CN206051344U - 起重机安全监控管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种起重机安全监控管理系统。目前没有一种针对起重机工作过程极限安全距离、所产生重量的实时监测系统。一种起重机安全监控管理系统，其组成包括数据采集单元、数据中心服务器、远程监控中心和多个移动监控终端，数据采集单元通过其具有的无线通信模块将采集的数据进行处理后发送给移动监控终端具有的无线通信模块；移动监控终端通过无线数据网络连接数据中心服务器，数据中心服务器通过无线数据网络连接远程监控中心。本实用新型实时监测起重机工作过程中的重量、安全距离等数据，并给工作人员安全提示。

Description

起重机安全监控管理系统

技术领域：

本实用新型涉及一种起重机安全监控管理系统。

背景技术：

物料搬运设备自古以来就是人类生产领域不可或缺的主要设备，是工业生产力发展的重要标志。作为物料搬运主要设备的起重机械广泛应用于石油化工、机械制造、铁路、电力、冶金、建筑等国民经济各行业中。随着科学技术的日益进步，工业生产规模的不断扩大，起重机械也在人类生产活动中扮演着越来越重要的角色。人类在享受起重机械带来高效、便捷的工作方式的同时，也感受到其危险的一面，每年都会发生人员伤害和财产损失的事故，起重机械属于危险性较大的特种设备，事故发生率近几年一直高居各类特种设备之首，人们越来越开始重视起重机械的安全性，但却没有一种针对起重机工作过程极限安全距离、所产生重量的实时监测系统。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种起重机安全监控管理系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种起重机安全监控管理系统，其特征是：其组成包括数据采集单元、数据中心服务器、远程监控中心和多个移动监控终端，

数据采集单元包括重量传感器、距离传感器、安全联锁开关、速度传感器、行程限位开关、信号调整模块、无线通信模块、微处理器和同步时钟模块，其中，重量传感器、距离传感器、安全联锁开关、速度传感器和行程限位开关连接信号调整模块，信号调整模块连接微处理器，微处理器连接无线通信模块和同步时钟模块，且数据采集单元将监控数据进行处理后发送给移动监控终端；

每个移动监控终端包括微处理器、无线通信模块、数据存储模块、声光报警模块和显示模块，其中，微处理器连接无线通信模块、数据存储模块、声光报警模块和显示模块，且移动监控终端将多台起重机运行过程中的相关监控数据发送给远程监控系统；

数据中心服务器包括微处理器、无线通信模块和数据存储模块，其中，微处理器连接无线通信模块和数据存储模块；数据中心服务器接收每个移动监控终端通过无线数据网络传输来的监控数据，将监控数据进行解析、处理和存储，并与远程监控中心建立数据连接；

远程监控中心包括一系列计算机；远程监控中心中的计算机与数据中心服务器进行数据通讯；

且数据采集单元通过其具有的无线通信模块将采集的数据进行处理后发送给移动监控终端具有的无线通信模块；移动监控终端通过无线数据网络连接数据中心服务器，数据中心服务器通过无线数据网络连接远程监控中心。

本实用新型的有益效果：

所述的起重机多功能安全监控管理移动终端与远程预警平台，开发具备“多级保护”功能的检测式限位停车装置，提高桥式起重机停车系统的整体安全性。和目前通用的机械式限位开关相比，除了其“非接触”的特点之外，增加了声光警示保护措施，可以极大程度的改善机械式限位开关的缺点。

模拟多种类型的起重机在复杂恶劣的作业环境中工作的状态，并能在超出距离端部的安全范围时多重保护进行警报和自动停车，对起重量也设置了测量和超安全重量报警功能，各项数据在移动终端和远程预警平台均有实时准确的显示。对以往安全装置的改良也将大大改善监管的效果。总之，本系统的研发对于起重机安全管理以及普及教育都大有裨益。

