塔式起重機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)

高 誠(chéng)趙小兵毛居雙金素杰陳平碩

(1.遼寧省安全科學(xué)研究院 沈陽(yáng) 110004)

(2.沈陽(yáng)三洋建筑機(jī)械有限公司 沈陽(yáng) 110044)

塔式起重機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)

高 誠(chéng)1趙小兵1毛居雙1金素杰1陳平碩2

(1.遼寧省安全科學(xué)研究院 沈陽(yáng) 110004)

(2.沈陽(yáng)三洋建筑機(jī)械有限公司 沈陽(yáng) 110044)

本文介紹了在不改變塔式起重機(jī)的操控系統(tǒng)及金屬結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，升級(jí)頂升平臺(tái)操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程；闡述了系統(tǒng)的構(gòu)成及功能、原理；通過(guò)對(duì)傳感器精度、聯(lián)機(jī)模擬和裝機(jī)試驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理的正確性和功能、精度的符合性；提高了作業(yè)人員對(duì)安拆作業(yè)危險(xiǎn)因素的辨識(shí)、控制能力和設(shè)備的本質(zhì)安全性。

塔式起重機(jī) 監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)研發(fā) 傳感器

塔式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱“塔機(jī)”)的使用量不斷增多,重大事故頻頻發(fā)生,其中安拆作業(yè)過(guò)程中的事故發(fā)生率占比較大［1-3］。Terry McGettigan分析了2009年塔式起重機(jī)事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［4］,總計(jì)176起,共造成75人死亡,其中53起事故和52人死亡是在安拆作業(yè)過(guò)程中發(fā)生的,占比分別為30%和69%,事故發(fā)生率和死亡率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他作業(yè)環(huán)節(jié)。

人的不安全行為是導(dǎo)致安拆作業(yè)事故的主因,例如掛靴操作不規(guī)范、配重不平衡、套架冒頂、起重臂轉(zhuǎn)臂及頂風(fēng)作業(yè)等情況時(shí)有發(fā)生。但現(xiàn)有的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)僅能監(jiān)控載荷運(yùn)輸環(huán)節(jié),缺乏對(duì)安拆作業(yè)過(guò)程的安全監(jiān)控,而頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)旨在使塔式起重機(jī)在安拆作業(yè)過(guò)程中對(duì)人的不安全行為具備一定辨識(shí)和控制能力,進(jìn)而有效遏制安拆作業(yè)事故的發(fā)生,保障作業(yè)人員和使用設(shè)備的安全。

本文從監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證四個(gè)方面分別闡述塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。

1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及其工作原理

塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、傳感器監(jiān)測(cè)裝置和報(bào)警裝置等部分組成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。人機(jī)交互系統(tǒng)采用觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)其功能,傳感器監(jiān)測(cè)裝置包括套架導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測(cè)裝置、套架傾斜度監(jiān)測(cè)裝置、液壓缸頂升力監(jiān)測(cè)裝置、作業(yè)風(fēng)速監(jiān)測(cè)裝置、液壓缸行程監(jiān)測(cè)裝置、冒頂位置監(jiān)測(cè)裝置、掛靴就位監(jiān)測(cè)裝置以及起重臂臂架就位監(jiān)測(cè)裝置,報(bào)警裝置包括報(bào)警燈和19路MP3大功率語(yǔ)音播放板。

圖1 塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理為:PLC作為系統(tǒng)的控制核心,操作人員通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)即觸摸顯示屏與PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)指令和信息的互傳,傳感器監(jiān)測(cè)裝置將采集的模擬量或數(shù)字量信息通過(guò)模擬量或數(shù)字量輸入模塊輸入PLC控制系統(tǒng),經(jīng)數(shù)據(jù)運(yùn)算分析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)塔式起重機(jī)各重要部件的位置參數(shù)和狀態(tài)信息,同時(shí)輸出指令控制液壓泵站和報(bào)警裝置,從而幫助操作人員實(shí)時(shí)控制塔式起重機(jī)安拆作業(yè)的全過(guò)程。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 PLC控制系統(tǒng)

