CN110371856A - 一种塔式起重机电气双重保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塔式起重机电气双重保护系统，包括在电气控制系统和安全监控系统内的两套电气限制和动作保护功能组成了塔机电气双重保护系统，安全监控系统是在gb/t28264‑2017要求设置内容的基础上新增主回路电流互感器、起重量、起重力矩、塔身及塔臂倾角、小车幅度及起升高度、回转角度、顶升油压连续量传感器及信息采集回路，以及包括以额定起重力矩及塔身和塔臂倾角、小车幅度、起升高度、回转角度，塔身及塔臂倾角和顶升油压、起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为电气限制及动作保护和监控目标的新增信息处理部分，还增加了满足人机互动要求的交互语音服务单元。

Description

一种塔式起重机电气双重保护系统

技术领域

本发明涉及一种电器领域的塔式起重机电气保护系统，特别是涉及一种塔式起重机电气双重保护系统。

背景技术

塔式起重机是一个综合多种不安全因素和危险源的施工机械，寿命期内涉及高空负重作业、多次重复安装拆卸、不同的施工现场复杂环境，以及安拆及结构检测质量、运行超载及保护失灵、安全检测不及时等均会导致危险源失控的概率大幅度增加，虽然事故多发后安全措施不断升级以及gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理系统的应用，但仍存在监控不及时、不到位的情况，如塔式起重机在常规或PLC电气控制系统有较多的保护装置采用了限制器，采用的是开关信号，只有在超限情况下才能检测到相关限制器的安全状态，以及超限后电气控制系统的限制措施执行情况，而且这些限制器开关信号是否设置正确很难及时获取，而且这些限制信号不能根据塔式起重机结构负载能力及时按实际要求进行调整或发出预警，当塔式起重机结构负载能力下降后，比如其塔体结构出现比较严重的焊接裂缝，正常负载也可能导致难以挽回的损失，塔式起重机的动力控制在电气保护系统是防止塔机倾覆的关键，高空电磁动力失控是很严重的危险源而需要可靠限制的，因而保证系统信息检测正确可靠到位，倾覆动力及时合理限制是避免事故发生的一条途径。

有鉴于上述现有的存在的缺陷，本发明人基于经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的塔式起重机电器控制系统存在的只能在超限情况下检测到相关限制器的安全状态，以及超限后电气控制系统的限制措施执行情况，且不能及时按实际要求进行调整或发出预警的缺陷，而提供一种新型结构的一种塔式起重机电气双重保护系统，所要解决的技术问题是使其对原有电气控制系统内容易出现问题的部分进行双重设置和过程监视，根据实际情况进行及时调整或发出预警，从而保证电气控制系统更加安全可靠，适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种塔式起重机电气双重保护系统，包括各种塔式起重机的电气控制系统内原有的塔式起重机电气控制系统和塔式起重机安全监控管理系统。

其中所述的原有的塔式起重机电气控制系统包括塔式起重机电气主回路，塔式起重机开关限制器或传感器和塔式起重机PLC或硬接线控制回路。

所述的塔式起重机安全监控管理系统包括原有的信息采集单元、原有信息处理部分、控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息输出接口单元。其中所述的塔式起重机安全监控管理系统还包括：新增传感器部分、新增信息处理部分、新增交互语音服务单元,所述的新增传感器部分、新增信息处理部分和新增交互语音服务单元，所述的塔式起重机开关限制器或传感器还包括新增传感器。

其中，信息处理单元是中心，该信息处理单元包括原有的信息处理部分及新增信息处理部分，信息处理单元的输入单元为信息采集单元、信息存储单元、信息显示单元、信息输出接口单元和新增交互语音服务单元；信息处理单元的输出单元为控制输出单元、信息存储单元、信息显示单元、信息输出接口单元和交互语音服务单元。

所述的信息输出接口单元是施工现场管理系统和移动管理系统的接入口，所述的信息显示单元主要与塔机司机室内显示器连接；所述的新增交互语音服务单元是与塔机司机室和其它塔机区域内的专线音频单元连接，还通过信息输出接口单元与施工现场管理系统和移动管理系统相连接；该新增交互语音服务单元还与信息存储单元连接，信息存储单元本身包括语音和文字处理功能；所述的新增传感器部分是通过信息采集回路接入塔式起重机安全监控管理系统。

所有信息和数据的计算和逻辑处理均由信息处理单元完成，计算和逻辑处理的信息存储在信息存储单元，同时也能通过信息显示单元、信息输出接口单元、新增交互语音服务单元进行输出；当计算和逻辑处理的信息达到设置值或逻辑计算出现设定的状态时，通过控制输出单元进行设置或设定状态对应的动作；

新增传感器部分是通过信息采集单元输入新增信息处理部分，塔式起重机开关限制器或传感器的信息是通过信息采集单元输入原有信息处理部分，而新增传感器处理部分是通过原有信息处理部分获取其需要的输入、输出信息和所获取的新增传感器信息进行逻辑计算的，所述的新增交互语音服务单元与原有的信息显示单元通过所述的信息处理单元实现了人机互动，通过所述的信息采集单元获取电气控制系统内限制器信息，所述的信息处理单元通过所述的控制输出单元达到新增电气保护功能对电气系统的保护输出，由于新增信息处理部分内获取的新增传感器信息是连续的检测信息，不仅可以自检，新增信息处理部分还可通过获取的新增传感器连续监测信息与原有塔式起重机电气控制系统内的塔式起重机开关限制器或传感器的信号进行互检，当塔式起重机开关限制器的信息和新增传感器部分的信息出现限定的偏差时，及时由信息处理单元通过人机互动和远程信息传输通道进行警示或报警，通过塔式起重机安全监控管理系统在完成对原有塔式起重机电气控制系统已有的保护功能和塔式起重机安全监控管理系统的新增电气保护功能互检的同时，达到在原有塔式起重机电气控制系统已有的保护功能失效或存在较大误差情况下的双重保护功能；

所述的塔式起重机电气控制系统是一种被动的电气保护系统，只有在塔式起重机开关限制器或传感器信息:达到限制或动作的设定值，以及塔式起重机安全监控管理系统内的控制输出单元输出保护信息时才进行保护动作；

所述的塔式起重机安全监控管理系统是一种主动的电气保护系统，它主动获取塔式起重机电气控制系统的信息及新增传感器部分的信息并进行信息间相互实时验证，确保塔式起重机电气控制系统和塔式起重机安全监控管理系统获取可靠的信息，通过建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型，确定某一阶段的划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，通过60％-110％起重力矩及不同运行速度时塔身、塔臂倾角数据获取及合理验证，实时修改划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，使得塔式起重机安全监控管理系统能根据塔式起重机实时信息和状态主动进行安全保护，且塔式起重机安全监控管理系统和塔式起重机电气控制系统的电气保护是两种不同的电气安全保护方式，这两种不同保护方式的结合形成了塔式起重机双重保护系统。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的新增传感器包括起升、回转、小车回路的电流互感器、起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器、顶升液压系统的油压传感器以及相应的信息采集回路，所述的起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器以及相应的信息采集回路，新增传感器均采用模拟信号加数字信号采集部分或数字传感器，并采用连续测量方式；除塔身双轴倾角传感器和塔臂双轴倾角传感器外，其他传感器与塔式起重机开关量限制器或传感器安装在相同的位置或安装在其它需要检测的位置；

所述的新增传感器部分的信号输出为连续的数字量，其非开关量；所述的相应的信息采集回路的信息是送到具有电气保护功能的塔式起重机安全监控管理系统的新增信息处理部分进行信息处理；该信息采集回路与新增传感器的接线模式选择取决于所采用的传感器本身信息采集方式，该信息采集回路可与新增传感器在一起，采用现场总线或硬接线模式；或者，该信息采集回路与新增信息处理部分在一起的一体化的现场总线或硬接线采集模式；

所述的起重力矩传感器固定在一个小范围内，因为可测量起重力矩的位置比较关键，不管什么类型的传感器，安装位置均相同；而所述的起重量传感器设置在重力传递的线路上滚轮加环式或轴销传感器测量，所述的小车幅度距离传感器是测小车行走距离，小车幅度距离传感器是光电距离传感器或激光距离传感器，在行走距离不大的情况下，误差不大也能测量钢丝绳的回转圈数，所述的回转角度传感器安装在回转圆盘上或装在电机轴上，PLC系统需要的是开关量，所以塔机上安装的是开关限制器，计算机系统大多需要连续量，新增传感器是连续量的，安装位置主要取决于传感器本身。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的新增信息处理部分包括以额定起重力矩及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护内容、以小车幅度为监控目标的电气限制及保护内容、以起升高度为监控目标的电气限制及保护内容、以回转角度为监控目标的电气限制及保护内容，以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护内容、以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气保护内容和以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护内容。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增交互语音服务单元包括由新增信息处理部分触发的操作警示和电气限制及保护信息输出内容、对操作和安拆维修人员问题的检索和回答。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以起重力矩以及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护内容为：

一是以塔式起重机不同高度的安装及验收试验合格过程内至少包括60％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据为基础，建立以起重力矩为纵轴，塔身或塔臂倾角为横轴的不同塔身高度的两幅点阵图或点阵区域图，以100％额定起重力矩和塔身倾角规范最大允许值为限制条件，在起重力矩-塔身倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域，不同塔身高度的所述点阵图或点阵区域图数据可在安全监控管理系统信息存储单元存储和调用；

以100％额定起重力矩和塔臂倾角最大试验值为限制条件，并在起重力矩-塔臂倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域；

二是在塔式起重机正常运行的时间内，获取实际运行的起重力矩、塔身或塔臂倾角信息数据，确认和合理调整两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；

三是当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的正常运行区域时，新增信息处理部分处于数据收集和监控状态；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的力矩操作警示区域，以及当信息处理部分通过信息采集单元获取塔机操作人员对起升或小车变幅或回转回路加速操作时，信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员加速操作过程进行警示，要求减少起重力矩和或塔身倾角和或塔臂倾角的异常波动相关操作；新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员操作过程进行警示；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的限制运行区域时，通过控制输出单元将信息传到塔式起重机电气控制系统以限制电机速度运行，当为多速电机时，使其速度降级，依此直至最低速度运行；当为变频调速运行时，使其速度调低，依此直至满足要求速度为止，新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员进行信息互动警示；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的保护动作区域时，通过控制输出单元将信息传到塔式起重机电气控制系统以限制电机在起重力矩增加的方向上运行，即：回转和起升回路停止运行，小车变幅回路停止在幅度增加方向上的运行且经延时后再以最低速起动向幅度减少方向上的运行，小车幅度直至起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的限制运行开始区域后停止运行，新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员操作过程进行警示；

在塔式起重机正常运行的时间内，均可检索和回答塔机操作人员对操作过程的疑问或向塔机管理人员及时反映安全监控管理系统存在问题并要求及时解决，以此信息互动获取人机较优配合；

