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塔機(jī)防碰撞系統(tǒng) 黑匣子 安全監(jiān)控系統(tǒng)
1、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本功能
本系統(tǒng)采用當(dāng)前主流的高性能CPU，采用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時檢測各種傳感器單元，并計算出各個參數(shù)，通過顯示部分將這些信息提供給操作者。
當(dāng)起重機(jī)的操作超出了允許的安全范圍，或者接近碰撞區(qū)域，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警，提醒操作者停止違規(guī)操作，同時發(fā)出禁止向危險方向運(yùn)動的控制信號。
1.1限制塔機(jī)進(jìn)入自身危險區(qū)域（、小幅度控制點(diǎn)、、小高度、特定回轉(zhuǎn)區(qū)域）；
1.2限制塔機(jī)進(jìn)入周邊特定建筑物范圍；
1.3預(yù)警塔機(jī)進(jìn)入周邊塔機(jī)交互區(qū)域；報警和提前控制塔機(jī)進(jìn)入碰撞危險區(qū)域（塔機(jī)與塔機(jī)之間、塔機(jī)與其它吊車之間、塔機(jī)和鋼絲繩之間可能碰撞區(qū)域）；
2、系統(tǒng)構(gòu)成示
防碰撞系統(tǒng)中，有如下傳感器單元構(gòu)成：吊鉤高度傳感器、幅度傳感器、大臂回轉(zhuǎn)傳感器、吊車行走位置傳感器單元構(gòu)成，所有信號進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)。信號進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)后，進(jìn)行計算各個參數(shù)，同時也接收由周邊起重機(jī)傳來的位置、參數(shù)信號。
系統(tǒng)主機(jī)仔細(xì)計算本機(jī)與周邊起重機(jī)的關(guān)系，一旦檢測出可能發(fā)生碰撞，會提前預(yù)警，并在快要發(fā)生碰撞之前，發(fā)出控制信號禁止塔機(jī)向危險區(qū)間運(yùn)行。
2.1顯示器
此界面中，能清晰顯示該塔機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，包括：幅度、高度、回轉(zhuǎn)方位角度等數(shù)據(jù);
7英寸彩色觸摸屏，高亮度,陽光下清晰可見，分辨率800*480。大小：21*14.5*5cm；
2.2系統(tǒng)主機(jī)
系統(tǒng)主機(jī)大小24*21*8cm，提供13個控制輸出，能同時檢測6個模擬量，帶3路RS485,2路CAN總線輸出功能。能根據(jù)現(xiàn)場要求，提供多個檔位的控制輸出。
控制內(nèi)容包括：禁止幅度、高度、回轉(zhuǎn)動作；提前減速幅度、高度、回轉(zhuǎn)動作；
2.3高度、幅度、回轉(zhuǎn)傳感器
對于塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)，需要測量精度非常高，我們采用值多圈編碼器來測量高度、幅度。
類型：值編碼器 1024圈，分辨率：每圈1024點(diǎn)
輸入:12V           輸出：RS485    連接軸直徑:10mm
3、防碰撞具體說明
3.1多個塔機(jī)處于同一個高度時，可以檢測臂與臂之間的碰撞
3.2塔機(jī)處于同一高度時，塔機(jī)大臂與塔機(jī)后臂之間的防碰撞
3.3處于不同高度時，塔機(jī)大臂與鋼絲繩之間的防碰撞
3.4不同類型起重機(jī)之間防碰撞，大臂與鋼絲繩和大臂本身的防碰撞
3.5起重機(jī)于建筑物體之間的防碰撞

塔吊防碰撞主要部件：
1、系統(tǒng)顯示器
A、顯示屏主要由動畫顯示區(qū)、狀態(tài)指示燈區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)以及操作區(qū)構(gòu)成;
B、操作區(qū)分為管理員操作區(qū)以及用戶操作區(qū)，輸入設(shè)置不同的密碼進(jìn)入;
2、系統(tǒng)主機(jī)
A、主控制器是系統(tǒng)的核心設(shè)備，處理所有數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送，根據(jù)這些信息做出相應(yīng)的預(yù)警、報警和截斷控制。
B、主機(jī)采用Cortex-M內(nèi)核芯片作為主要開發(fā)平臺，具有功耗低、速度快、效率高等特點(diǎn)。
