CN202967960U

CN202967960U - 塔吊安全监控系统

Info

Publication number: CN202967960U
Application number: CN 201220740788
Authority: CN
Inventors: 王金玉; 赵继锋; 江楠; 王璐璐; 林冬雪; 张超
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2012-12-30
Filing date: 2012-12-30
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-12-30

Abstract

一种塔吊安全监控系统，主要为了解决目前塔机违规行为隐蔽难于取证和监控的问题。其特征在于：数据采集电路采用AD623和LM324芯片；A/D转换单元采用K-7512/H型8路数据输入采集模块，数据采集电路的信号输出端连接至A/D转换单元的信号输入端；控制器采用EP3C120型FPGA核心芯片，A/D转换单元的数据输出端连接至EP3C120型芯片的F2和F3端口；系统还包括Zibee模块、SD卡存储模块、手机短信发送模块和GPS定位模块；Zibee模块、SD卡存储模块和手机短信发送模块和控制器之间采用双向数据流方式连接，GPS定位模块与控制器之间采用单向数据流方式连接。本系统可实现对多台塔机数据采集以及实现在线监控、违规塔机定位和手机告警等功能。

Description

塔吊安全监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种应用于塔吊安全监控领域中的装置。

背景技术

由于目前塔机数量众多、高空作业、违规操作行为隐蔽且难于取证。而且常规塔吊机械式限位装置性能差，易遭到人为屏蔽和破坏。并且现有塔吊记录仪、塔吊黑匣子实际作用比较有限，究其原因是1、目前采用的是封闭式的监测、记录方式，不能进行多台塔机同时监控；2、容易遭到屏蔽破坏，难于监管；主要用于事故后分析，进行滞后处理，因此不能对目前塔机的违规操作行为进行取证和监控。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种塔吊安全监控系统，该种安全监控系统可实现对多台塔机的数据进行采集以及实现在线监控、违规塔机定位和手机告警等功能。

本实用新型的技术方案是：该一种塔吊安全监控系统，包括传感单元、数据采集电路、A/D转换单元、控制器以及工业液晶模块、继电器控制模块和声光报警模块，其独特之处在于：

所述传感单元由STL型重力传感器、CQZE型回转传感器、SSL幅度传感器、SC-KG型高度传感器和YS-CF-X风速传感器构成；所述数据采集电路由采用AD623芯片的差模信号输入放大单元和采用LM324芯片的基本放大单元构成，其中，所述重力传感器的信号输出端连接至差模信号输入放大单元的信号输入端，回转传感器、幅度传感器、高度传感器和风速传感器的各自信号输出端分别连接至基本放大单元中的不同信号输入端；所述A/D转换单元采用科瑞K-7512/H型8路数据输入采集模块，所述数据采集电路的信号输出端连接至所述A/D转换单元的信号输入端；控制器采用EP3C120型FPGA核心芯片，所述A/D转换单元的数据输出端分别连接至所述EP3C120型芯片的F2和F3端口；

此外，所述监控系统还包括Zibee模块、SD卡存储模块、手机短信发送模块和GPS定位模块；其中，Zibee模块、SD卡存储模块和手机短信发送模块和所述控制器之间采用双向数据流方式连接，GPS定位模块与控制器之间采用单向数据流方式连接。

本实用新型具有如下有益效果：本种监控系统与过去塔机上机械式限位器及塔机“黑匣子”或塔机记录仪的封闭式监控、记录完全不同，本种安全监控装置和后端远程监控平台是基于功能强劲的EP3C120型FPGA核心芯片完成，可实现与上位机、JN5148型Zigbee无线芯片、LKM1000工业级液晶显示等硬件之间的无缝融合，实现了开放式的实时监控，在对塔机实现现场安全监控、运行记录和声光报警的同时，针对重力传感器小信号的特点，本系统采用了16位A/D 科瑞光隔8路数据采集模块K-7512/H，数据采集精度更高，同时该数据采集模块采用了光耦隔离，增强了系统的抗干扰性。此外，本系统通过远程高速无线数据传输，将塔机运行工况数据和报警信息实时发送到远程GIS可视化监控平台，并能在报警时自动触发手机短信向相关主管人员告知，这样可使工程监理人员在本单位就可以对施工现场的塔机进行在线监控，不用去现场进行监督，这样既省时又省力，为工程监理人员带来了极大的方便，使得监督更加人性化。利用本系统可实现对多台塔机的数据进行采集以及实现在线监控、违规塔机定位和手机告警等功能