当新增信息处理部分检测到同一塔身高度内100％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据比原获取数据为大时，以塔身、塔臂最大允许倾角数据为基础调低塔式起重机额定起重力矩数值，并及时下移两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围，当额定起重力矩数值调低至第一设定值时，通过信息输出接口单元向塔机管理人员及时反映塔机存在问题，督促及时检修处理，检修处理结果经过塔机管理人员确认后，新增信息处理部分通过试验和运行确认可合理上移两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；

当检修处理结果未经塔机管理人员确认时，仍以塔身、塔臂最大允许倾角数据为基础调低的塔式起重机额定起重力矩数值为限进行正常运行，直至额定起重力矩数值调低至第二设定值或更低设定值，其间可通过信息显示单元、信息输出接口单元、交互语音服务单元同塔机管理人员、操作人员进行不同级别的警示、沟通和确认。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以小车幅度为监控目标的电气限制及保护内容：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增小车幅度距离传感器及其信息采集回路获取小车幅度距离数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的小车幅度限制器分别在小车增幅限制区和小车增幅动作区的开关信息，确认小车幅度距离数字信息和小车幅度限制器的开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断小车幅度限制器在小车变幅限制区和小车变幅动作区的开关信息是否正常，如小车幅度限制器未在设定在小车增幅限制区和小车增幅动作区处发出限制增幅高速运行开关信息和限制幅度增加的开关信息或其开关信息与小车幅度值不相符时，由安全管理系统完成小车幅度监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以起升高度为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增起升高度距离传感器及其信息采集回路获取起升高度数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起升高度限制器分别在起升高度值处于最低动作区、增速限制区以及最高动作区的开关信息，在起升回路正常工作状态时确认起升高度数字信息和起升高度限制器的起升高度最低动作值、增速限制值以及最高动作值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断起升高度限制器在起升高度值处于最低动作区、增速限制区以及最高动作区的开关信息是否正常，当起升高度限制器未在设定起升高度最低动作值、增速限制值以及最高动作值处发出限制高速运行开关信息或限制高度增加的开关信息或其开关信息与起升高度值不相符时，由安全管理系统完成起升高度监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以回转角度为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增回转角度传感器及其信息采集回路获取起升高度数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的回转角度限制器的左侧回转速度限制区、左侧回转角度动作区、右侧回转速度限制区、右侧回转角度动作区开关信息，在回转回路正常工作状态时确认回转角度数字信息和回转角度限制器的左侧回转速度限制角度值、左侧回转动作角度值、右侧回转速度限制角度值、右侧回转动作角度值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断回转角度限制器的左侧回转速度限制角度值、左侧回转动作角度值、右侧回转速度限制角度值、右侧回转动作角度值是否设置正常，如回转角度限制器未在左侧回转速度限制区、左侧回转角度动作区、右侧回转速度限制区、右侧回转角度动作区的设定角度处发出限制回转高速运行开关信息或限制回转角度增加的开关信息或其开关信息与回转角度值不相符时，由安全管理系统完成回转角度监控及保护功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护内容为：

新增信息处理部分通过信息采集单元获取起重机液压顶升系统的油压传感器的油压数字信息，当起重机液压顶升系统处于工作状态而非检修或测试状态时，安全监控管理系统短时闭锁起升、小车、回转的控制回路动作，并实时监测起重机塔身、塔臂倾角数据信息，当起重机塔身、塔臂倾角数据信息进入操作警示区域和或限制运行区域时，通过交互语音服务单元对塔机液压系统操作人员进行信息互动警示，当起重机塔身、塔臂倾角数据信息保护动作区域和或油压传感器的油压数字信息正常或超限时，新增信息处理部分通过控制输出单元使液压顶升系统停止顶升操作，同时交互语音服务单元警示故障，提示液压顶升操作人员进行检查确认，未确认前闭锁液压顶升系统控制回路动作，存在问题由安全管理系统拥有相应权限的人员进行故障参数修改设置。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气保护内容为：

新增信息处理部分通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起升电机、回转电机、小车电机回路电流互感器及信息采集回路的负荷电流信息，在可选择的60％～110％额定起重力矩或60％～110％额定起重量范围内，且起升电机和或回转电机和或小车电机被限制以较低速度运行时，正常运行的负荷电流突然脉冲式增大△I以上且起重力矩和或起重量实时采集信息的数值也突然同步脉冲式增大△M和或△G时，新增信息处理部分通过控制输出单元及起重机电气控制系统使负荷电流突然脉冲式增大的起升电机和或回转电机和或小车电机主回路断电或运行速度降为零；同时新增信息处理部分通过交互语音服务单元与塔机操作人员进行信息互动警示，要求确认是否发生故障，经确认为发生故障后，新增信息处理部分将过程数据加入起重力矩-负荷电流故障数据图和或起重量-负荷电流故障数据图中作故障监控依据；如经检查未发现有故障发生，应经有权限人员确认后合理修改相应参数，其中：△M和△G、△I由安全监控管理系统有权限人员设置。

前述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其中所述的以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增起重力矩或起重量传感器及其信息采集回路获取起重力矩或起重量数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起重力矩或起重量限制器的限制区、动作区开关信息，在起重力矩或起重量正常工作状态时确认起重力矩或起重量数字信息和起重力矩或起重量限制器的限制值、动作值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断起重力矩或起重量限制器的限制值、动作是否设置正常，如起重力矩限制器未在限制区、动作区的设定值处发出限制起升、小车变幅、回转速度开关信息或限制速度增加的开关信息或其开关信息与起重力矩值不相符时，或起重量限制器未在限制区、动作区的设定值处发出限制起升速度开关信息或限制起升速度增加的开关信息或其开关信息与起重量值不相符时，由安全管理系统完成起重力矩或起重量监控及保护功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。其至少具有下列优点：

1.本发明建立电气双重保护系统的方法是在原有电气控制系统的基础下，对原有电气控制系统内容易出现问题的部分进行双重设置和过程监视，在本发明中主要是对各种开关量限制器本身、运行过程动力限制正确性、过载限制的实时性进行改进，对各种开关量限制器采用连续输出数字信号的传感器的双重化，如起重量传感器、起重力矩传感器，小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器及相应的信息采集回路，新增加或利用原有起升、回转、小车回路的电流互感器、顶升液压系统的油压传感器及相应的信息采集回路，新增加塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路，这些新增加的传感器及相应的信息采集回路均设置在gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理系统内，安全监控管理系统同时也采集原有电气控制系统的相应开关量参数，对这两部分信息进行实时监控、相互验证，以双重化的方式保证信息检测信号的完好和功能信息正确。

2.本发明利用新增加塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器的实时检测信息，判断塔体钢结构承载能力，配合起重力矩信息及时将电气系统控制的动力限制在安全范围内；新增加或利用原有起升、回转、小车回路的电流互感器的电流信息在起重力矩和起重量超限时作为极端保护确保动力及时被限制；顶升液压系统的油压传感器及相应的信息采集回路则用于液压顶升过程中限制动力，避免可能出现的顶升过程事故。

3.本发明通过安全监控管理系统和电气控制系统形成电气双重保护系统，能够避免保护检测信息的双重化和保护检测信息与塔式起重机实际状况的相关性，以及过程检测的实时性，加强在危险因素下对动力的限制和快速反应，提高塔式起重机的动力因素的安全性。

4.本发明解决了原有电气控制系统限制器在施工现场不能保证可靠的问题，避免了限制器一旦出现问题所产生的重大事故隐患。

5.本发明解决了现有安全管理系统不能实时可靠的完成对塔机状态参数的监控，不能对塔机运行状态进行实时判断，不能及时发现塔机系统存在的一些问题，如限制器是否是按设置要求动作，误差有多少，是否损坏等，能及时发出预警信息；

6.本发明通过安全保护系统形成电气保护的另一种保护，这种保护是在原有安全监控系统的基础上完成的，利用了安全监控系统本身的信息处理和计算器功能，是对安全监控系统的一种补充和强化，也是与电气保护系统不同的一种保护形式，符合电气系统的双重保护要求，如果限制器出现问题无法满足保护要求，安全监控系统能通过电气控制系统回路及时完成相应保护动作。

7.本发明通过增加对塔身、塔臂倾角测量功能及利用安全监控系统信息处理功能，力求真实反映塔机结构承载力的变化，及时发出塔机结构承载力弱化预警和对塔机起重力矩的限制，防止塔机结构本身出现弱化,即其所能承受的起重力矩实际下降，而仍然可能要承受原有最大起重力矩，避免这种表面正常情况下的事故隐患及事故发生；

8.本发明将所增加的塔身、塔臂倾角测量功能应用在塔机增加标准节的顶升过程中，可避免因塔身结构或油缸顶升支点、回缩挂点不牢靠引发的顶升重心偏差过大而引发塔机倾覆事故。

9.本发明对处于限制区的回转、小车变幅、起升回路，在限速的同时，限制回路电流突变，形成限制状态下的双重保护，限制接近极限状态下因动力突变引发塔身结构起重量、起重力矩、回转力矩的大幅波动，避免事故发生。

10.本发明通过增加交互语音服务单元达到人机交互的目的，帮助操作和维修人员正确理解保护功能，获取相关知识、要点、危险等知识，解释疑问，顺利完成相应操作和检修任务，减少使保护失效的行为等，为塔机操作和检修提供过程沟通和保障。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一个实施例的塔式起重机电气双重保护系统的示意图；

其中：

1:塔式起重机电气主回路2：塔式起重机开关限制器或传感器

3:塔式起重机PLC或硬接线控制回路

4：塔式起重机电气控制系统

5：塔式起重机安全监控管理系统 6：新增传感器部分

7：信息采集单元 8：控制输出单元

9：新增交互语音服务单元 10：原有信息处理部分

11：新增信息处理部分 12：信息处理单元

13：信息输出接口单元 14：信息显示单元

15：信息存储单元 16：塔式起重机双重保护系统

图2是本发明一个实施例的一种以额定起重力矩及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护的示意图；