1.本实用新型开发新型的限位停车装置，以声光警报的方式告知操作人员起重机运行过程中的不安全状态，并通过人为和自动化停车的手段解除了操作人员行使和停车探视所引起的困扰，并帮助操作人员扫除了视野死角和视线模糊（能见度低）的缺陷，提高桥式起重机停车系统的整体安全性；

2. 开发手持式移动监控终端，使用对象为车间管理人员、安全生产管理人员等，可以实时显示起重机在工作过程中的运行状况；

3. 开发远程监控与预警平台软件，改变以往监控软件与起重机一对一监控的现状，实现对整个企业各个车间内的多台起重机的集中管理，统一监控；

4.开发起重机安全装置数据采集平台，自制桥式起重机模型机器一台，并对本装置进行演示，事实证明，本装置可实现起重机的远程控制，起重机参数信息以及报警信息的发射和接受，从而大大提高了起重机械在使用中的安全性，可有利的避免损伤和减少事故发生率。

多重保护：在端部防撞模块中，若接近轨道端部，该装置能实现如下功能：先提醒司机安全停车，提醒无效后限位装置会自动切断动力源，以保证司机的人身安全。

功能多样化：不仅仅可以测量并显示起重机对其轨道端头的碰撞压力，还可以展示起重机的多种故障形式，且能对起重量进行检测并在超出可承受重量时报警。

耐用性好：本装置采取了非接触式控制方式，因此不会受到碰撞载荷的影响，所以装置寿命期长。

使用便捷：设计了手持终端模块，管理人员在即使比较远的地方也能实时了解起重机运行情况，以便在紧急事故发生时及时处理。抗干扰能力强，可运用的环境范围广。限位防撞装置采用了超声波探头，因为超声波对外界光线和电磁场不敏感，所以该装置可以用于黑暗、有灰尘、烟雾和强电磁干扰等复杂恶劣的环境中。

测量精度高：本系统使用的微处理器是高速单片机STM32，STM32的主频和定时器的频率可以通过PLL倍频高达72MHz，高分辨率的定时器为高精度的测量提供了保证。

实时性：手持移动终端和远程监控软件屏幕都将实时显示距离和速度的实时变化情况。

状态明确：开关的状态通过红灯、绿灯来指示，可以明确知道开关的所在状态。

响应速度快同时检测距离长。

模型结构简单且体积较小，方便携带和装卸。

具有教学价值：起重机模拟装置较好地呈现了单梁式和双梁式两种起重机的模型，可以作为教具使用。

附图说明：

附图1是本实用新型的原理结构示意图；

图中，1为数据采集单元，2为数据中心服务器，3为远程监控中心，4为移动监控终端，5为重量传感器，6为距离传感器，7为安全联锁开关，8为速度传感器，9为行程限位开关，10为信号调整模块，11为无线通信模块，12为微处理器，13为同步时钟模块，14为数据存储模块，15为声光报警模块，16为显示模块。

具体实施方式：

具体实施方式一：

一种起重机安全监控管理系统，如图1所示，其组成包括数据采集单元1、数据中心服务器2、远程监控中心3和多个移动监控终端4，

数据采集单元1包括重量传感器5、距离传感器6、安全联锁开关7、速度传感器8、行程限位开关9、信号调整模块10、无线通信模块11、微处理器12和同步时钟模块13，其中，重量传感器5、距离传感器6、安全联锁开关7、速度传感器8和行程限位开关9连接信号调整模块10，信号调整模块10连接微处理器12，微处理器12连接无线通信模块11和同步时钟模块13，且数据采集单元1将监控数据进行处理后发送给移动监控终端4；

每个移动监控终端4包括微处理器12、无线通信模块11、数据存储模块14、声光报警模块15和显示模块16，其中，微处理器12连接无线通信模块11、数据存储模块14、声光报警模块15和显示模块16，且移动监控终端4将多台起重机运行过程中的相关监控数据发送给远程监控系统；