附图说明：

图1是本实用新型的组成框图。

图2是本实用新型所述差模信号输入放大单元的电路图，图中U2即是AD623芯片。

图3是本实用新型所述基本放大单元的电路图，图中U3即是LM324芯片。

图4是本实用新型所述EP3C120型FPGA控制器与外部模块连接的管脚图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该种塔吊安全监控系统，包括传感单元、数据采集电路、A/D转换单元、控制器以及工业液晶模块、继电器控制模块和声光报警模块，其独特之处在于：

所述传感单元由STL型重力传感器、CQZE型回转传感器、SSL幅度传感器、SC-KG型高度传感器和YS-CF-X风速传感器构成，上述传感器分别放置在塔吊上的不同位置处。以上传感器的详细选型情况如下：蚌埠雷泰电子有限公司旁压式重传感器STL、北京易盛科技有限公司 YS-CF-X型风速传感器、宜昌三思科技有限公司的SC-KG型高度传感器。

所述数据采集电路由采用AD623芯片的差模信号输入放大单元和采用LM324芯片的基本放大单元构成，电路图如图2和图3所示。其中，所述重力传感器的信号输出端连接至差模信号输入放大单元的信号输入端，回转传感器、幅度传感器、高度传感器和风速传感器的各自信号输出端分别连接至基本放大单元中的不同信号输入端。如此确定的原因在于，由于塔机重力传感器最初信号范围在0~10mV，需要进行数据处理，本系统AD623进行信号放大，信号大约放大300倍，同时采用了差模信号输入方式，可很好地抑制共模信号干扰。而对于回转、高度、幅度信号处理电路基本相同，因此采用了图3中的结构。

所述A/D转换单元采用科瑞公司生产的科瑞K-7512/H型8路数据输入采集模块，所述数据采集电路的信号输出端连接至所述A/D转换单元的信号输入端；控制器采用EP3C120型FPGA核心芯片，所述A/D转换单元的数据输出端分别连接至所述EP3C120型芯片的F2和F3端口；所述监控系统还包括Zibee模块、SD卡存储模块、手机短信发送模块和GPS定位模块；其中，Zibee模块、SD卡存储模块和手机短信发送模块和所述控制器之间采用双向数据流方式连接，GPS定位模块与控制器之间采用单向数据流方式连接。

本系统利用LM324和AD623实现数据的处理，通过16位A/D进行转化数据转换，通过EP3C120型FPGA实现数据的实时采集，通过LKM1000工业级液晶模块实时模拟动态显示，同时通过可将塔机工况数据实时存储于32G大容量SD卡，并且利用JN5148型Zigbee模块实现数据的无线局域组网。该系统可根据具体工况规范，预先设定上下限，如有超限，可通过手机短信报警形式告知安全监理人员，工程监理人员可通过短信，可以获悉关于塔机违规的信息，并可通过GPS定位，监理人员可明确知道违规塔机位置。同时塔机安全监控系统可发出声光报警，驱动相应控制继电器动作，锁定塔机，阻止危险操作。当出现重大事故时，还可通过系统内的SD卡进行事故数据现场的查询和分析。该塔机在线安全监控系统很好地迎合了国家起重机械超载保护装置安全技术规范的要求。

Claims

1.一种塔吊安全监控系统，包括传感单元、数据采集电路、A/D转换单元、控制器以及工业液晶模块、继电器控制模块和声光报警模块，其特征在于：

所述监控系统还包括Zibee模块、SD卡存储模块、手机短信发送模块和GPS定位模块；其中，Zibee模块、SD卡存储模块和手机短信发送模块和所述控制器之间采用双向数据流方式连接，GPS定位模块与控制器之间采用单向数据流方式连接。