A1:安全监控管理系统自检 A2:新增传感器回路自检

A3:最大幅度及90％、100％、110％起重机力矩时塔身、塔壁倾角数据获取

A4:幅度按不同速度变化时的检测数据

A5：回转角度变化时的检测数据

A6:不同起升速度时的检测数据

A7:幅度限制器开关量检测

A8:回转限制器开关量检测

A9:起升高度限制器开关量检测

A10:建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型

A11:划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域

A12:60％-110％起重力矩及不同运行速度时塔身、塔臂倾角数据获取及合理验证

A13:力矩操作警示区 A14:力矩限制运行区

A15:回转、幅度、起升增速操作

A16:回转、幅度、起升速度最低

A17:回转、幅度、起升限制器动作

A19:限制器开关量故障

A20:额定起升力矩调低为塔身或塔臂倾角为原限制值时的起升力矩值

A21:起升力矩是否超限

A22:塔身或塔臂倾角超限

A23:回转、起升均停止运行，小车在增加幅度方向的运行停止且小车以最低速在减小幅度方向运行，直至力矩限制运行区域

A24:操作恢复为正常状态

A25:信息输出接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示

图3是本发明另一实施例的一种以小车幅度为监控目标的电气限制及保护的示意图；

B2:小车幅度检测回路自检

B3:小车幅度值处于增幅限制区

B4:小车幅度值处于增幅动作区

B5:限制区内增幅限制开关动作

B6:限制开关动作幅度值有偏差

B7:动作区内增幅动作开关动作

B8:动作开关幅度值有偏差

图4是本发明另一实施例的一种以起升高度为监控目标的电气限制及保护的示意图

D2:起升高度检测回路自检

D3:起升高度值处于最低动作区

D4:起升高度值处于增速限制区

D5:起升高度值处于最高动作区

D6:最低动作区内起升高度开关限制器开关动作

D7:起升高度开关限制器的开关最低高度动作值超过允许偏差

D8:增速限制区内起重量或起重力矩开关限制器开关动作

D9:起重量或起重力矩开关限制器开关动作值超过允许偏差

D10:起升最高动作区内起升高度开关限制器开关动作

D11:起升高度开关限制器开关最高动作值超过允许偏差

图5是本发明另一实施例的以回转角度为监控目标的电气限制及保护的示意图；

F1:回转角度检测回路自检

F2:回转角度值处于左侧限速区

F3:回转角度值处于左侧动作区

F4:回转角度值处于右侧限速区

F5:回转角度值处于右侧动作区

F6:左侧限速区内回转限制器左侧限速开关动作

F7:回转限制器左侧限速开关动作角度值超过允许偏差

F8:左侧动作区内回转限制器左侧保护开关动作

F9:回转限制器左侧保护开关动作角度值超过允许偏差

F10:右侧限速区内回转限制器右侧限速开关动作

F11:回转限制器右侧限速开关动作角度值超过允许偏差

F12:右侧动作区内回转限制器右侧保护开关动作

F13:回转限制器右侧保护开关角度值超过允许偏差

图6是本发明又一实施例的以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气限制及保护的示意图；

E1:塔式起重机电气主回路的电流检测回路自检

E2:起升力矩检测数值处于限制运行区

E3:起重量检测数值处于限制运行区

E4:起重升高检测数值处于限速运行区

E5:回转角度检测数值处于限速运行区

E6:回转或幅度或起升回路电流检测数值突升△I

E7:起升电机回路电流检测数值突升△I

E8:回转电机回路电流检测数值突升△I

E9:起升力矩检测数值突然增大△M

E10:起升重量检测数值突然增大△G

E11:回转电机回路直接启动操作

E12:回转电机回路反接制动操作

E13:电流突升回路有起动操作

E14：起升电机回路有起动操作

E15:电流检测数值突升回路跳闸或停止运行

E16:起升电机回路跳闸或停止运行

E17:回转电机回路跳闸或停止运行

图7是本发明又一实施例的以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护的示意图

R1:塔身和塔臂倾角及顶升油压检测回路自检

R2:液压顶升系统液压油泵回路运行

R3:液压顶升系统处于检修或测试模式

R4:液压油泵回路运行时闭锁起升、小车、回转的控制回路运行

R5:液压顶升系统油压信息正常或超限值

R6:塔身或塔臂倾角值超限值

R7:液压顶升系统的液压油泵回路跳闸停止运行

图8是本发明又一实施例的以起升力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护的示意图

S1：起升力矩和起重量检测回路自检

S2：起升力矩值处于限制区

S3：起升力矩开关限制器限制开关动作

S4：起升力矩开关限制器限制开关动作值超过允许偏差

S5：起升力矩值处于动作区

S6：起升力矩开关限制器动作开关动作

S7：起升力矩开关限制器动作开关动作值有偏差

S8：起重量值处于限制区

S9：起重量开关限制器限制开关动作

S10：起重量开关限制器限制开关动作值超过允许偏差

S11：起重量值处于动作区

S12：起重量开关限制器动作开关动作

S13：起重量开关限制器动作开关动作值有偏差

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种塔式起重机电气双重保护系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，本发明较佳实施例的一种塔式起重机电气双重保护系统，其主要包括：各种塔式起重机的电气控制系统内原有的塔式起重机电气保护系统4和具有安全保护功能的塔式起重机安全监控管理系统5，其中具有安全保护功能的安全塔式起重机安全监控管理系统5，包括：原有的信息采集单元7、原有信息处理部分10、控制输出单元8、信息存储单元15、信息显示单元14、信息输出接口单元13，另外，塔式起重机安全监控管理系统5还增加了：新增传感器部分6、新增信息处理部分11、新增交互语音服务单元9,所述的新增传感器及信息采集部分6、新增信息处理部分11和新增交互语音服务单元9使该塔式起重机安全管理系统5成为具有电气保护功能的安全监控管理系统。

其中，信息处理单元12是中心，该信息处理单元包括原有的信息处理部分10及新增信息处理部分11。信息处理单元12的输入单元为信息采集单元7、信息存储单元15、信息显示单元14、信息输出接口单元13、新增交互语音服务单元9。信息处理单元12的输出单元：为控制输出单元8、信息存储单元15、信息显示单元14、信息输出接口单元13、交互语音服务单元14。

信息输出接口单元13是施工现场管理系统和移动管理系统的接入口。信息显示单元14主要与塔机司机室内显示器连接。新增交互语音服务单元9是与塔机司机室和其它塔机区域内的专线音频单元连接，还通过信息输出接口单元13与施工现场管理系统和移动管理系统相连接。新增交互语音服务单元9还与信息存储单元15连接，信息存储单元15本身包括语音和文字处理功能，新增传感器部分6是通过信息采集回路接入塔式起重机安全监控管理系统5所有信息和数据的计算和逻辑处理均由信息处理单元12完成，计算和逻辑处理的信息存储在信息存储单元15，同时也能通过信息显示单元14、信息输出接口单元13、新增交互语音服务单元9进行输出；当计算和逻辑处理的信息达到设置值或逻辑计算出现设定的状态时，通过控制输出单元8进行设置或设定状态对应的动作；

新增传感器部分6是通过信息采集单元7输入新增信息处理部分，塔式起重机开关限制器或传感器2的信息是通过信息采集单元7输入原有信息处理部分10，而新增传感器处理部分6是通过原有信息处理部分10获取其需要的输入、输出信息和所获取的新增传感器信息进行逻辑计算的，所述的新增交互语音服务单元9与原有的信息显示单元14通过所述的信息处理单元12实现了人机互动，通过所述的信息采集单元7获取电气控制系统内限制器信息，所述的信息处理单元12通过所述的控制输出单元8达到新增电气保护功能对电气系统的保护输出，由于新增信息处理部分11内获取的新增传感器信息是连续的检测信息，不仅可以自检，新增信息处理部分6还可通过获取的新增传感器连续监测信息与原有塔式起重机电气控制系统4内的塔式起重机开关限制器或传感器2的信号进行互检，当塔式起重机开关限制器2的信息和新增传感器部分6的信息出现限定的偏差时，及时由信息处理单元12通过人机互动和远程信息传输通道进行警示或报警，通过塔式起重机安全监控管理系统5在完成对原有塔式起重机电气控制系统4已有的保护功能和塔式起重机安全监控管理系统5的新增电气保护功能互检的同时，达到在原有塔式起重机电气控制系统已有的保护功能失效或存在较大误差情况下的双重保护功能；

塔式起重机电气控制系统4是一种被动的电气保护系统，只有在塔式起重机开关限制器或传感器信息2:达到限制或动作的设定值，以及塔式起重机安全监控管理系统内5的控制输出单元8输出保护信息时才进行保护动作；

塔式起重机安全监控管理系统5是一种主动的电气保护系统，它主动获取塔式起重机电气控制系统的信息及新增传感器部分6的信息并进行信息间相互实时验证，确保塔式起重机电气控制系统4和塔式起重机安全监控管理系统5获取可靠的信息，通过建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型，确定某一阶段的划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，通过60％-110％起重力矩及不同运行速度时塔身、塔臂倾角数据获取及合理验证，实时修改划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，使得塔式起重机安全监控管理系统5能根据塔式起重机实时信息和状态主动进行安全保护，且塔式起重机安全监控管理系统5和塔式起重机电气控制系统4的电气保护是两种不同的电气安全保护方式，这两种不同保护方式的结合形成了塔式起重机双重保护系统16。塔式起重机监控管理系统不仅可对塔式起重机进行实时过程保护，还可对原有塔式起重机电气控制系统的保护过程进行实时监控，及时发现两个系统间及相互存在的问题，及时解决。

塔式起重机一般采用硬接线或PLC控制系统，保护回路限制器采用开关信号较为合适，但是保护回路限制器处于施工及第一及第二两种危险源众多且故障频发的环境，保护回路限制器需要实时监控并双重化，因而新增传感器应是有连续的监控信号，且塔式起重机安全监控管理系统5采用计算机系统模式，其运算能力和处理数字信息的能力较PLC为强，因而新增传感器是通过信息采集回路接入了塔式起重机安全监控管理系统5。

新增传感器包括起升、回转、小车回路的电流互感器、起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器、顶升液压系统的油压传感器以及相应的信息采集回路，所述的起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器以及相应的信息采集回路，新增传感器均采用模拟信号加数字信号采集部分或数字传感器，并采用连续测量方式；除塔身双轴倾角传感器和塔臂双轴倾角传感器外，其他传感器与电气控制系统的开关量限制器安装在相同的位置或安装在其它需要检测的位置；

新增传感器及信息采集部分的信号输出为连续的数字量，其非开关量；相应的信息采集回路的信息是送到具有电气保护功能的安全监控管理系统的新增信息处理部分进行信息处理；该信息采集回路与新增传感器的接线模式的选择取决于所采用的传感器本身信息采集方式，该信息采集回路可与新增传感器在一起，采用现场总线或硬接线模式；或者，该信息采集回路与新增信息处理部分在一起的一体化的现场总线或硬接线采集模式。传输与具体的传感器有关，传感器与信息采集部分分开时，输出是模拟信号，可采用屏蔽双绞线传输，如果是传感器与信息采集部分相结合在一起，输出是数字信息，可采用现场总线模式，光纤或屏蔽双绞线传输，另一方面也与安全管理系统本身信号输入要求相关，采用相应的线路传输方式(传输方式下同)。

新增传感器有：起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器以及相应的信息采集回路，均考虑采用模拟信号加数字信号采集部分或数字传感器，这些新增传感器可与电气控制系统的开关量限制器采用相同的安装部位和安装方式，或采用不同的安装部位和安装方式。