数据中心服务器2包括微处理器12、无线通信模块11和数据存储模块14，其中，微处理器12连接无线通信模块11和数据存储模块14；数据中心服务器2接收每个移动监控终端4通过无线数据网络传输来的监控数据，将监控数据进行解析、处理和存储，并与远程监控中心3建立数据连接；

远程监控中心3包括一系列计算机；远程监控中心3中的计算机与数据中心服务器2进行数据通讯；将起重机的监控数据进行显示，具有远程实时监控、权限分配、信息管理、历史数据记录和查询、报警故障信息查询、定位功能；

且数据采集单元1通过其具有的无线通信模块11将采集的数据进行处理后发送给移动监控终端4具有的无线通信模块11；移动监控终端4通过无线数据网络连接数据中心服务器2，数据中心服务器2通过无线数据网络连接远程监控中心3。

开发新型的起重机安全监控管理系统，通过限位停车装置、声光警报的方式告知操作人员起重机运行过程中的不安全状态，并通过人为和自动化停车的手段解除了操作人员行使和停车探视所引起的困扰，并帮助操作人员扫除了视野死角和视线模糊（能见度低）的缺陷，提高桥式起重机停车系统的整体安全性；开发手持式移动监控终端，使用对象为车间管理人员、安全生产管理人员等，可以实时显示起重机在在工作过程中的安全运行状况；开发远程监控与预警平台软件，改变以往监控软件与起重机一对一监控的现状，实现对整个企业各个车间内的多台起重机进行集中管理，统一监控；开发起重机安全装置数据采集平台，并且自制桥式起重机模型机器一台，用于对本装置进行演示。

人机界面模块是整个远程监控软件的入口，也是用户与远程监控软件交互的接口。用户从这里通过权限认证并登陆进入，然后操作界面上的各功能按钮实现远程监控、实时数据读取或历史数据查询等功能。根据界面功能的需求，本系统将界面设计分为了用户登陆界面、实时监控主界面、数据子界面和历史数据子界面。用户登陆界面实现用户身份权限的验证功能，只有输入用户名与密码相匹配并正确的用户才能获得登陆权限，成功登陆到远程监控软件。本界面的设计过程与普通的登陆界面相似，只用了静态文本框、编辑框和命令按钮控件。静态文本框用来显示文本信息，告知用户需要输入的内容；编辑框是一个文本编辑域，用户可以在该区域输入或编辑文本信息；命令按钮主要响应用户操作命令，执行相应的信息处理函数。本系统设计的用户登录是当用户输入用户名和匹配的密码时，再点击“登录”按钮即可成功进入系统，转入网络连接界面。而如果用户输入用户名或密码错误，则将弹出消息对话框，告知用户登录错误，请重新登录。主显示界面包含了起重机当前工作状态下的参数信息，报警等级，本地和远程控制的信息和状态，本机和主机标识；“记录查询”按钮是用于切换到记录查询界面，查看起重机以往参数信息；“参数设置”按钮用于切换到起重机终端的参数设置界面，主要是对与起重机安全相关的起重量、限位距离、吊钩高度的上限值进行设置，以保证起重机的安全操作，另外还可以对设置界面的设置密码进行设置，防止未经同意修改参数上限值。

具体实施方式二：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的起重机安全监控管理系统，所述的数据采集单元1、数据中心服务器2和移动监控终端4涉及的微处理器12都采用STM32型号单片机。

具体实施方式三：

与具体实施方式一或二不同的是，本实施方式的起重机安全监控管理系统，所述的数据采集单元涉及的重量传感器5采用STM32F051C8T6型号单片机。

具体实施方式四：

与具体实施方式三不同的是，本实施方式的起重机安全监控管理系统，所述的数据采集单元涉及的距离传感器6采用超声波传感器，超声波传感的抗干扰能力强，可在复杂恶劣的环境中工作，适用于起重机现场作业的行程测距。

