CN101891123B - 嵌入式塔机安全监控装置 - Google Patents
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Abstract
嵌入式塔机安全监控装置，包括嵌入式控制器、风速传感器、采集塔机主轴电机转动角度的编码器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器，所述嵌入式控制器上连接有液晶显示器、键盘、存储器、控制输出模块；所述编码器的信号输出端、风速传感器与CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件与嵌入式控制器串行连接，所述CPLD逻辑器件用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向；所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道连接在嵌入式控制器上；所述嵌入式控制器将采集到的各参数值存储到存储器中，将结果信息显示到液晶显示器上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于嵌入式安全监控装置，特别是一种塔机安全监控装置。
背景技术
目前一些塔机主要采用的监控仪表是实现单一功能的监控仪表，如起重力矩限制器、起重量限制器，最近也出现了基于PLC的多参数监控仪表，但PLC不仅成本高，而且PLC的响应时间较慢，所以不能实时处理塔机一些紧急情况。具统计塔机出现的安全事故，大部分都是由于操作人员无法准确获得塔机当前工作状态的参数，使塔机超负荷运行。
发明内容
为了解决现有塔机存在的安全问题及塔机操作人员不能随时了解塔机当前工作状态参数的问题，本发明提供了一种嵌入式塔机安全监控装置，该装置不仅能实时显示塔机所有的工作参数，以便塔机操作人员了解塔机当前状态，而且具有数据“黑匣子”功能，即将塔机的历史工作状态数据存储到存储器中，以便进行数据分析。
本发明的技术方案：
嵌入式塔机安全监控装置，其特征在于：包括嵌入式控制器、风速传感器、采集塔机主轴电机转动角度的编码器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器，所述嵌入式控制器上连接有液晶显示器、键盘、存储器、控制输出模块；
所述编码器与塔机主轴电机相连接，所述编码器的信号输出端与CPLD逻辑器件连接，所述风速传感器与CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件与嵌入式控制器串行连接，所述CPLD逻辑器件用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向，并将数据发送给嵌入式控制器；
所述高度传感器安装在塔机吊钩电机上，所述幅度传感器安装在小车电机上，所述重量传感器安装在塔机的测力环处，所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道连接在嵌入式控制器上，所述模拟通道将采集到的参数信息数字转化后发送给嵌入式控制器；
所述嵌入式控制器将采集到的各参数值存储到存储器中，将结果信息显示到液晶显示器上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号。
进一步，所述的高度、幅度传感器均是线性电位器，所述的编码器为绝对式编码器或增量式编码器，所述风速传感器采用光电式传感器。
所述嵌入式控制器根据采集到的幅度信息计算对应的最大载重量，若当前实际的重量大于最大载重量，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号；所述嵌入式控制器将采集到的重量信息与预先设置的重量信息进行比较，若采集的重量值大于预设置的重量值，则将此时塔机的状态信息存储到存储器内，标记塔机工作循环的结束，当采集的重量信息小于预设置的重量值时，将此时的塔机状态信息存储到存储器内，标记塔机工作循环的开始。
本发明的有益效果在于：1、实现了塔机全参数实时监控功能并可与预设置的幅度值、高度值、重量值、风速值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，监控状态对塔机电源进行断电，以避免安全事故的发生；2、可以通过具有人机交互界面的控制终端对幅度、高度、重量、风速的参数进行设定；3、监控装置采用嵌入式控制器，使该型产品结构简单、成本低，适于各种型号的塔机，利于推广。
附图说明
图1是本发明的结构原理图。
图2是本发明应用实施结构图。
具体实施方式
参照图1、图2，嵌入式塔机安全监控装置，包括嵌入式控制器7、风速传感器1、采集塔机主轴电机转动角度的编码器2、高度传感器3、幅度传感器4、重量传感器5，所述嵌入式控制器7上连接有液晶显示器10、键盘9、存储器11、控制输出模块8；
所述编码器2与塔机主轴电机相连接，所述编码器2的信号输出端与CPLD逻辑器件6连接，所述风速传感器1与CPLD逻辑器件6连接，所述CPLD逻辑器件6与嵌入式控制器7串行连接，所述CPLD逻辑器件6用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向，并将数据发送给嵌入式控制器7；
所述高度传感器3安装在塔机吊钩电机上，所述幅度传感器4安装在小车电机上，所述重量传感器5安装在塔机的测力环处，所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道12连接在嵌入式控制器7上，所述模拟通道12将采集到的参数信息数字转化后发送给嵌入式控制器7；
所述嵌入式控制器7将采集到的各参数值存储到存储器11中，将结果信息显示到液晶显示器10上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制输出模块8输出关闭塔机的信号。
所述的高度传感器3、幅度传感器4均是线性电位器，所述的编码器2为绝对式编码器或增量式编码器，所述风速传感器1采用光电式传感器。
所述嵌入式控制器7根据采集到的幅度信息计算对应的最大载重量，若当前实际的重量大于最大载重量，通过控制输出模块8输出关闭塔机的信号；所述嵌入式控制器7将采集到的重量信息与预先设置的重量信息进行比较，若采集的重量值大于预设置的重量值，则将此时塔机的状态信息存储到存储器11内，标记塔机工作循环的结束，当采集的重量信息小于预设置的重量值时，将此时的塔机状态信息存储到存储器11内，标记塔机工作循环的开始。
本实施例中的模拟通道12由跟随滤波、AD转换器CS5511组成，CS5511是16位AD转换器件，可提供万分之一的精度，CS5511芯片与嵌入式控制器7串行连接，嵌入式控制器7采用ATMega64系列芯片，也可由ATMega128系列芯片代替；跟随滤波完成模拟信号的拾取、滤波、隔离作用，主要由OP07系列运算放大器组成；键盘9由4X4键盘阵列和CH451芯片组成，其中CH451芯片可由ZLG7289系列芯片代替；液晶显示器10由320X240液晶模组组成，与嵌入式控制器7采用并行连接方式，液晶显示器支持文字、图形显示方式；控制输出模块8由光耦阵列和16位继电器组成，光耦阵列与嵌入式控制器7并行连接，光耦阵列采用TLP521系列光耦器件，其中光耦器件可由P521系列芯片代替；存储器11采用SD卡，SD卡与主控制器串行连接；CPLD逻辑器件6采用Altera公司的MAX7000系列型号，CPLD逻辑器件6实现与角度、风速传感器连接。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (2)
1.嵌入式塔机安全监控装置，其特征在于：包括嵌入式控制器、风速传感器、采集塔机主轴电机转动角度的编码器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器，所述嵌入式控制器上连接有液晶显示器、键盘、存储器、控制输出模块；
所述编码器与塔机主轴电机相连接，所述编码器的信号输出端与复杂可编程逻辑器件连接，所述风速传感器与复杂可编程逻辑器件连接，所述复杂可编程逻辑器件与嵌入式控制器串行连接，所述复杂可编程逻辑器件用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向，并将数据发送给嵌入式控制器；
所述高度传感器安装在塔机吊钩电机上，所述幅度传感器安装在小车电机上，所述重量传感器安装在塔机的测力环处，所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道连接在嵌入式控制器上，所述模拟通道将采集到的参数信息数字转化后发送给嵌入式控制器；
所述嵌入式控制器将采集到的各参数值存储到存储器中，将结果信息显示到液晶显示器上，并与预设置的值进行比较，当采集到的各参数值大于预设置的值时，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号。
2.根据权利要求1所述的嵌入式塔机安全监控装置，其特征在于：所述的高度、幅度传感器均是线性电位器，所述的编码器为绝对式编码器或增量式编码器，所述风速传感器采用光电式传感器。
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