采用不同的安装部位和安装方式的新增传感器是：起重量传感器、起重力矩传感器，小车幅度激光或红外线或其它距离传感器、激光或红外线或其它起升高度距离传感器、回转编码角度传感器。

其中，小车幅度传感器可以安装在起重臂塔顶侧，可采用激光距离传感器安装在起重臂上，也可与小车变幅限制器是安装在小车变幅电机轴上，采用旋转位移光电或电阻传感器，功能是测量小车移动距离(幅度)，升高度距离传感器可以安装在变幅小车上。

回转编码角度传感器可以安装在回转电机轴上，电涡流传感器安装在回转圆盘上采用，功能是测量塔机回转角度。顶升液压系统的油压传感器安装在液压系统所在的爬升套架上。起重量传感器可以安装在起升钢丝绳固定侧，也可安装在起重臂内侧采用弹性变形起重传感器或电阻应变式传感器。起重力矩传感器一般同起重力矩限制器都安装在塔机回转塔架上，采用电阻应变连续量传感器。塔臂双轴倾角传感器一般安装在塔臂中部或1/3或2/3起重臂长或其它合适位置上；塔身双轴倾角传感器可以安装在回转下支座上，还可以安装在塔身回转圆盘下部，以避免回转机构引起的误差。而起升、回转、小车回路的电流互感器、顶升液压系统的油压传感器可以利用系统原有，也可以另外设置。有些电气系统有起升、回转、小车回路的电流互感器，有些电气系统则没有或不全。对于顶升液压系统的油压传感器，有的系统是油压表，有的是有输出口的数显仪表，如果是油压表时需要另外设置，主要是考虑取用液压系统的油压传感器信号比回路开关信号相对可靠一些。

塔式起重机电气控制系统最重要的控制参数是起重量、起重力矩，起重量和起重力矩数据是严格控制而不能超限的，在超限之前也不允许起重量和起重力矩数据大幅波动，而起重量和起重力矩数据取决于塔式起重机钢结构质量，但在施工现场的塔式起重机是临时机械，在不同的施工现场需要安拆，同一施工现场塔式起重机安拆、顶升、维护及验收质量难以保证，钢结构质量也会在实际吊载负荷下出现焊接裂缝、结构材料疲劳等使起重量和起重力矩大幅下降的情况，同一规格的不同的塔式起重机这些数据在实际使用过程中是不相同的，不同时期不同的安拆、运行、顶升、维护及验收情况下，塔式起重机的实际起重量和起重力矩是不同的，当实际的起重量和起重力矩允许值下降后仍按原有起重量和起重力矩允许值进行电气控制，塔式起重机实际运行风险将大大提升，很容易发生倾倒事故。

本发明的思路是按间接测量塔式起重机起重量和起重力矩允许值变化情况来满足电气控制系统对控制参数的实际要求，因而引入了塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路，并采用每次安装、运行、维护及验收测试60％～110％额定起重力矩范围内的塔身和塔臂倾角数据，必须包括100％～110％额定起重力矩时塔身和塔臂倾角数据，如：当塔身和塔臂倾角数据在110％额定起重力矩时不超过最大允许值，则80％～98％或90％～100％额定起重力矩时塔身和塔臂倾角数据可设置为起重力矩限制运行区域，只允许低速运行，98％～105％或100％～108％额定起重力矩时塔身和塔臂倾角数据可设置为起重力矩动作保护区域，80％额定起重力矩以上可以设置为起重力矩操作警示区域，在这里设置区域范围而不是数值，主要是考虑了实际获取数据的分散性和正常波动性。

当塔身和塔臂倾角实测数据在110％额定起重力矩时已超过最大允许值时，则110％额定起重力矩需要更改为塔身和塔臂倾角实测数据为原有最大允许值时的允许起重力矩值，整个起重力矩动作保护区域、限制运行区域、力矩操作警示区域均下移相同数值，出现这种情况后，由安全监控管理系统向操作和管理及维修人员报警，进行检修和保养，如通过维修及检测发现并改正了存在问题，则塔身最大允许起重力矩在有权限人员确认后可恢复为原值，否则不允许塔身最大允许起重力矩数值上移。

图2是本发明以额定起重力矩及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护的一实施例，其电气限制及保护内容为：

一是以塔式起重机不同高度的安装及验收试验合格过程内至少包括60％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据为基础，建立以起重力矩为纵轴，塔身或塔臂倾角为横轴的不同塔身高度的两幅点阵图或点阵区域图，以100％额定起重力矩和塔身倾角规范最大允许值为限制条件，在起重力矩-塔身倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域，不同塔身高度的所述点阵图或点阵区域图数据可在安全监控管理系统信息存储单元存储和调用；

以100％额定起重力矩和塔臂倾角最大试验值为限制条件，并在起重力矩-塔臂倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域；

二是在塔式起重机正常运行的时间内，获取实际运行的起重力矩、塔身或塔臂倾角信息数据，确认和合理调整两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；

三是当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的正常运行区域时，新增信息处理部分处于数据收集和监控状态；

在塔式起重机正常运行的时间内，均可检索和回答塔机操作人员对操作过程的疑问或向塔机管理人员及时反映安全监控管理系统存在问题并要求及时解决，以此信息互动获取人机较优配合；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的力矩操作警示区域，安全监控管理系统是限制回转、变幅、起升回路的增加运行速度操作的，以此减小操作过程对起重量、起重力矩以及塔身和塔臂倾角的大幅波动，以及当信息处理部分通过信息采集单元获取塔机操作人员对起升或小车变幅或回转回路加速操作时，安全监控管理系统通过对操作信息的获取，起重力矩、负荷电流变化等均可获得相关信息时，信息处理部分通过交互语音服务单元和信息显示单元对塔机操作人员加速操作过程进行警示，要求规范操作过程，减少起重力矩和或塔身倾角和或塔臂倾角的异常波动相关操作；新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员操作过程进行警示。

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的限制运行区域时，安全监控管理系统要求回转、变幅、起升回路均转变为低速运行，通过控制输出单元将信息传到塔式起重机电气控制系统以限制电机速度运行，当为多速电机时，使其速度降级，依此直至最低速度运行；当为变频调速运行时，使其速度调低，依此直至满足要求速度为止，新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员进行信息互动警示；当安全监控管理系统监控到回转、变幅、起升回路不是在低速状态运行，或塔式起重机电气控制系统的回转、变幅、起升回路的限制器限制运行开关信号没有采集到，则通过交互语音服务单元和信息显示单元同塔机管理人员、操作人员、维修技术人员进行系统故障警示，督促相关人员检查和确认上述问题，及时解决。

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的保护动作区域时，安全监控管理系统要求回转、起升回路暂停运行，通过控制输出单元将信息传到塔式起重机电气控制系统以限制电机在起重力矩增加的方向上运行，即：回转和起升回路停止运行，小车变幅回路停止在幅度增加方向上的运行且经延时后再以最低速起动向幅度减少方向上的运行，小车幅度直至起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的限制运行开始区域后停止运行，同时检测塔式起重机电气控制系统的回转、变幅、起升回路的限制器保护动作开关信号是否动作，存在问题及保护动作情况通过交互语音服务单元和信息显示单元同塔机管理人员、操作人员、维修技术人员进行系统故障警示，督促相关人员检查和确认上述问题，及时解决。

当新增信息处理部分检测到同一塔身高度内100％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据比原获取数据为大时，以塔身、塔臂最大允许倾角数据为基础调低塔式起重机额定起重力矩数值，并及时下移两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围，当额定起重力矩数值调低至第一设定值时，通过信息输出接口单元向塔机管理人员及时反映塔机存在问题，督促及时检修处理，检修处理结果经过塔机管理人员确认后，新增信息处理部分通过试验和运行确认可合理上移两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；

当塔身和塔臂倾角数据超出最大允许倾角时触发塔身最大允许起重力矩向下修正，以使塔身最大允许起重力矩取值符合塔身钢结构实际起重力矩允许值，满足电气控制系统对起重力矩实际值的要求，防止事故发生。

当安全监控系统监测到塔身和塔臂倾角数据超出最大允许倾角但实测起重力矩却没有达到起重力矩动作保护区域的动作值，则由安全监控系统立即停止小车幅度增加、起升及回转回路运行，同时以最低减幅速度使小车幅度减小至起重力矩开始限制运行区域，通过交互语音服务单元同塔机管理人员、操作人员进行不同级别的警示、沟通和确认；

当检修处理结果未经塔机管理人员确认时，仍以塔身、塔臂最大允许倾角数据为基础调低的塔式起重机额定起重力矩数值为限进行正常运行，直至额定起重力矩数值调低至第二设定值或更低设定值，其间可通过信息显示单元、信息输出接口单元、交互语音服务单元同塔机管理人员、操作人员进行不同级别的警示、沟通和确认。

参阅图2所示，首先执行A1:安全监控管理系统自检和A2:新增传感器回路自检，A1:安全监控管理系统自检或A2:新增传感器回路自检有异常时触发A25:信息输出接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示A1:安全监控管理系统自检和或A2:新增传感器回路自检异常；A1:安全监控管理系统自检或A2:新增传感器回路自检无异常时，塔式起重机安全监控管理系统5进入正常监控状态；

A3:最大幅度及90％、100％、110％起重机力矩时塔身、塔壁倾角数据主要通过塔式起重机动载试验获取，即至少在最大、中、最小三个幅度下额定负载的90％、100％、110％的试验负载进行试验,在最大、中间幅度下以起重力矩的90％、100％、110％作为试验负载，最小幅度下以起重量的90％、100％、110％作为试验负载；正常情况下取A3:最大幅度及90％、100％、110％起重机力矩时塔身、塔壁倾角数据作为最大、中、最小三个幅度下控制值；

在获取A3:最大幅度及90％、100％、110％起重机力矩时塔身、塔壁倾角数据的同时，获取A4:幅度按不同速度变化时的检测数据及进行A7:幅度限制器开关量检测、A5：回转角度变化时的检测数据及进行A8:回转限制器开关量检测、A6:不同升起速度时的检测数据及进行A9:起升高度限制器开关量检测；当A7:幅度限制器开关量检测、A8:回转限制器开关量检测和A9:起升高度限制器开关量检测中任一项有异常时，则A19:限制器开关量故障，及A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示；

当获取A3:最大幅度及90％、100％、110％起重机力矩时塔身、塔壁倾角数据正常时，则A10:建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型，及A11:划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域；

在正常运行时，进行A12:60％-110％起重力矩及不同运行速度时塔身、塔臂倾角数据获取及合理验证，当A22:塔身或塔臂倾角超限时，判断A21:起升力矩是否超限，A21为否时，则A20:额定起升力矩调低为塔身或塔臂倾角为原限值时的起升力矩值，及修改A10:建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型；