C、信號輸入采用航空插頭，10路繼電器控制輸出;
D、內(nèi)置 GPRS 芯片

塔吊防碰撞主要功能 ：
1、數(shù)據(jù)記錄及存儲功能
儀器以10ms為采樣周期，至少存儲*16000條工作循環(huán)對應(yīng)的力矩及時間，存儲記錄只可讀取不可隨意改變
2、實(shí)時顯示功能
儀器能以圖形或數(shù)值形式動態(tài)實(shí)時顯示塔吊工作參數(shù)，使司機(jī)能直觀地了解塔吊工作狀態(tài)，作出正確操作，避免誤操作和超載
3、預(yù)警功能
儀器可設(shè)置參數(shù)，對超重力矩、起重量、幅度、回轉(zhuǎn)角和允許高度進(jìn)行控制，超限時，系統(tǒng)將發(fā)出預(yù)警和控制信號，及時提醒塔吊司機(jī)采取緊急預(yù)防措施
4、遠(yuǎn)程
系統(tǒng)采集的記錄數(shù)據(jù)可通過現(xiàn)場GPRS系統(tǒng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器，并通過數(shù)據(jù)服務(wù)器及時上報到塔吊在線監(jiān)督管理平臺，實(shí)現(xiàn)同步
5、防碰撞功能
可控制32臺以內(nèi)塔吊協(xié)同作業(yè)，相互之間避免碰撞事故
AS-101塔機(jī)安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠保證塔機(jī)的安全運(yùn)行，包括有塔機(jī)區(qū)域安全防護(hù)、塔機(jī)防碰撞、塔機(jī)超載、塔機(jī)防傾翻等功能，能夠提供塔機(jī)安全狀態(tài)的實(shí)時預(yù)警，并進(jìn)行制動控制，是現(xiàn)代建筑重型機(jī)械群的一種安全防護(hù)設(shè)備，是集精密測量、人工智能、自動控制等多種高技術(shù)于一體的電子系統(tǒng)產(chǎn)品。
二、塔吊防碰撞系統(tǒng)組成
AS-101型塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)由帶動態(tài)顯示的主機(jī)（內(nèi)置制動控制）、角度傳感器、幅度傳感器、風(fēng)速傳感器、力矩傳感器、重量傳感器、傾角傳感器、高度傳感器、無線通信模塊等組成。
三、塔吊防碰撞系統(tǒng)功能：
1、10.4英寸大液晶動態(tài)實(shí)時顯示，分辨率800*600，能夠直觀的顯示塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及塔機(jī)的運(yùn)行閾值，易于使用；
2、塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)主界面顯示如下參數(shù)：
1）顯示實(shí)際測量值：包括有小車行程、高度、回轉(zhuǎn)角、起重量、力矩、風(fēng)速、傾角等；
2）顯示塔機(jī)的基本信息：包括有塔臂長度、后塔臂長度、起重倍率、塔高；
3）顯示塔機(jī)的額定值：包括有風(fēng)速、幅度以及相應(yīng)的起重量和力矩；
4）顯示塔機(jī)的負(fù)荷比率、運(yùn)行狀態(tài)以及預(yù)警原因，提醒塔機(jī)司機(jī)進(jìn)行有效判斷；
5）顯示塔機(jī)安全制動狀態(tài)，包括有塔機(jī)的上、下、前、后、左、右運(yùn)動狀態(tài)的控制。
3、可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)20個不同類似限制區(qū)域的設(shè)置，每個區(qū)域可以設(shè)置12個控制點(diǎn)，在保證塔機(jī)安全運(yùn)行的前提下，盡可能的提高塔機(jī)的空間作業(yè)面；      
4、 基于獲得的其他塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行塔機(jī)群的防碰撞計算，實(shí)現(xiàn)不同塔機(jī)間的距離預(yù)警和高度預(yù)警，避免塔機(jī)間碰撞事故的發(fā)生；
5、并集成了防碰撞、力矩限制、風(fēng)速報警、傾斜報警、制動控制、塔機(jī)黑匣子等多種功能，完全解決了塔吊的安全監(jiān)測預(yù)警功能；
6、 當(dāng)出現(xiàn)影響塔機(jī)安全的預(yù)警事件后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)聲、光、圖像等多種報警方式提醒塔機(jī)司機(jī)謹(jǐn)慎操作，在必要時能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制；系統(tǒng)基于測量得到的本塔機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)、其他塔機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)以及系統(tǒng)障礙物的信息進(jìn)行防碰撞計算，并依據(jù)防碰撞計算的結(jié)果采用聲、光、圖像的方式綜合預(yù)警。
