
黑匣子查詢：實時采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控端，用來分析數(shù)據(jù)。
3.1工作流程監(jiān)控
在工作流程中，對數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。單片機將塔吊中掛鉤高度，檔位，回轉(zhuǎn)角度等實時數(shù)據(jù)傳輸給人機界面。
3.2調(diào)試流程
調(diào)試界面包括:高度傳感器校驗及范圍設(shè)定、重量傳感器校驗、小車傳感器校驗及范圍設(shè)定、回轉(zhuǎn)傳感器校驗及范圍設(shè)定等。例如小車調(diào)試如下圖：
3.3黑匣子查詢
整個工程運行過程中會實時采集數(shù)據(jù)，存儲到黑匣子內(nèi)。并將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心。
四、結(jié)論
通過客戶反應(yīng)，盡管在塔吊行業(yè)，現(xiàn)場灰塵多、干擾大、溫度高等其他情況，WECON觸摸屏完全可以適應(yīng)這個行業(yè)。采用微控人機界面后，大大減少了塔吊操作的人力，提高了塔吊對小車和掛鉤精確操作的要求，保證了設(shè)備的運行效率