当A22:塔身或塔臂倾角超限时，则A23:回转、起升均停止运行，小车在增加幅度方向的运行停止且小车以最低速在减小幅度方向运行，直至力矩限制运行区域，直至A24:操作恢复为正常状态，同时通过A25:信息输出接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示，进行人机交互；

当处于A13:力矩操作警示区及A15:回转、幅度、起升增速操作时，通过A25:信息输出接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示，进行人机交互，即提醒操作人员在此区域尽量不要进行增速操作；

当处于A14:力矩限制运行区，且非A16:回转、幅度、起升速度最低，及非A17:回转、幅度、起升限制器动作时，通过A25:信息输出接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示，进行人机交互，即警示相应不在最低速度上的回转、幅度、起升回路限制器有故障或设置存在问题，需要及时修理，同时警示操作人员处于故障状态的种类，及时注意。审核上述描述逻辑关系是否准确，是否重复并进行修改

图3是本发明以小车幅度为监控目标的电气限制及保护的又一实施例，以小车幅度为监控目标的电气限制及保护内容：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增小车幅度距离传感器及其信息采集回路获取小车幅度距离数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的小车幅度限制器分别在小车增幅限制区和小车增幅动作区的开关信息，确认小车幅度距离数字信息和小车幅度限制器的开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断小车幅度限制器在小车变幅限制区和小车变幅动作区的开关信息是否正常，如小车幅度限制器未在设定在小车增幅限制区和小车增幅动作区处发出限制增幅高速运行开关信息和限制幅度增加的开关信息或其开关信息与小车幅度值不相符时，由安全管理系统完成小车幅度监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

该实施例主要是安全监控系统对电气控制系统的小车幅度限制器在增幅限制区和增幅动作区的保护限位开关信息进行监控，如有问题则通过交互语音服务单元和信息显示单元进行警示和督促问题处理。

图3是以小车幅度为监控目标的电气限制及保护，正常情况下信息系统可通过信息采集单元获取回转限制器和新增回转传感器的信息，只不过回转限制器是开关信息且只有进入幅度限制区和动作区才能动作和检测到，新增回转传感器的检测信息是连续的且可随时检测到，两个检测信息有偏差但在允许范围内可以认为是正常的，两个实时检测信息均可通过显示和语音互动单元获取，图3主要是通过新增回转传感器的检测信息来判断回转限制器或新增回转传感器是否正常，出现问题可通过警示和报警通知检修人员维修，其主要流程是：当信息处理单元从新增回转传感器获取信息判断小车幅度值处于增幅限制区时，回转限制器的限制开关应该动作，如果回转限制器的限制开关没有动作或虽动作了但两者数值超出允许偏差，限制开关没有动作，则信息处理单元首先是在新增回转传感器的检测信息超出允许范围时限制动作(图2内容有)，然后通过显示和语音互动单元报警，回转限制器没有动作说明回转限制器或新增回转传感器的其中一个信息不正常，正确的动作是先限制再报警查明原因，如果两个检测信息的偏差超出允许值时则需要通过输出显示和语音交互单元警示改正。

同样当信息处理单元从新增回转传感器获取信息判断小车幅度值处于动作区时，回转限制器的动作开关应该动作，如果回转限制器的限制开关没有动作，则信息处理单元首先是新增回转传感器的检测信息超出允许范围时动作(图2内容有)，然后通过显示和语音互动单元报警，回转限制器没有动作说明回转限制器或新增回转传感器的其中一个信息不正常，正确的动作也是先动作再报警查明原因，如果是两个检测信息的偏差超出允许值时则需要通过输出显示和语音交互单元警示改正；

参阅图3所示，A1:安全监控管理系统自检,安全监控管理系统自检后异常，则将异常信息发给A25:信息输出口接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示；

若安全监控管理系统自检后正常则执行B2：小车幅度检测回路自检；若小车幅度检测回路自检后异常，则将异常信息发给A25:信息输出口接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示；

若小车幅度检测回路自检后正常，则不在B3：小车幅度值处于增幅限制区，则到B4：小车幅度值处于增幅动作区，判断是在B4：小车幅度值处于增幅动作区，并判断是有B7:动作区内增幅动作开关动作，则执行B8:动作开关幅度值有偏差，然后将B8:动作开关幅度值有偏差的信息发给A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示；若是在B3：小车幅度值处于增幅限制区，且判断是有B5：限制区内增幅限制开关动作，并判断是有B5:限制开关动作幅度值有偏差，则将异常信息发给A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示。

图4是本发明是以起升高度为监控目标的电气限制及保护的又一实施例，以起升高度为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增起升高度距离传感器及其信息采集回路获取起升高度数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起升高度限制器分别在起升高度值处于最低动作区、增速限制区以及最高动作区的开关信息，在起升回路正常工作状态时确认起升高度数字信息和起升高度限制器的起升高度最低动作值、增速限制值以及最高动作值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断起升高度限制器在起升高度值处于最低动作区、增速限制区以及最高动作区的开关信息是否正常，当起升高度限制器未在设定起升高度最低动作值、增速限制值以及最高动作值处发出限制高速运行开关信息或限制高度增加的开关信息或其开关信息与起升高度值不相符时，由安全管理系统完成起升高度监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

该实施例主要是安全监控系统对电气控制系统的起升限制器在起升高度值最低动作区、增速限制区和最高动作区的保护限位开关信息进行监控，如有问题则通过交互语音服务单元和信息显示单元进行警示和督促问题处理。

图4是以起升高度为监控目标的电气限制及保护，与图3类同，主要是利用新增起升高度传感器的信息检测起升高度开关限制器是否正常或是否存在偏差，由于开关限制器的信息是开关信息，由于开关限制器有偏差存在，主要是在规定允许偏差内检测，如起升高度值处于最低动作区、限制起升速度区、起升高度最高区的允许偏差，其主要流程是：首先信息处理单元从新增起升高度传感器获取信息判断起升高度值是否处于最低动作区、限制起升速度区、起升高度最高动作区，当处于以上三种的任一种状态时，根据信息处理单元获取的开关限制器信息判断是否有开关动作信息，开关信息是处于允许偏差内还是允许偏差以外，或者就没有动作，当开关限制器的开关信息处于允许偏差内时则正常信息可从显示单元和语音交互单元获取，当开关限制器的开关信息处于允许偏差以外时则信息单元通过显示单元和语音交互单元提出警示，当开关限制器的开关信息在允许偏差内外均没有检测到，则信息处理单元通过显示单元和语音交互单元提出故障报警，当然安全监控系统还要起到双重保护的作用，这一点已包括在图2内。

参阅图4所示，首先执行A1:安全监控管理系统自检和D2:起升高度检测回路自检，A1:安全监控管理系统自检或D2:起升高度检测回路自检有异常时触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示A1:安全监控管理系统自检和或D2:起升高度检测回路自检异常；当A1:安全监控管理系统自检和或D2:起升高度检测回路自检异常无异常时，塔式起重机安全监控管理系统5进入正常监控状态；

当D3:起升高度值处于最低动作区信息为是时，则检测D6:最低动作区内起升高度开关限制器开关动作信息，当D6:最低动作区内起升高度开关限为器开关动作信息为否时，则触发信息输出接口单元13和新增交互语音服务单元9及信息显示单元14警示，警示D6:最低动作区内起升高度开关限制器开关动作信息为否；当D6:最低动作区内起升高度开关限制器开关动作信息为是时，则检测D7:起升高度开关限制器的开关最低高度动作值超过允许偏差信息，当D7:起升高度开关限制器的开关最低高度动作值超过允许偏差信息为是时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示D7:起升高度开关限制器的开关最低高度动作值超过允许偏差信息为是；

当D3:起升高度值处于最低动作区信息为否时，则检测D4:起升高度值处于增速限制区信息，当D4:起升高度值处于增速限制区信息为是时，则检测D8:增速限制区内起重量或起重力矩开关限制器开关动作信息，当D8:增速限制区内起重量或起重力矩开关限制器开关动作信息为否时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示D8增速限制区内起重量或起重力矩开关限制器开关动作信息为否；当D8:增速限制区内起重量或起重力矩开关限制器开关动作信息为是时，则检测D9:起重量或起重力矩开关限制器开关动作值超过允许偏差信息，当D9起重量或起重力矩开关限制器开关动作值超过允许偏差信息为是时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示D9:起重量或起重力矩开关限制器开关动作值超过允许偏差信息为是；

当D4:起升高度值处于增速限制区信息为否时，则检测D5:起升高度值处于最高动作区信息，当D5:起升高度值处于最高动作区信息为是时，则检测D10:起升最高动作区内起升高度开关限制器开关动作信息，当D10:起升最高动作区内起升高度开关限制器开关动作信息为否时，则触发A25:信息输出接口单元和交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示D10的信息为否；当D10:起升最高动作区内起升高度开关限制器开关动作信息为是时，则检测D11:起升高度开关限制器开关最高动作值超过允许偏差信息，当D11:起升高度开关限制器开关最高动作值超过允许偏差信息为是时，则触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示D11:起升高度开关限制器开关最高动作值超过允许偏差信息为是。

图5是本发明以回转角度为监控目标的电气限制及保护的又一实施例，以回转角度为监控目标的电气限制及保护内容为：在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增回转角度传感器及其信息采集回路获取起升高度数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的回转角度限制器的左侧回转速度限制区、左侧回转角度动作区、右侧回转速度限制区、右侧回转角度动作区开关信息，在回转回路正常工作状态时确认回转角度数字信息和回转角度限制器的左侧回转速度限制角度值、左侧回转动作角度值、右侧回转速度限制角度值、右侧回转动作角度值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断回转角度限制器的左侧回转速度限制角度值、左侧回转动作角度值、右侧回转速度限制角度值、右侧回转动作角度值是否设置正常，如回转角度限制器未在左侧回转速度限制区、左侧回转角度动作区、右侧回转速度限制区、右侧回转角度动作区的设定角度处发出限制回转高速运行开关信息或限制回转角度增加的开关信息或其开关信息与回转角度值不相符时，由安全管理系统完成回转角度监控及保护功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

该实施例主要是安全监控系统对电气控制系统的回转限制器在回转角度值左侧限速区、左侧动作区、右侧限速区和右侧动作区的保护限位开关信息进行监控，如有问题则通过交互语音服务单元和信息显示单元进行警示和督促问题处理。

以回转角度为监控目标的电气限制及保护，回转开关限制器有4个开关信息，它们是左和右侧回转角度限速区、左和右侧回转角度动作区，这4个开关信息同样有允许偏差范围，其主要流程是：信息处理单元从新增回转传感器获取信息判断回转角度是否在左和右侧限速区、左和右侧动作区，当回转角度处于以上4个区域的任一区域时，根据信息处理单元获取的开关限制器的信息以判断是否有开关动作信息，开关信息是处于允许偏差内还是允许偏差以外，或者就没有动作，当回转开关限制器的开关信息处于允许偏差内时则正常信息可从显示单元和语音交互单元获取，当回转开关限制器的开关信息处于允许偏差以外时则信息单元通过显示单元和语音交互单元提出警示，当回转开关限制器的开关信息在允许偏差内外均没有检测到，则信息处理单元通过显示单元和语音交互单元提出故障报警，安全监控系统在检测到回转开关限制器的开关信息在允许偏差以外的同时进行双重保护的动作，动作过程已包括在图2内。