PLC是專門(mén)為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置,廠家在硬件和軟件上都采用了大量的抗干擾措施,一般不需要采取特別的抗干擾措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用,PLC在強(qiáng)電磁場(chǎng)、強(qiáng)腐蝕、高粉塵、高低溫劇烈變化等惡劣環(huán)境下具備廣泛的應(yīng)用性［5］,且其價(jià)格低廉、功能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

PLC的核心控制部件主要進(jìn)行模擬信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、開(kāi)關(guān)量的接收以及報(bào)警系統(tǒng)和液壓泵站的控制。

2.2 人機(jī)交互系統(tǒng)

人機(jī)交互系統(tǒng)是操作人員與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互通的媒介。觸摸顯示屏具有結(jié)實(shí)耐用、操作方便等特點(diǎn),且能通過(guò)文字、圖像、動(dòng)畫(huà)等多種形式直觀形象地傳遞信息,因而成為本系統(tǒng)的首選。

觸摸顯示屏通過(guò)組態(tài)軟件構(gòu)建操作頁(yè)面,建立信息通訊,通過(guò)與PLC控制系統(tǒng)的信息互通,及時(shí)準(zhǔn)確的傳遞操作人員的指令并實(shí)時(shí)顯示塔機(jī)各重要部件的位置參數(shù)和狀態(tài)信息,輔助操作人員實(shí)時(shí)控制塔機(jī)安拆作業(yè)的全過(guò)程。

2.3 傳感器監(jiān)測(cè)裝置

塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)采集塔機(jī)各重要部件的位置參數(shù)和狀態(tài)信息,并傳遞至PLC控制系統(tǒng)。采集位置涉及套架導(dǎo)輪、套架主肢、上下掛靴、液壓缸和回轉(zhuǎn)平臺(tái)等,采集信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào)的采集裝置包括套架導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測(cè)裝置、套架傾斜度監(jiān)測(cè)裝置、液壓缸頂升力監(jiān)測(cè)裝置、作業(yè)風(fēng)速監(jiān)測(cè)裝置和液壓缸行程監(jiān)測(cè)裝置,數(shù)字信號(hào)的采集裝置包括冒頂位置監(jiān)測(cè)裝置、掛靴就位監(jiān)測(cè)裝置和起重臂臂架就位監(jiān)測(cè)裝置。

●2.3.1 套架導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測(cè)裝置

套架上部載荷不平衡、風(fēng)載過(guò)大或套架制造或安裝誤差等影響因素都可能導(dǎo)致套架和塔身遭受附加力矩作用,套架導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測(cè)旨在監(jiān)測(cè)起升平面內(nèi)的八個(gè)導(dǎo)輪輪壓不超過(guò)允許值,從而有效避免了套架和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的局部失效。

套架導(dǎo)輪輪壓監(jiān)測(cè)裝置采用銷軸式壓力傳感器,該傳感器替代套架導(dǎo)輪的輪軸,將采集的導(dǎo)輪向心壓力信號(hào)傳輸給PLC。

●2.3.2 套架傾斜度監(jiān)測(cè)裝置

套架傾斜可能導(dǎo)致套架和塔身遭受附加載荷作用,套架傾斜度監(jiān)測(cè)功能旨在監(jiān)測(cè)套架在水平面兩個(gè)維度內(nèi)的傾斜度不超過(guò)允許值,保證套架和塔身處于適當(dāng)?shù)拇怪倍取?/p>

套架傾斜度監(jiān)測(cè)裝置采用雙軸傾角傳感器,該傳感器安裝在與套架主肢垂直的安裝架上,將采集的套架在水平面兩個(gè)維度的傾斜角度信號(hào)傳輸給PLC。

