專利名稱：塔吊集群作業安全控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及塔式起重機(簡稱塔吊)，具體地指一種塔吊集群作業安全控制系 統。
背景技術：
塔吊是建筑施工中垂直運輸的主要設備，因其起升高度大、覆蓋面廣等特點而被 廣泛使用，也是衡量一個建筑施工單位裝備實力的重要標識。隨著塔吊在施工現場的廣泛 使用，由塔吊引發的傷亡事故也越來越多，據國內有關部門統計資料表明，塔吊的事故率已 達2. 77%，其中很多是由塔吊撞上障礙物或者塔吊間的碰撞引起，對人民的生命財產安全 構成了重大威脅。因而，如何加強塔吊的作業安全，尤其是塔吊集群作業時的安全，受到了 生產廠家、建筑施工企業、安全監督部門以及建設行政管理部門的高度重視。現有的塔吊在安全問題上主要存在以下缺陷(1)不能實時監測塔吊的各項運行 參數，因而不能將塔吊的運行狀態及時反映給操作人員，以便實時調整；(2)即使存在運行 參數的監測，也基本是單獨進行，不能在計算機統一管理下對諸多運行參數和多臺塔吊實 施同步監測、協調處理和綜合判斷。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種塔吊集群作業安全控制系統，能夠 通過實時測量、監控塔吊的各項運行參數、進行調整和預警，確保塔吊集群作業的安全和高 效。為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種塔吊集群作業安全控制系統包括核 心控制器、觸控屏、傳感器和塔吊回轉控制電路，其中觸控屏與核心控制器有線連接，用于輸入防撞區域參數、吊臂回轉參數和顯示塔 吊運行參數；傳感器的信號輸出端與核心控制器的信號輸入端連接，用于將塔吊的運行參數輸 入核心控制器；塔吊回轉控制電路的控制信號輸入端通過通用塔吊控制系統接口與核心控制器 的控制信號輸出端連接，用于控制塔吊的吊臂反向旋轉。上述技術方案中，所述核心控制器為PLC。上述技術方案中，所述傳感器包括吊臂轉角傳感器、小車幅度傳感器和吊鉤高度 傳感器。進一步地，上述技術方案還包括塔機聲光報警系統，所述塔機聲光報警系統通過 通用塔吊控制系統接口與核心控制器的控制信號輸出端連接，用于進行聲光報警。更進一步地，上述技術方案還包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與核心控制 器連接，用于實現多套控制系統的核心控制器之間的無線通信。上述技術方案中，還包括起重量限制器和力矩限制器，所述起重量限制器和力矩限制器的信號輸出端與核心控制器的信號輸入端連接。本實用新型的有益效果在于根據工地上障礙物和多臺塔吊的分布等，確定防撞 區域參數、吊臂回轉參數后，即能夠通過本系統的觸控屏將防撞區域參數、吊臂回轉參數輸 入核心控制器，核心控制器根據上述參數、以及傳感器檢測到的塔吊運行參數，快速、準確 地判斷該塔吊是否處于危險工作位置，當接近防撞區域時，通過塔吊回轉控制電路控制塔 吊反向旋轉從而避開防撞區域，并通過塔吊聲光報警系統報警，確保了塔吊集群作業的安 全，提高了塔吊集群作業的效率；無線通訊模塊的設置，使集群中的任意塔吊間能夠一對一 通信，實現了塔吊集群的協同工作，且塔吊可隨時加入集群或者從集群中撤出，整個塔吊集 群的工作不受影響；本系統體積小、結構簡單、安裝維修方便、成本低、可靠性高。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖中，1 一核心控制器，2—觸控屏，3—傳感器(其中3. 1—吊臂轉角傳感器，3. 2— 小車幅度傳感器，3. 3—吊鉤高度傳感器)，4一通用塔吊控制系統接口，5—塔吊回轉控制電 路，6—塔吊聲光報警系統，7—無線通訊模塊，8—起重量限制器，9一力矩限制器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。如圖1所示，本實用新型的塔吊集群作業安全控制系統，包括核心控制器1、觸控 屏2、傳感器3、塔吊回轉控制電路5、塔機聲光報警系統6、無線通訊模塊7、起重量限制器8 和力矩限制器9。具體來說核心控制器1可選用PLC，用于對數據進行存儲、處理、判斷、發送等。觸控屏2與核心控制器1有線連接，用于輸入防撞區域參數、吊臂回轉參數和顯示 塔吊運行參數。上述防撞區域包括塔吊間的交叉工作區、固定物(如樓房)障礙區、高壓線區 域。其中交叉工作區允許塔吊進入，但不允許兩臺或兩臺以上塔吊同時在該區域工作，固 定物和高壓線區域則禁止塔吊進入。傳感器3包括三個旋轉編碼器，分別為吊臂轉角傳感器3. 1、小車幅度傳感器3. 2 和吊鉤高度傳感器3. 3，它們的信號輸出端均與核心控制器1的信號輸入端連接，用于將塔 吊的吊臂旋轉角度、小車變幅距離和吊鉤起升高度這三種運行參數輸入核心控制器1。