参阅图5所示，首先执行A1:安全监控管理系统自检和F1:回转角度检测回路自检，A1:安全监控管理系统自检或F1:回转角度检测回路自检有异常时触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示A1:安全监控管理系统自检和或F1:回转角度检测回路自检异常；当A1:安全监控管理系统自检和或F1:回转角度检测回路自检无异常时，塔式起重机安全监控管理系统5进入正常监控状态；

当F2:回转角度值处于左侧限速区信息为是时，则检测F6:左侧限速区内回转限制器左侧限速开关动作信息，当F6:左侧限速区内回转限制器左侧限速开关动作信息为否时，则触发A25信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示F6左侧限速区内回转限制器左侧限速开关动作的信息为否；当F6左侧限速区内回转限制器左侧限速开关动作的信息为是时，则检测F7:回转限制器左侧限速开关动作角度值超过允许偏差信息，当F7:回转限制器左侧限速开关动作角度值超过允许偏差信息为是时，则触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示F7:回转限制器左侧限速开关动作角度值超过允许偏差信息为是；

当F2:回转角度值处于左侧限速区信息为否时，则检测F3:回转角度值处于左侧动作区信息，当F3:回转角度值处于左侧动作区信息为是时，则检测F8:左侧动作区内回转限制器左侧保护开关动作信息，当F8：左侧动作区内回转限制器左侧保护开关动作信息为否时，则触发A25，警示F8的信息为否；当F8信息为是时，则检测F9:回转限制器左侧保护开关动作角度值超过允许偏差信息，当F9:回转限制器左侧保护开关动作角度值超过允许偏差信息为是时，则触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示F9:回转限制器左侧保护开关动作角度值超过允许偏差信息为是；

当F3:回转角度值处于左侧动作区信息为否时，则检测F4:回转角度值处于右侧限速区信息，当F4:回转角度值处于右侧限速区信息信息为是时，则检测F10:右侧限速区内回转限制器右侧限速开关动作信息，当F10右侧限速区内回转限制器右侧限速开关动作信息为否时，则触发A25，警示F10的信息为否；当F10信息为是时，则检测F11:回转限制器右侧限速开关动作角度值超过允许偏差信息，当F111:回转限制器右侧限速开关动作角度值超过允许偏差信息为是时，则触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示F111:回转限制器右侧限速开关动作角度值超过允许偏差信息为是；

当F4:回转角度值处于右侧限速区信息为否时，则检测F5:回转角度值处于右侧动作区信息，当F5:回转角度值处于右侧动作区信息为是时，则检测F12:右侧动作区内回转限制器右侧保护开关动作信息，当F12:右侧动作区内回转限制器右侧保护开关动作信息为否时，则触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示F12的信息为否；当F12:右侧动作区内回转限制器右侧保护开关动作信息为是时，则检测F13:回转限制器右侧保护开关角度值超过允许偏差信息，当F13:右侧动作区内回转限制器右侧保护开关动作信息为是时，则触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示F13右侧动作区内回转限制器右侧保护开关动作信息为是；

图6是又一以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气限制及保护的实施例，以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气保护内容为：

新增信息处理部分通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起升电机、回转电机、小车电机回路电流互感器及信息采集回路的负荷电流信息，在可选择的60％～110％额定起重力矩或60％～110％额定起重量范围内，且起升电机和或回转电机和或小车电机被限制以较低速度运行时，正常运行的负荷电流突然脉冲式增大△I以上且起重力矩和或起重量实时采集信息的数值也突然同步脉冲式增大△M和或△G时，新增信息处理部分通过控制输出单元及起重机电气控制系统使负荷电流突然脉冲式增大的起升电机和或回转电机和或小车电机主回路断电或运行速度降为零；同时新增信息处理部分通过交互语音服务单元与塔机操作人员进行信息互动警示，要求确认是否发生故障，经确认为发生故障后，新增信息处理部分将过程数据加入起重力矩-负荷电流故障数据图和或起重量-负荷电流故障数据图中作故障监控依据；如经检查未发现有故障发生，应经有权限人员确认后合理修改相应参数，其中：△M和△G、△I由安全监控管理系统有权限人员设置。

本实施例是一种极端情况下的应急措施，如起升电机、小车变幅电机在增速限制区、增速或限幅动作区保护限位开关和安全监控管理系统相应保护没有发挥作用的情况下的一种应急保护，如针对回转电机反接制动的一种应急保护；安全监控系统对电气控制系统在起升、回转、小车变幅回路在增速限制区、增速或限幅动作区的电流信息进行监控，当起升、回转、小车变幅回路在增速限制区、增速或限幅动作区没有正常起动操作时，电流突然升高就是一种异常现象，如限幅功能、限高功能或限制起重量功能失效时，动力突然增大是塔吊倾倒的主要原因，保护动作发生后可通过交互语音服务单元和信息显示单元进行警示和督促问题处理。

其主要流程是：当起重力矩处于限制区时，处于起升过程的起升速度、处于变幅过程的小车变幅速度、处于回转过程的回转速度均是被限制在最低速度上的，起重量和起升高度处于限制区时，处于起升过程中的起升速度是被限制在最低速度上的，回转角度处于限制区时，处于回转过程中的回转速度是被限制在最低速度上，当被限制在最低速度上的起升、小车变幅、回转回路电流增大幅度超过设置值时，首先要排除起升、小车变幅、回转回路正常起动的情况，还有就是回转回路反接制动，反接制动是一种需要限制的紧急制动，但在紧急情况下是一种应急措施而且是一种反向运行，限制需要慎重，因而发明内容将这种应急操作排除在保护情况以外；当排除了起升、小车变幅、回转回路电流起动和反接制动原因外，信息处理单元通过控制输出回路停止相应的起升、小车变幅、回转回路的运行，同时通过信息输出接口以显示和语音交互的方式进行故障报警。

参阅图6所示，首先执行A1:安全管理监控系统自检和E1:塔式起重机电气主回路的电流检测回路自检，A1：安全管理监控系统自检或E1:塔式起重机电气主回路的电流检测回路自检有异常时触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示A1：安全管理监控系统自检和或E1:塔式起重机电气主回路的电流检测回路自检异常；A1：安全管理监控系统自检或E1:塔式起重机电气主回路的电流检测回路自检无异常时，塔式起重机安全监控管理系统进入正常监控状态5；

当E2:起升力矩检测数值处于限制运行区信息为是时，则检测E6:回转或幅度或起升回路电流检测数值突升△I信息，当E6:回转或幅度或起升回路电流检测数值突升△I信息为是时，则检测E9:起升力矩检测数值突然增大△M信息，当E9:回转或幅度或起升回路电流检测数值突升△I信息为是时，则检测E13:电流突升回路有起动操作信息，当E13:电流突升回路有起动操作信息为否时，则执行E15:电流检测数值突升回路跳闸或停止运行操作，当E15:电流检测数值突升回路跳闸或停止运行操作执行时，触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示E6:回转或幅度或起升回路电流检测数值突升△I信息、E9:回转或幅度或起升回路电流检测数值突升△I信息、E15:电流检测数值突升回路跳闸或停止运行操作的信息为是；

当E3:起重量检测数值处于限制运行区或E4:起重升高检测数值处于限速运行区信息为是时，则检测E7:起升电机回路电流检测数值突升△I信息，当E7:起升电机回路电流检测数值突升△I信息为是时，则检测E10:起升重量检测数值突然增大△G信息，当E10:起升重量检测数值突然增大△G信息为是时，则检测E14:起升电机回路有起动操作信息，当E14:起升电机回路有起动操作信息为否时，则执行E16:起升电机回路跳闸或停止运行操作，当E16:起升电机回路跳闸或停止运行操作执行时，触发A25，警示E7:起升电机回路电流检测数值突升△I信息、E10:起升重量检测数值突然增大△G信息、E16:起升电机回路跳闸或停止运行操作的信息为是；当E5:回转角度检测数值处于限速运行区信息为是时，则检测E8:回转电机回路电流检测数值突升△I信息，当E8:回转电机回路电流检测数值突升△I信息为是时，则检测E11:回转电机回路直接启动操作信息和E12:回转电机回路反接制动操作信息，当E11回转电机回路直接启动操作信息为否或E12信息为是时，则执行E17:回转电机回路跳闸或停止运行操作，当E17:回转电机回路跳闸或停止运行操作执行时，触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示E8:回转电机回路电流检测数值突升△I信息、E12:回转电机回路反接制动操作信息和E17:回转电机回路跳闸或停止运行操作的信息为是；

图7是本发明又一以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护实施例。塔式起重机的顶升过程也存在塔吊倾倒的危险因素，顶升的动力来源于液压顶升回路，因而顶升过程相应的危险因素也需要监控，因而采用了塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路进行监控，当顶升过程中塔身倾斜角、塔臂倾斜角超限时，及时警示和使顶升回路跳闸，防止倾覆事故发生。

以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护内容为：

新增信息处理部分通过信息采集单元获取起重机液压顶升系统的油压传感器的油压数字信息，当起重机液压顶升系统处于工作状态而非检修或测试状态时，安全监控管理系统短时闭锁起升、小车、回转的控制回路动作，并实时监测起重机塔身、塔臂倾角数据信息，当起重机塔身、塔臂倾角数据信息进入操作警示区域和或限制运行区域时，通过交互语音服务单元对塔机液压系统操作人员进行信息互动警示，当起重机塔身、塔臂倾角数据信息保护动作区域和或油压传感器的油压数字信息正常或超限时，新增信息处理部分通过控制输出单元使液压顶升系统停止顶升操作，同时交互语音服务单元警示故障，提示液压顶升操作人员进行检查确认，未确认前闭锁液压顶升系统控制回路动作，存在问题由安全管理系统拥有相应权限的人员进行故障参数修改设置。液压顶升过程可引发塔身、塔臂倾角超过限制值而导致塔吊倒塌的风险，是必须控制的风险；

其主要流程是：首先通过液压顶升系统和油压传感器确定液压顶升系统正在处于顶升状态而非检修或未顶升的测试状态，在液压顶升系统顶升状态中发生塔身、塔臂倾角超过限制值的情况时，信息处理单元通过控制输出单元停止液压顶升系统顶升过程，立即通过信息输出接口以显示和语音交互的方式进行故障报警。