●2.3.3 液壓缸頂升力監(jiān)測(cè)裝置

液壓缸頂升力監(jiān)測(cè)功能旨在監(jiān)測(cè)液壓缸頂升和下降時(shí)傳遞的載荷是否正常,若在上升時(shí)壓力超過(guò)允許值則可能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象,而在下降時(shí)壓力低于下限值則可能出現(xiàn)套架非正常下降或頂升橫梁提起等現(xiàn)象。

液壓缸頂升力監(jiān)測(cè)裝置采用液壓壓力傳感器,該傳感器安裝在液壓泵站進(jìn)出油管處,將采集的液壓缸進(jìn)出油壓力信號(hào)傳輸給PLC,依據(jù)液壓缸的直徑和回油腔的面積分別計(jì)算進(jìn)油腔和回油腔的壓力,兩者之差即為液壓缸頂升力。

●2.3.4 作業(yè)風(fēng)速監(jiān)測(cè)裝置

作業(yè)風(fēng)速監(jiān)測(cè)功能旨在監(jiān)測(cè)安拆作業(yè)前和安拆作業(yè)中的實(shí)時(shí)風(fēng)速,防止頂風(fēng)作業(yè)的情況出現(xiàn)。

作業(yè)風(fēng)速監(jiān)測(cè)裝置采用風(fēng)速傳感器,該傳感器安裝在與套架主肢垂直的安裝架上,實(shí)時(shí)采集安拆作業(yè)中的風(fēng)速信號(hào)并傳輸給PLC。

●2.3.5 冒頂位置監(jiān)測(cè)裝置

冒頂位置監(jiān)測(cè)功能旨在防止套架導(dǎo)輪超過(guò)上部標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂部,避免安拆作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。

冒頂位置監(jiān)測(cè)裝置采用鏡面反射光電傳感器,共有兩組,鏡面反射光電傳感器和反射器分別安裝在套架的四個(gè)主肢上,平行于頂升橫梁的鏡面反射光電傳感器和反射器為一組配合工作,安裝高度應(yīng)一致且保證:安拆作業(yè)中,套架相對(duì)最上層標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處于最高位置,套架下行時(shí)傳感器接收不到反射光線,套架上行時(shí)傳感器可接收到反射光線。

●2.3.6 掛靴就位監(jiān)測(cè)裝置

掛靴就位監(jiān)測(cè)功能旨在監(jiān)測(cè)上下掛靴是否正確鉤掛到頂升踏步上,阻止了掛靴未就位即開(kāi)始作業(yè)的誤操作或作業(yè)過(guò)程中掛靴意外脫開(kāi)的誤動(dòng)作。

掛靴就位監(jiān)測(cè)裝置采用接近開(kāi)關(guān),包括上掛靴就位監(jiān)測(cè)裝置和下掛靴就位監(jiān)測(cè)裝置兩組接近開(kāi)關(guān),每組接近開(kāi)關(guān)由左右兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)組成,接近開(kāi)關(guān)安裝于掛靴上,且保證:掛靴與踏步連接時(shí)接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作,掛靴與踏步接觸連接后接近開(kāi)關(guān)自動(dòng)復(fù)位。

●2.3.7 起重臂臂架就位監(jiān)測(cè)裝置

起重臂臂架就位監(jiān)測(cè)功能旨在監(jiān)測(cè)起重臂臂架是否到達(dá)作業(yè)指定位置,阻止了起重臂臂架未就位即開(kāi)始作業(yè)的誤操作或作業(yè)過(guò)程中起重臂臂架回轉(zhuǎn)的誤動(dòng)作。

起重臂臂架就位監(jiān)測(cè)裝置采用鏡面反射型光電傳感器,鏡面反射光電傳感器和反射器分別安裝于上下回轉(zhuǎn)平臺(tái)相對(duì)表面上,且保證:起重臂位置相對(duì)于作業(yè)位置偏轉(zhuǎn)±5°范圍內(nèi)傳感器可接收到反射光線,否則接收不到反射光線。