具体实施方式五：

与具体实施方式一、二或四不同的是，本实施方式的起重机安全监控管理系统，所述的移动监控终端4涉及的无线通信模块11采用NRF24L01+型号单片无线收发器芯片，实现手持移动监控终端4与现场控制系统之间的数据通讯。

工作原理：

数据采集单元1将重量传感器5、距离传感器6、安全联锁开关7、速度传感器8和行程限位开关9采集到的监控数据，通过信号调整模块10进行调整，并通过其具有的无线通信模块11将采集的数据发送给移动监控终端4的无线通信模块11；距离传感器6安装在起重机端部，若接近轨道端部，移动监控终端4先提醒司机安全停车，提醒无效后行程限位开关9以及安全联锁开关7会自动切断动力源，以保证司机的人身安全，同时移动监控终端4的无线通信模块11将重量传感器5、速度传感器8和聚力传感器6采集的数据通过无线数据网络连接数据中心服务器2并传送监控数据，数据中心服务器接收每个移动监控终端通过无线数据网络传输来的监控数据，将监控数据进行解析、处理和存储，并与远程监控中心建立数据连接；远程监控中心中的计算机与数据中心服务器进行数据通讯；数据中心服务器2通过无线数据网络连接远程监控中心3并传送监控数据，将起重机的监控数据进行显示，具有远程实时监控、权限分配、信息管理、历史数据记录和查询、报警故障信息查询、定位功能。

Claims (5)

1.一种起重机安全监控管理系统，其特征是：其组成包括数据采集单元、数据中心服务器、远程监控中心和多个移动监控终端，

数据采集单元包括重量传感器、距离传感器、安全联锁开关、速度传感器、行程限位开关、信号调整模块、无线通信模块、微处理器和同步时钟模块，其中，重量传感器、距离传感器、安全联锁开关、速度传感器和行程限位开关连接信号调整模块，信号调整模块连接微处理器，微处理器连接无线通信模块和同步时钟模块，且数据采集单元将监控数据进行处理后发送给移动监控终端；

每个移动监控终端包括微处理器、无线通信模块、数据存储模块、声光报警模块和显示模块，其中，微处理器连接无线通信模块、数据存储模块、声光报警模块和显示模块，且移动监控终端将多台起重机运行过程中的相关监控数据发送给远程监控系统；

数据中心服务器包括微处理器、无线通信模块和数据存储模块，其中，微处理器连接无线通信模块和数据存储模块；数据中心服务器接收每个移动监控终端通过无线数据网络传输来的监控数据，将监控数据进行解析、处理和存储，并与远程监控中心建立数据连接；

远程监控中心包括一系列计算机；远程监控中心中的计算机与数据中心服务器进行数据通讯；

且数据采集单元通过其具有的无线通信模块将采集的数据进行处理后发送给移动监控终端具有的无线通信模块；移动监控终端通过无线数据网络连接数据中心服务器，数据中心服务器通过无线数据网络连接远程监控中心。

2.根据权利要求1所述的起重机安全监控管理系统，其特征是：所述的数据采集单元、数据中心服务器和移动监控终端涉及的微处理器都采用STM32型号单片机。

3.根据权利要求1或2所述的起重机安全监控管理系统，其特征是：所述的数据采集单元涉及的重量传感器采用STM32F051C8T6型号单片机。

4.根据权利要求3所述的起重机安全监控管理系统，其特征是：所述的数据采集单元涉及的距离传感器采用超声波传感器，超声波传感的抗干扰能力强，可在复杂恶劣的环境中工作，适用于起重机现场作业的行程测距。

5.根据权利要求1、2或4所述的起重机安全监控管理系统，其特征是：所述的移动监控终端涉及的无线通信模块采用NRF24L01+型号单片无线收发器芯片，实现手持移动监控终端与现场控制系统之间的数据通讯。