参阅图7所示，首先执行A1:安全管理监控系统自检和R1:塔身和塔臂倾角及顶升油压检测回路自检，A1:安全管理监控系统自检或R1:塔身和塔臂倾角及顶升油压检测回路自检有异常时触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示A1:安全管理监控系统自检和或R1:塔身和塔臂倾角及顶升油压检测回路自检异常；当A1:安全管理监控系统自检或R1:塔身和塔臂倾角及顶升油压检测回路自检无异常时，塔式起重机安全监控管理系统5进入正常监控状态；

当R2:液压顶升系统液压油泵回路运行信息为是时，则检测R3:液压顶升系统处于检修或测试模式信息，当R3:液压顶升系统处于检修或测试模式信息为否时，则执行R4:液压油泵回路运行时闭锁起升、小车、回转的控制回路运行操作，当R5:液压顶升系统油压信息正常或超限值信息为是时，则检测R6:塔身或塔臂倾角值超限值信息，当R6:塔身或塔臂倾角值超限值信息为是时，则执行R7:液压顶升系统的液压油泵回路跳闸停止运行操作，当R7:液压顶升系统的液压油泵回路跳闸停止运行操作执行时，触发A25：信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示R6:塔身或塔臂倾角值超限值信息和R7:液压顶升系统的液压油泵回路跳闸停止运行操作的信息为是。

图8是本发明以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护的又一实施例，以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护内容：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增起重力矩或起重量传感器及其信息采集回路获取起重力矩或起重量数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起重力矩或起重量限制器分别在起重力矩或起重量限制区和起重力矩或起重量动作区的开关信息，确认起重力矩或起重量数字信息和起重力矩或起重量限制器的开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断起重力矩或起重量在起重力矩或起重量限制区和起重力矩或起重量动作区的开关信息是否正常，如起重力矩或起重量限制器未在设定在起重力矩或起重量限制区和起重力矩或起重量动作区处发出限制高速运行开关信息和限制速度增加的开关信息或其开关信息与起重力矩或起重量值不相符时，由安全管理系统完成起重力矩或起重量监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

其主要流程是：信息处理单元从新增起重力矩或起重量传感器获取信息判断起重力矩或起重量值是否在限制区、动作区，当起重力矩或起重量值处于以上2个区域的任一区域时，根据信息处理单元获取的起重力矩或起重量开关限制器的信息以判断是否有开关动作信息，起重力矩或起重量开关信息是处于允许偏差内还是允许偏差以外，或者就没有动作，当起重力矩或起重量开关限制器的开关信息处于允许偏差内时则正常信息可从显示单元和语音交互单元获取，当起重力矩或起重量开关限制器的开关信息处于允许偏差以外时则信息单元通过显示单元和语音交互单元提出警示，当起重力矩或起重量开关限制器的开关信息在允许偏差内外均没有检测到，则信息处理单元通过显示单元和语音交互单元提出故障报警，安全监控系统在检测到起重力矩或起重量开关限制器的开关信息在允许偏差以外的同时进行双重保护的动作，动作过程已包括在图2内。该实施例主要是安全监控系统对电气控制系统的起重力矩或起重量限制器在起重力矩或起重量限制区和起重力矩或起重量动作区的保护限位开关信息进行监控，如有问题则通过交互语音服务单元和信息显示单元进行警示和督促问题处理。

参阅图8所示，首先执行A1:安全管理监控系统自检和S1：起升力矩和起重量检测回路自检，A1:安全管理监控系统自检或S1：起升力矩和起重量检测回路自检有异常时触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示A1:安全管理监控系统自检和或S1：起升力矩和起重量检测回路自检异常；当A1:安全管理监控系统自检或S1：起升力矩和起重量检测回路自检无异常时，塔式起重机安全监控管理系统进入正常监控状态5:

当S2:起升力矩值处于限制区信息为是时，则检测S3:起升力矩开关限制器限制开关动作信息，当S3:起升力矩开关限制器限制开关动作信息为否时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示S3:起升力矩开关限制器限制开关动作信息为否；当S3:起升力矩开关限制器限制开关动作信息为是时，则检测S4:起升力矩开关限制器限制开关动作值超过允许偏差信息，当S4:起升力矩开关限制器限制开关动作值超过允许偏差信息为是时，则触发A25，警示S4信息为是；

当S2:起升力矩值处于限制区信息为否时，则检测S5:起升力矩值处于动作区信息，当S5信息为是时，则检测S6:起升力矩开关限制器动作区内动作开关动作信息，当S6信息为否时，则触发A25，警示S6的信息为否；当S6信息为是时，则检测S7:起升力矩开关限制器动作开关动作值有偏差信息，当S7:起升力矩开关限制器动作开关动作值有偏差信息为是时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示S7:起升力矩开关限制器动作开关动作值有偏差信息为是；

当S6:起重量值处于限制区信息为是时，则检测S9:起重量开关限制器限制开关动作信息，当S9:起重量开关限制器限制开关动作信息为否时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示S9:起重量开关限制器限制开关动作信息为否；当S9:起重量开关限制器限制开关动作信息为是时，则检测S10:起重量开关限制器限制开关动作值超过允许偏差信息，当S10:起重量开关限制器限制开关动作值超过允许偏差信息为是时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示S10:起重量开关限制器限制开关动作值超过允许偏差信息为是；

当S8:起重量值处于限制区信息为否时，则检测S11:起重量值处于动作区信息，当S11:起重量值处于动作区信息为是时，则检测S12:起重量开关限制器动作区内动作开关动作信息，当S12:起重量开关限制器动作区内动作开关动信息为否时，则触发A25，警示S12:起重量开关限制器动作区内动作开关动的信息为否；当S12:起重量开关限制器动作区内动作开关动信息为是时，则检测S13:起重量开关限制器动作开关动作值有偏差信息，当S13:起重量开关限制器动作开关动作值有偏差信息为是时，则触发A25:信息输出接口单元和新增交互语音服务单元及信息显示单元警示，警示S13起重量开关限制器动作开关动作值有偏差信息为是。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种塔式起重机电气双重保护系统，包括各种塔式起重机的电气控制系统内原有的塔式起重机电气控制系统(4)和塔式起重机安全监控管理系统(5)，

其中所述的原有的塔式起重机电气控制系统(4)包括塔式起重机电气主回路(1)，塔式起重机开关限制器或传感器(2)和塔式起重机PLC或硬接线控制回路；

所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)包括原有的信息采集单元(7)、原有信息处理部分(10)、控制输出单元(8)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)，其特征在于：所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)还包括：新增传感器部分(6)、新增信息处理部分(11)、新增交互语音服务单元(9),所述的新增传感器部分(6)、新增信息处理部分(11)和新增交互语音服务单元(9)，所述的塔式起重机开关限制器或传感器(2)还包括新增传感器；

其中，信息处理单元(12)是中心，该信息处理单元(12)包括原有的信息处理部分(10)及新增信息处理部分(11)，信息处理单元(12)的输入单元为信息采集单元(7)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)和新增交互语音服务单元(9)；信息处理单元(12)的输出单元为控制输出单元(8)、信息存储单元(15)、信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)和交互语音服务单元(14)；

所述的信息输出接口单元(13)是施工现场管理系统和移动管理系统的接入口，所述的信息显示单元(14)主要与塔机司机室内显示器连接；所述的新增交互语音服务单元(9)是与塔机司机室和其它塔机区域内的专线音频单元连接，还通过信息输出接口单元与施工现场管理系统和移动管理系统相连接；该新增交互语音服务单元(9)还与信息存储单元(15)连接，信息存储单元(15)本身包括语音和文字处理功能；所述的新增传感器部分(6)是通过信息采集回路接入塔式起重机安全监控管理系统(5)；

所有信息和数据的计算和逻辑处理均由信息处理单元(12)完成，计算和逻辑处理的信息存储在信息存储单元(15)，同时也能通过信息显示单元(14)、信息输出接口单元(13)、新增交互语音服务单元(9)进行输出；当计算和逻辑处理的信息达到设置值或逻辑计算出现设定的状态时，通过控制输出单元(8)进行设置或设定状态对应的动作；

新增传感器部分(6)是通过信息采集单元(7)输入新增信息处理部分，塔式起重机开关限制器或传感器(2)的信息是通过信息采集单元(7)输入原有信息处理部分(10)，而新增传感器处理部分(6)是通过原有信息处理部分(10)获取其需要的输入、输出信息和所获取的新增传感器信息进行逻辑计算的，所述的新增交互语音服务单元(9)与原有的信息显示单元(14)通过所述的信息处理单元(12)实现了人机互动，通过所述的信息采集单元(7)获取电气控制系统内限制器信息，所述的信息处理单元(12)通过所述的控制输出单元(8)达到新增电气保护功能对电气系统的保护输出，由于新增信息处理部分(11)内获取的新增传感器信息是连续的检测信息，不仅可以自检，新增信息处理部分(6)还可通过获取的新增传感器连续监测信息与原有塔式起重机电气控制系统(4)内的塔式起重机开关限制器或传感器(2)的信号进行互检，当塔式起重机开关限制器(2)的信息和新增传感器部分(6)的信息出现限定的偏差时，及时由信息处理单元(12)通过人机互动和远程信息传输通道进行警示或报警，通过塔式起重机安全监控管理系统(5)在完成对原有塔式起重机电气控制系统(4)已有的保护功能和塔式起重机安全监控管理系统(5)的新增电气保护功能互检的同时，达到在原有塔式起重机电气控制系统已有的保护功能失效或存在较大误差情况下的双重保护功能；

所述的塔式起重机电气控制系统(4)是一种被动的电气保护系统，只有在塔式起重机开关限制器或传感器信息达到限制或动作的设定值，以及塔式起重机安全监控管理系统内(5)的控制输出单元(8)输出保护信息时才进行保护动作；

所述的塔式起重机安全监控管理系统(5)是一种主动的电气保护系统，它主动获取塔式起重机电气控制系统的信息及新增传感器部分(6)的信息并进行信息间相互实时验证，确保塔式起重机电气控制系统(4)和塔式起重机安全监控管理系统(5)获取可靠的信息，通过建立或修改不同回转角度下起重力矩或塔臂倾角对应立体模型，确定某一阶段的划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，通过60％-110％起重力矩及不同运行速度时塔身、塔臂倾角数据获取及合理验证，实时修改划分力矩正常运行区域、力矩操作警示区、力矩限制运行区域、力矩保护动作区域，使得塔式起重机安全监控管理系统(5)能根据塔式起重机实时信息和状态主动进行安全保护，且塔式起重机安全监控管理系统(5)和塔式起重机电气控制系统(4)的电气保护是两种不同的电气安全保护方式，这两种不同保护方式的结合形成了塔式起重机双重保护系统(16)。