●2.3.8 液壓缸行程監(jiān)測(cè)裝置

液壓缸行程監(jiān)測(cè)功能旨在監(jiān)測(cè)液壓缸頂升或下降行程,為安拆作業(yè)提供套架的實(shí)時(shí)位置,在液壓缸伸縮達(dá)到預(yù)定位置后提醒作業(yè)人員結(jié)束該次作業(yè)循環(huán)。

液壓缸行程監(jiān)測(cè)裝置采用激光測(cè)距傳感器,安裝于液壓缸上支撐橫梁的下表面,且保證:安裝后,激光束應(yīng)能平行于油缸軸線射出且落于頂升橫梁上表面。

2.4 報(bào)警裝置

報(bào)警裝置包括報(bào)警燈和19路MP3大功率語(yǔ)音播放板,接受PLC信息并采取聲光兩種形式警示或指導(dǎo)作業(yè)人員。

3 軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的PLC控制程序由主程序和3個(gè)子程序組成。主程序?yàn)榻邮毡O(jiān)測(cè)裝置信號(hào),調(diào)用相應(yīng)子程序,并設(shè)置報(bào)警條件。3個(gè)子程序分別服務(wù)于信息采集與處理系統(tǒng),報(bào)警系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的主程序流程如圖2所示。

系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后,先將各部分初始化,傳感器監(jiān)測(cè)裝置采集塔機(jī)各重要部件的位置參數(shù)和狀態(tài)信息,模擬量傳感信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,處理后的模數(shù)信息經(jīng)輸入模塊上傳系統(tǒng)控制核心,根據(jù)作業(yè)指令信號(hào)判斷液壓缸伸縮作業(yè)要求,調(diào)用報(bào)警信息處理與輸出子程序判斷預(yù)設(shè)的報(bào)警條件是否滿足,若符合報(bào)警條件,則報(bào)警器播報(bào)相應(yīng)語(yǔ)音提示并伴以燈光報(bào)警信號(hào),觸摸屏中顯示報(bào)警信息,液壓泵站停止供電,若所有的報(bào)警條件均未達(dá)到,則PLC控制液壓泵執(zhí)行系統(tǒng)作業(yè)指令,液壓缸伸縮到預(yù)定位置后,由作業(yè)人員確認(rèn)后可結(jié)束該次作業(yè)循環(huán)。

人機(jī)交互系統(tǒng)的核心是觸摸屏界面組態(tài)設(shè)計(jì),共有7個(gè)過(guò)程畫(huà)面:初始化界面、總監(jiān)控界面、套架導(dǎo)輪壓力界面、套架傾斜度界面、液壓缸狀態(tài)界面、風(fēng)速就位界面和參數(shù)設(shè)置界面?？偙O(jiān)控界面如圖3所示,顯示內(nèi)容包括套架導(dǎo)輪壓力、套架傾斜度、液壓缸頂升力、液壓缸行程、風(fēng)速等參數(shù)和冒頂、起重臂就位、掛靴就位等狀態(tài)。參數(shù)設(shè)置界面如圖4所示,需要設(shè)置的參數(shù)包括液壓缸原始長(zhǎng)度、液壓缸截面面積、液壓缸行程上限、液壓缸行程下限、液壓缸頂升力限值、導(dǎo)輪壓力限值、套架傾斜度限值和風(fēng)速限制,另外還設(shè)有語(yǔ)音報(bào)警開(kāi)關(guān)。其余參數(shù)和狀態(tài)顯示界面以圖或表等形式詳細(xì)顯示相應(yīng)信息,在此不一一贅述。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)主程序流程圖

圖3 監(jiān)控系統(tǒng)總監(jiān)控界面

圖4 監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)試制完成后,按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了傳感器試驗(yàn)、聯(lián)機(jī)模擬試驗(yàn)和裝機(jī)試驗(yàn)。

傳感器裝置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按照制造單位和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提供的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)條件,分別進(jìn)行了絕緣試驗(yàn)、溫度適應(yīng)性試驗(yàn)、防水試驗(yàn)、防塵試驗(yàn)、誤差試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn),經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證所選用的傳感器及其附件的性能和精度均能滿足設(shè)計(jì)要求。

