專利名稱：塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(yè)安全控制系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
塔吊是建筑施工中垂直運輸?shù)闹饕O(shè)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(biāo)識。隨著塔吊在施工現(xiàn)場的廣泛 使用，由塔吊引發(fā)的傷亡事故也越來越多，據(jù)國內(nèi)有關(guān)部門統(tǒng)計資料表明，塔吊的事故率已 達(dá)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(chǎn)安全 構(gòu)成了重大威脅。因而，如何加強塔吊的作業(yè)安全，尤其是塔吊集群作業(yè)時的安全，受到了 生產(chǎn)廠家、建筑施工企業(yè)、安全監(jiān)督部門以及建設(shè)行政管理部門的高度重視?，F(xiàn)有的塔吊在安全問題上主要存在以下缺陷(1)不能實時監(jiān)測塔吊的各項運行 參數(shù)，因而不能將塔吊的運行狀態(tài)及時反映給操作人員，以便實時調(diào)整；(2)即使存在運行 參數(shù)的監(jiān)測，也基本是單獨進行，不能在計算機統(tǒng)一管理下對諸多運行參數(shù)和多臺塔吊實 施同步監(jiān)測、協(xié)調(diào)處理和綜合判斷。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，能夠 通過實時測量、監(jiān)控塔吊的各項運行參數(shù)、進行調(diào)整和預(yù)警，確保塔吊集群作業(yè)的安全和高 效。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的一種塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)包括核 心控制器、觸控屏、傳感器和塔吊回轉(zhuǎn)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(qū)域參數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)參數(shù)和顯示塔 吊運行參數(shù)；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(shù)輸 入核心控制器；塔吊回轉(zhuǎn)控制電路的控制信號輸入端通過通用塔吊控制系統(tǒng)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(zhuǎn)。上述技術(shù)方案中，所述核心控制器為PLC。上述技術(shù)方案中，所述傳感器包括吊臂轉(zhuǎn)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(shù)方案還包括塔機聲光報警系統(tǒng)，所述塔機聲光報警系統(tǒng)通過 通用塔吊控制系統(tǒng)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(shù)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(xiàn)多套控制系統(tǒng)的核心控制器之間的無線通信。上述技術(shù)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(jù)工地上障礙物和多臺塔吊的分布等，確定防撞 區(qū)域參數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)參數(shù)后，即能夠通過本系統(tǒng)的觸控屏將防撞區(qū)域參數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)參數(shù)輸 入核心控制器，核心控制器根據(jù)上述參數(shù)、以及傳感器檢測到的塔吊運行參數(shù)，快速、準(zhǔn)確 地判斷該塔吊是否處于危險工作位置，當(dāng)接近防撞區(qū)域時，通過塔吊回轉(zhuǎn)控制電路控制塔 吊反向旋轉(zhuǎn)從而避開防撞區(qū)域，并通過塔吊聲光報警系統(tǒng)報警，確保了塔吊集群作業(yè)的安 全，提高了塔吊集群作業(yè)的效率；無線通訊模塊的設(shè)置，使集群中的任意塔吊間能夠一對一 通信，實現(xiàn)了塔吊集群的協(xié)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(tǒng)體積小、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(tǒng)接口，5—塔吊回轉(zhuǎn)控制電 路，6—塔吊聲光報警系統(tǒng)，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(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本實用新型的塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，包括核心控制器1、觸控 屏2、傳感器3、塔吊回轉(zhuǎn)控制電路5、塔機聲光報警系統(tǒng)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(shù)據(jù)進行存儲、處理、判斷、發(fā)送等。觸控屏2與核心控制器1有線連接，用于輸入防撞區(qū)域參數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)參數(shù)和顯示 塔吊運行參數(shù)。上述防撞區(qū)域包括塔吊間的交叉工作區(qū)、固定物(如樓房)障礙區(qū)、高壓線區(qū) 域。其中交叉工作區(qū)允許塔吊進入，但不允許兩臺或兩臺以上塔吊同時在該區(qū)域工作，固 定物和高壓線區(qū)域則禁止塔吊進入。傳感器3包括三個旋轉(zhuǎn)編碼器，分別為吊臂轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角度、小車變幅距離和吊鉤起升高度這三種運行參數(shù)輸入核心控制器1。