塔吊回轉控制電路5和塔機聲光報警系統6的控制信號輸入端均通過通用塔吊控 制系統接口 4與核心控制器1的控制信號輸出端連接。在吊臂接近防撞區域時，核心控制 器1發出控制信號，塔吊回轉控制電路5控制塔吊的吊臂反向旋轉，塔機聲光報警系統6進 行聲光報警。無線通訊模塊7與核心控制器1連接，通過無線網絡可實現多套控制系統的核心 控制器1之間的無線通信。起重量限制器8和力矩限制器9用于對塔吊的超載進行監控和報警，且其信號輸 出端也分別與核心控制器1的信號輸入端連接。本實用新型的工作原理如下。將系統安裝于集群中的每一座塔吊，其中核心控制器1、觸控屏2、塔吊回轉控制電路5和塔機聲光報警系統6均設置于駕駛室，三個旋轉編碼器分別安裝在塔吊回轉裝置、 小車變幅裝置和吊鉤起升裝置上，起重量限制器8和力矩限制器分別設置于塔吊的導繩輪 和塔帽。一方面，操作人員根據工地現場障礙物和多臺塔吊的分布情況等，確定防撞區域參 數、吊臂回轉的相關參數等，通過觸控屏2將上述參數輸入核心控制器1 ；另一方面，三個旋 轉編碼器將塔吊的吊臂旋轉角度、小車變幅距離和吊鉤起升高度這些運行參數實時輸入給 核心控制器1，由核心控制器1判斷塔吊是否處于危險工作位置，當判斷塔吊處于防撞區域 時，該安全控制系統接管操作人員的操作，并發出控制信號，通過塔吊回轉控制電路5控制 塔吊的吊臂反向旋轉以避開障礙物或者其它塔吊，同時，塔機聲光報警系統6進行聲光報警。無線通訊模塊7可實現塔吊間運行參數的信息交互。例如某座塔吊進入相鄰一 座塔吊的防撞區域時發出一個進入信號，與之相通信的塔吊收到信號后，設定一個危險信 號量，并將它鎖定；在離開防撞區域時再發出一個離開信號，與之相通信的塔吊收到信號 后，釋放危險信號量，以實現協同作業。無線通訊模塊7采用多信道設計使得傳輸的信號穩 定，不受干擾。起重量限制器8和力矩限制器9除了單獨用于對塔吊的實際載荷進行監控、對其 超載進行報警外，還在每次報警時給核心控制器1發送一個信號，由核心控制器1進行記 錄。通過記錄塔吊的超載工作次數，可以為后續分析、鑒定和評價塔吊的工作級別提供可靠 的依據。
權利要求1.一種塔吊集群作業安全控制系統，其特征在于它包括核心控制器(1)、觸控屏(2)、 傳感器(3)和塔吊回轉控制電路(5)，其中觸控屏(2)與核心控制器(1)有線連接，用于輸入防撞區域參數、吊臂回轉參數和顯示 塔吊運行參數；傳感器(3)的信號輸出端與核心控制器(1)的信號輸入端連接，用于將塔吊的運行參 數輸入核心控制器(1);塔吊回轉控制電路(5)的控制信號輸入端通過通用塔吊控制系統接口(4)與核心控制 器(1)的控制信號輸出端連接，用于控制塔吊的吊臂反向旋轉。
2.根據權利要求1所述的塔吊集群作業安全控制系統，其特征在于所述核心控制器 (1)為 PLC。
3.根據權利要求1所述的塔吊集群作業安全控制系統，其特征在于所述傳感器(3)包 括吊臂轉角傳感器(3. 1)、小車幅度傳感器(3. 2)和吊鉤高度傳感器(3. 3)。
4.根據權利要求1所述的塔吊集群作業安全控制系統，其特征在于它還包括塔機聲 光報警系統(6)，所述塔機聲光報警系統(6)通過通用塔吊控制系統接口(4)與核心控制器 (1)的控制信號輸出端連接，用于進行聲光報警。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的塔吊集群作業安全控制系統，其特征在 于它還包括無線通訊模塊(7 )，所述無線通訊模塊(7 )與核心控制器(1)連接，用于實現多 套控制系統的核心控制器(1)之間的無線通信。
6.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的塔吊集群作業安全控制系統，其特征在 于它還包括起重量限制器(8)和力矩限制器(9)，所述起重量限制器(8)和力矩限制器(9) 的信號輸出端與核心控制器(1)的信號輸入端連接。
專利摘要一種塔吊集群作業安全控制系統，涉及塔式起重機，用于克服現有塔式起重機在集群作業時存在的安全問題。它包括核心控制器、觸控屏、傳感器和塔吊回轉控制電路，其中觸控屏與核心控制器有線連接，用于輸入防撞區域參數、吊臂回轉參數和顯示塔吊運行參數；傳感器的信號輸出端與核心控制器的信號輸入端連接，用于將塔吊的運行參數輸入核心控制器；塔吊回轉控制電路的控制信號輸入端通過通用塔吊控制系統接口與核心控制器的控制信號輸出端連接，用于控制塔吊的吊臂反向旋轉。本實用新型能夠通過實時測量、監控塔吊的各項運行參數、進行調整和預警，確保塔吊集群作業的安全和高效。
文檔編號B66C23/84GK201882833SQ201020630700
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者張貞貞, 徐桂芳, 牛力, 胥洪流, 董浩明, 蔣恩民, 蒲宇鋒, 陳崢 申請人:武漢市特種設備監督檢驗所, 湖北江東建筑機械有限公司