聯(lián)機(jī)模擬試驗(yàn)在試驗(yàn)車間內(nèi)完成,控制系統(tǒng)與傳感器監(jiān)測(cè)裝置、試驗(yàn)液壓系統(tǒng)等按設(shè)計(jì)要求完成連接,按模擬工況完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置,模擬試驗(yàn)時(shí)依次模擬塔機(jī)各重要部件的位置參數(shù)和狀態(tài)信息超過(guò)限值要求或人為動(dòng)作,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)合理可行,系統(tǒng)工作原理能滿足設(shè)計(jì)要求和作業(yè)需求。

裝機(jī)試驗(yàn)是在塔機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)完成。各傳感器監(jiān)測(cè)裝置安裝在設(shè)計(jì)指定位置,控制系統(tǒng)與傳感器監(jiān)測(cè)裝置、塔機(jī)液壓系統(tǒng)等按設(shè)計(jì)要求完成連接,按試驗(yàn)工況完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。按照塔機(jī)頂升和拆卸全過(guò)程進(jìn)行超限作業(yè)試驗(yàn),一個(gè)作業(yè)試驗(yàn)循環(huán)中,應(yīng)創(chuàng)造試驗(yàn)條件保證各傳感器監(jiān)測(cè)參數(shù)或狀態(tài)超限一次,共進(jìn)行作業(yè)試驗(yàn)循環(huán)十次。按照塔機(jī)頂升和拆卸全過(guò)程進(jìn)行正常作業(yè)試驗(yàn),試驗(yàn)中記錄各傳感器監(jiān)測(cè)參數(shù)或狀態(tài),共進(jìn)行作業(yè)試驗(yàn)循環(huán)五十次。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求,其功能特性和技術(shù)指標(biāo)能滿足塔機(jī)安拆作業(yè)的作業(yè)需求。

監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證,具備以下特點(diǎn):

1)安裝方便。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝不需要改變套架原有結(jié)構(gòu),控制柜體積小,方便安裝在頂升平臺(tái)上,除導(dǎo)輪輪軸需替換外,其余傳感器監(jiān)測(cè)裝置僅需固定安裝。

2)操作簡(jiǎn)單。觸摸屏界面顯示直觀,便于操作者直觀地了解塔機(jī)的作業(yè)位置和狀態(tài),不改變?cè)凶鳂I(yè)流程,方便作業(yè)人員操控使用。

3)安全性高。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的參數(shù)和狀態(tài)在塔機(jī)安拆作業(yè)中起著極其關(guān)鍵的作用,當(dāng)作業(yè)過(guò)程偏離安全范圍時(shí)報(bào)警系統(tǒng)將啟動(dòng),切斷供電,播報(bào)語(yǔ)音提示,從而提高了設(shè)備的本質(zhì)安全性。

5 工程應(yīng)用

塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控塔機(jī)安拆作業(yè)過(guò)程,有效地遏制了因人的不安全行為和設(shè)備的安全隱患而發(fā)生的安全事故,通過(guò)監(jiān)控套架導(dǎo)輪輪壓和傾斜度,保證了上部載荷的配平,通過(guò)監(jiān)控液壓缸頂升力,及時(shí)發(fā)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程中的卡阻現(xiàn)象,通過(guò)冒頂位置和掛靴就位監(jiān)測(cè),防止冒頂或掛靴就位異常等工況的出現(xiàn),通過(guò)風(fēng)速和臂架位置監(jiān)測(cè),為安拆作業(yè)提供了合格的作業(yè)環(huán)境,從根本上保障了作業(yè)過(guò)程的安全,滿足作業(yè)安全性和實(shí)用性的要求。