塔吊回轉(zhuǎn)控制電路5和塔機聲光報警系統(tǒng)6的控制信號輸入端均通過通用塔吊控 制系統(tǒng)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(qū)域時，核心控制 器1發(fā)出控制信號，塔吊回轉(zhuǎn)控制電路5控制塔吊的吊臂反向旋轉(zhuǎn)，塔機聲光報警系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)多套控制系統(tǒng)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(jiān)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(tǒng)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(zhuǎn)控制電路5和塔機聲光報警系統(tǒng)6均設(shè)置于駕駛室，三個旋轉(zhuǎn)編碼器分別安裝在塔吊回轉(zhuǎn)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(shè)置于塔吊的導(dǎo)繩輪 和塔帽。一方面，操作人員根據(jù)工地現(xiàn)場障礙物和多臺塔吊的分布情況等，確定防撞區(qū)域參 數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)的相關(guān)參數(shù)等，通過觸控屏2將上述參數(shù)輸入核心控制器1 ；另一方面，三個旋 轉(zhuǎn)編碼器將塔吊的吊臂旋轉(zhuǎn)角度、小車變幅距離和吊鉤起升高度這些運行參數(shù)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(dāng)判斷塔吊處于防撞區(qū)域 時，該安全控制系統(tǒng)接管操作人員的操作，并發(fā)出控制信號，通過塔吊回轉(zhuǎn)控制電路5控制 塔吊的吊臂反向旋轉(zhuǎn)以避開障礙物或者其它塔吊，同時，塔機聲光報警系統(tǒng)6進行聲光報警。無線通訊模塊7可實現(xiàn)塔吊間運行參數(shù)的信息交互。例如某座塔吊進入相鄰一 座塔吊的防撞區(qū)域時發(fā)出一個進入信號，與之相通信的塔吊收到信號后，設(shè)定一個危險信 號量，并將它鎖定；在離開防撞區(qū)域時再發(fā)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(xiàn)協(xié)同作業(yè)。無線通訊模塊7采用多信道設(shè)計使得傳輸?shù)男盘柗€(wěn) 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(jiān)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(fā)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(shù)，可以為后續(xù)分析、鑒定和評價塔吊的工作級別提供可靠 的依據(jù)。
權(quán)利要求1.一種塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，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(zhuǎn)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(qū)域參數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)參數(shù)和顯示 塔吊運行參數(shù)；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(shù)輸入核心控制器(1);塔吊回轉(zhuǎn)控制電路(5)的控制信號輸入端通過通用塔吊控制系統(tǒng)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(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，其特征在于所述核心控制器 (1)為 PLC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器(3)包 括吊臂轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求1所述的塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，其特征在于它還包括塔機聲 光報警系統(tǒng)(6)，所述塔機聲光報警系統(tǒng)(6)通過通用塔吊控制系統(tǒng)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(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，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(xiàn)多 套控制系統(tǒng)的核心控制器(1)之間的無線通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的塔吊集群作業(yè)安全控制系統(tǒng)，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(yè)安全控制系統(tǒng)，涉及塔式起重機，用于克服現(xiàn)有塔式起重機在集群作業(yè)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(zhuǎn)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(qū)域參數(shù)、吊臂回轉(zhuǎn)參數(shù)和顯示塔吊運行參數(shù)；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(shù)輸入核心控制器；塔吊回轉(zhuǎn)控制電路的控制信號輸入端通過通用塔吊控制系統(tǒng)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(zhuǎn)。本實用新型能夠通過實時測量、監(jiān)控塔吊的各項運行參數(shù)、進行調(diào)整和預(yù)警，確保塔吊集群作業(yè)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(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)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(shè)備監(jiān)督檢驗所, 湖北江東建筑機械有限公司