2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增传感器包括起升、回转、小车回路的电流互感器、起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器、顶升液压系统的油压传感器以及相应的信息采集回路，所述的起重量传感器、起重力矩传感器、塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、小车幅度距离传感器、起升高度距离传感器、回转角度传感器以及相应的信息采集回路，新增传感器均采用模拟信号加数字信号采集部分或数字传感器，并采用连续测量方式；除塔身双轴倾角传感器和塔臂双轴倾角传感器外，其他传感器与塔式起重机开关量限制器或传感器安装在相同的位置或安装在其它需要检测的位置；

所述的新增传感器部分(6)的信号输出为连续的数字量，其非开关量；所述的相应的信息采集回路的信息是送到具有电气保护功能的塔式起重机安全监控管理系统(5)的新增信息处理部分(11)进行信息处理；该信息采集回路与新增传感器的接线模式选择取决于所采用的传感器本身信息采集方式，该信息采集回路可与新增传感器在一起，采用现场总线或硬接线模式；或者，该信息采集回路与新增信息处理部分在一起的一体化的现场总线或硬接线采集模式；

所述的起重力矩传感器固定在一个小范围内，因为可测量起重力矩的位置比较关键，不管什么类型的传感器，安装位置均相同；而所述的起重量传感器设置在重力传递的线路上滚轮加环式或轴销传感器测量，所述的小车幅度距离传感器是测小车行走距离，小车幅度距离传感器是光电距离传感器或激光距离传感器，在行走距离不大的情况下，误差不大也能测量钢丝绳的回转圈数，所述的回转角度传感器安装在回转圆盘上或装在电机轴上，PLC系统需要的是开关量，所以塔机上安装的是开关限制器，计算机系统大多需要连续量，新增传感器是连续量的，安装位置主要取决于传感器本身。

3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增信息处理部分(11)包括以额定起重力矩及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护内容、以小车幅度为监控目标的电气限制及保护内容、以起升高度为监控目标的电气限制及保护内容、以回转角度为监控目标的电气限制及保护内容，以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护内容、以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气保护内容和以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护内容。

4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的新增交互语音服务单元(9)包括由新增信息处理部分(11)触发的操作警示和电气限制及保护信息输出内容、对操作和安拆维修人员问题的检索和回答。

5.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于所述的以起重力矩以及塔身、塔臂倾角为监控目标的电气限制及保护内容为：

一是以塔式起重机不同高度的安装及验收试验合格过程内至少包括60％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据为基础，建立以起重力矩为纵轴，塔身或塔臂倾角为横轴的不同塔身高度的两幅点阵图或点阵区域图，以100％额定起重力矩和塔身倾角规范最大允许值为限制条件，在起重力矩-塔身倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域，不同塔身高度的所述点阵图或点阵区域图数据可在安全监控管理系统信息存储单元存储和调用；

以100％额定起重力矩和塔臂倾角最大试验值为限制条件，并在起重力矩-塔臂倾角图中确定规定时间周期内合理的正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域；

二是在塔式起重机正常运行的时间内，获取实际运行的起重力矩、塔身或塔臂倾角信息数据，确认和合理调整两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；

三是当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的正常运行区域时，新增信息处理部分处于数据收集和监控状态；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的力矩操作警示区域，以及当信息处理部分通过信息采集单元获取塔机操作人员对起升或小车变幅或回转回路加速操作时，信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员加速操作过程进行警示，要求减少起重力矩和或塔身倾角和或塔臂倾角的异常波动相关操作；新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员操作过程进行警示；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的限制运行区域时，通过控制输出单元将信息传到塔式起重机电气控制系统以限制电机速度运行，当为多速电机时，使其速度降级，依此直至最低速度运行；当为变频调速运行时，使其速度调低，依此直至满足要求速度为止，新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员进行信息互动警示；

当塔式起重机实际运行在起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的保护动作区域时，通过控制输出单元将信息传到塔式起重机电气控制系统以限制电机在起重力矩增加的方向上运行，即：回转和起升回路停止运行，小车变幅回路停止在幅度增加方向上的运行且经延时后再以最低速起动向幅度减少方向上的运行，小车幅度直至起重力矩-塔身倾角图和起重力矩-塔臂倾角图的限制运行开始区域后停止运行，新增信息处理部分通过交互语音服务单元对塔机操作人员操作过程进行警示；

在塔式起重机正常运行的时间内，均可检索和回答塔机操作人员对操作过程的疑问或向塔机管理人员及时反映安全监控管理系统存在问题并要求及时解决，以此信息互动获取人机较优配合；

当新增信息处理部分检测到同一塔身高度内100％～110％额定起重力矩范围内塔身、塔臂倾角数据比原获取数据为大时，以塔身、塔臂最大允许倾角数据为基础调低塔式起重机额定起重力矩数值，并及时下移两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围，当额定起重力矩数值调低至第一设定值时，通过信息输出接口单元向塔机管理人员及时反映塔机存在问题，督促及时检修处理，检修处理结果经过塔机管理人员确认后，新增信息处理部分通过试验和运行确认可合理上移两幅点阵图或点阵区域图内正常运行区域、力矩操作警示区域、限制运行区域、保护动作区域范围；

当检修处理结果未经塔机管理人员确认时，仍以塔身、塔臂最大允许倾角数据为基础调低的塔式起重机额定起重力矩数值为限进行正常运行，直至额定起重力矩数值调低至第二设定值或更低设定值，其间可通过信息显示单元、信息输出接口单元、交互语音服务单元同塔机管理人员、操作人员进行不同级别的警示、沟通和确认。

6.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于：所述的以小车幅度为监控目标的电气限制及保护内容：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增小车幅度距离传感器及其信息采集回路获取小车幅度距离数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的小车幅度限制器分别在小车增幅限制区和小车增幅动作区的开关信息，确认小车幅度距离数字信息和小车幅度限制器的开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断小车幅度限制器在小车变幅限制区和小车变幅动作区的开关信息是否正常，如小车幅度限制器未在设定在小车增幅限制区和小车增幅动作区处发出限制增幅高速运行开关信息和限制幅度增加的开关信息或其开关信息与小车幅度值不相符时，由安全管理系统完成小车幅度监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

7.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于：所述的以起升高度为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增起升高度距离传感器及其信息采集回路获取起升高度数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起升高度限制器分别在起升高度值处于最低动作区、增速限制区以及最高动作区的开关信息，在起升回路正常工作状态时确认起升高度数字信息和起升高度限制器的起升高度最低动作值、增速限制值以及最高动作值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断起升高度限制器在起升高度值处于最低动作区、增速限制区以及最高动作区的开关信息是否正常，当起升高度限制器未在设定起升高度最低动作值、增速限制值以及最高动作值处发出限制高速运行开关信息或限制高度增加的开关信息或其开关信息与起升高度值不相符时，由安全管理系统完成起升高度监控及保护动作功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

8.根据权利要求3的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于：所述的以回转角度为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增回转角度传感器及其信息采集回路获取起升高度数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的回转角度限制器的左侧回转速度限制区、左侧回转角度动作区、右侧回转速度限制区、右侧回转角度动作区开关信息，在回转回路正常工作状态时确认回转角度数字信息和回转角度限制器的左侧回转速度限制角度值、左侧回转动作角度值、右侧回转速度限制角度值、右侧回转动作角度值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断回转角度限制器的左侧回转速度限制角度值、左侧回转动作角度值、右侧回转速度限制角度值、右侧回转动作角度值是否设置正常，如回转角度限制器未在左侧回转速度限制区、左侧回转角度动作区、右侧回转速度限制区、右侧回转角度动作区的设定角度处发出限制回转高速运行开关信息或限制回转角度增加的开关信息或其开关信息与回转角度值不相符时，由安全管理系统完成回转角度监控及保护功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。

9.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于：所述的以塔身、塔臂倾角和顶升液压系统的油压为监控目标的电气限制及保护内容为：

新增信息处理部分通过信息采集单元获取起重机液压顶升系统的油压传感器的油压数字信息，当起重机液压顶升系统处于工作状态而非检修或测试状态时，安全监控管理系统短时闭锁起升、小车、回转的控制回路动作，并实时监测起重机塔身、塔臂倾角数据信息，当起重机塔身、塔臂倾角数据信息进入操作警示区域和或限制运行区域时，通过交互语音服务单元对塔机液压系统操作人员进行信息互动警示，当起重机塔身、塔臂倾角数据信息保护动作区域和或油压传感器的油压数字信息正常或超限时，新增信息处理部分通过控制输出单元使液压顶升系统停止顶升操作，同时交互语音服务单元警示故障，提示液压顶升操作人员进行检查确认，未确认前闭锁液压顶升系统控制回路动作，存在问题由安全管理系统拥有相应权限的人员进行故障参数修改设置。

10.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于：所述的以限制起重力矩或起重量或回转速度时的电流突变为监控目标的电气保护内容为：

新增信息处理部分通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起升电机、回转电机、小车电机回路电流互感器及信息采集回路的负荷电流信息，在可选择的60％～110％额定起重力矩或60％～110％额定起重量范围内，且起升电机和或回转电机和或小车电机被限制以较低速度运行时，正常运行的负荷电流突然脉冲式增大△I以上且起重力矩和或起重量实时采集信息的数值也突然同步脉冲式增大△M和或△G时，新增信息处理部分通过控制输出单元及起重机电气控制系统使负荷电流突然脉冲式增大的起升电机和或回转电机和或小车电机主回路断电或运行速度降为零；同时新增信息处理部分通过交互语音服务单元与塔机操作人员进行信息互动警示，要求确认是否发生故障，经确认为发生故障后，新增信息处理部分将过程数据加入起重力矩-负荷电流故障数据图和或起重量-负荷电流故障数据图中作故障监控依据；如经检查未发现有故障发生，应经有权限人员确认后合理修改相应参数，其中：△M和△G、△I由安全监控管理系统有权限人员设置。

11.根据权利要求3所述的一种塔式起重机电气双重保护系统，其特征在于：所述的以起重力矩和起重量为监控目标的电气限制及保护内容为：

在塔机系统调试、试验以及正常运行过程中，新增信息处理部分通过新增起重力矩或起重量传感器及其信息采集回路获取起重力矩或起重量数字信息，新增信息处理部分也通过信息采集单元获取起重机电气控制系统的起重力矩或起重量限制器的限制区、动作区开关信息，在起重力矩或起重量正常工作状态时确认起重力矩或起重量数字信息和起重力矩或起重量限制器的限制值、动作值开关信息对应关系，通过对应关系验证相互信息的正确性，以判断起重力矩或起重量限制器的限制值、动作是否设置正常，如起重力矩限制器未在限制区、动作区的设定值处发出限制起升、小车变幅、回转速度开关信息或限制速度增加的开关信息或其开关信息与起重力矩值不相符时，或起重量限制器未在限制区、动作区的设定值处发出限制起升速度开关信息或限制起升速度增加的开关信息或其开关信息与起重量值不相符时，由安全管理系统完成起重力矩或起重量监控及保护功能，并通过信息输出接口单元发出警示或故障信息，由专业技术人员及时维修处理。