為開(kāi)展塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,通過(guò)選取40臺(tái)在用塔機(jī)作為工程試驗(yàn)應(yīng)用對(duì)象,工程應(yīng)用試驗(yàn)塔機(jī)均為兩工地在用建設(shè)塔機(jī),按服役時(shí)間、使用輕重頻繁程度、使用頻次和設(shè)備型號(hào)4個(gè)參數(shù)平均取樣。服役時(shí)間分別為1年、4年、7年和10年,使用輕重頻繁程度分別為常輕載使用、常中載使用、常重載使用和常滿載使用,使用頻次分別為100次/天及以下、100～300次/天、300～500次/天和500次/天及以上,設(shè)備型號(hào)分別為QTZ40、QTZ63、QTZ80和 QTZ125。

經(jīng)過(guò)6個(gè)月的工程應(yīng)用試驗(yàn)驗(yàn)證,塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)共完成417次作業(yè)任務(wù),報(bào)警系統(tǒng)共啟動(dòng)212次,其中,套架導(dǎo)輪輪壓超限113次,套架傾斜度超限93次,掛靴就位異常3次,臂架位置異常2次,液壓缸頂升力超限1次。工程應(yīng)用過(guò)程中,傳感器裝置正常且監(jiān)控功能運(yùn)行良好,控制系統(tǒng)未出現(xiàn)控制錯(cuò)誤,工作指令和報(bào)警信號(hào)的發(fā)出準(zhǔn)確無(wú)誤,且監(jiān)控系統(tǒng)的安裝方便,使用便捷,得到了作業(yè)人員的一致好評(píng)。

6 結(jié)束語(yǔ)與展望

本文介紹的塔機(jī)頂升平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)塔式起重機(jī)安拆作業(yè)中監(jiān)控技術(shù)的空白,在不改變?cè)兴狡鹬貦C(jī)操控系統(tǒng)及金屬結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,方便快捷地升級(jí)了現(xiàn)有頂升平臺(tái)的操縱系統(tǒng),解決了物的不安全狀態(tài),提高了設(shè)備的本質(zhì)安全性,使塔式起重機(jī)在安拆作業(yè)過(guò)程中對(duì)人的不安全行為具備一定辨識(shí)和控制能力。該系統(tǒng)完成了40臺(tái)塔機(jī)的工程應(yīng)用試驗(yàn),在工程應(yīng)用試驗(yàn)中實(shí)時(shí)監(jiān)控了作業(yè)人員的操作和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),其中套架導(dǎo)輪輪壓和傾斜度超限情況突出,有效地遏制了這一危險(xiǎn)源可能導(dǎo)致的安全事故,同時(shí)也降低了其他事故發(fā)生的概率,成功地驗(yàn)證了該監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能和效果。因此,該系統(tǒng)的應(yīng)用推廣能有效地避免塔機(jī)安拆作業(yè)事故的發(fā)生,可以提高塔機(jī)安拆作業(yè)的安全可靠性和智能化水平,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,對(duì)完善塔機(jī)的設(shè)計(jì)制造具有較大的借鑒和指導(dǎo)意義。

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Design and Development of the Monitoring and Controlling System on the Climbing Frame of the Tower Crane

Gao Cheng1Zhao Xiaobing1Mao Jushuang1Jin Sujie1Chen Pingshuo2
(1. Liaoning Academy of Safety Science Shenyang 110004)
(2. Sanyang Building Machinery Co., Ltd. of Shenyang Shenyang 110044)

This paper introduces the design of the monitoring and controlling system on the climbing frame of the tower crane, unchanging the original control system and metal structure of the tower crane. The composition,function and principle of the system are explained. The design principle, function and accuracy of the system are veri fi ed by the sensor test, simulation test and fi eld test. The system could help operators to recognize and handle with the danger while climbing operation, and increase the intrinsic safety of the tower crane.

Tower crane Monitoring and controlling system Design and development Sensor

X924

：B

1673-257X(2017)07-0015-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.07.004

高誠(chéng)（1983～)，男，碩士，工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)工作。

高誠(chéng)，E-mail： dutgao@sina．com。

質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目“電梯塔機(jī)等特種設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控技術(shù)研究研制”（201410139）

2016-12-08）