在不同預(yù)警程度時系統(tǒng)的預(yù)警方式如下：1）二級預(yù)警時，發(fā)生預(yù)警危險的物體顯示為，報警音開啟；2）一級預(yù)警時，發(fā)生預(yù)警危險的物體顯示為紅色，報警音開啟，報閃爍。
7、 具有制動控制功能，能夠在碰撞發(fā)生前先報警提示，若繼續(xù)前行則根據(jù)算法對要碰撞的方向進(jìn)行制動，停止前進(jìn)，避免進(jìn)一步的危險發(fā)生，大大提高了安全防護(hù)能力和等級。
四、安拾與同行其它公司塔機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)劣比較：
AS-101塔機(jī)安全監(jiān)測儀是我安拾公司自主研發(fā)的新一代塔機(jī)安全監(jiān)測裝置，其主要特點(diǎn)可以歸納如下：
、能夠有效監(jiān)測塔機(jī)的幅度、高度、回轉(zhuǎn)角、重量、力矩、風(fēng)速、傾角等運(yùn)營量，實(shí)現(xiàn)對塔機(jī)自身運(yùn)作危險（超重、傾斜過大等）、與障礙物碰撞危險、與群塔機(jī)協(xié)作碰撞危險等三種危險的有效監(jiān)測、預(yù)警和控制。
第二、具有良好的聲光報警和圖文顯示，每臺塔吊上的報警主機(jī)上有超大的10.4寸顯示屏，便于塔吊司機(jī)隨時觀察附近塔吊的運(yùn)行情況，采用紅、黃、藍(lán)三色形象地顯示周邊建筑物、塔機(jī)的位置和危險等級，并發(fā)出聲光提示，避免塔機(jī)碰撞事故的發(fā)生。
第三、的分布式計算模式，每臺塔吊上的主機(jī)相當(dāng)于一立的計算機(jī)，能接收塔吊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并能立地進(jìn)行塔機(jī)的各種危險的判斷、預(yù)警和控制。分布式計算模式的優(yōu)點(diǎn)：1）能大大縮短塔吊之間報警的時間，2）減少塔吊上主機(jī)對地面中心的依賴性。
第四、強(qiáng)大的兩種信息傳輸功能。區(qū)域塔吊防碰撞時是基于高增益天線和的無線，確保在兩公里內(nèi)準(zhǔn)確無誤的接收信號，同時具有更快的數(shù)據(jù)更新頻率。同時采用GPRS、CDMA、3g等多種通訊方式完成與遠(yuǎn)程管理平臺的通訊。
第五、功能強(qiáng)大的遠(yuǎn)程管理平臺。我公司的遠(yuǎn)程平臺采用的B/S架構(gòu)，結(jié)合了GIS、GPS、GPRS等多項(xiàng)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對塔機(jī)運(yùn)動狀態(tài)的監(jiān)測、管理。

塔機(jī)安全管理系統(tǒng)是基于傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)，數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信技術(shù)相融合的系統(tǒng)平臺，也可稱為塔機(jī)運(yùn)行實(shí)時系統(tǒng)；該系統(tǒng)可應(yīng)用于塔機(jī)的實(shí)時，避免因操作者的疏忽或判斷失誤而造成的安全事故，可極大的保證塔機(jī)的安全使用。通過前端裝置和后臺管理系統(tǒng)無縫融合，實(shí)現(xiàn)了開放式的實(shí)時塔吊作業(yè)，在對塔吊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場安全的同時，通過遠(yuǎn)程高速無線數(shù)據(jù)傳輸，將塔吊運(yùn)行工況安全數(shù)據(jù)和報警信息通過移動互聯(lián)網(wǎng)（DTU)實(shí)時發(fā)送到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)平臺，并能在報警時自動觸發(fā)手機(jī)短信向相關(guān)人員告知，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時的動態(tài)遠(yuǎn)程、遠(yuǎn)程報警，使得塔吊安全成為開放的實(shí)時動態(tài)。
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