基于ARM的塔机防倾翻监控仪的研究与设计
塔式起重机（简称“塔机”）是一种能够实现物料垂直升降和水平移动的工程机械，具有安装拆卸简便、应用范围广、操作简单、效率高等特点。随着建筑业的发展，尤其近些年来各类高层、超高层建筑的兴起及生产自动化、智能化程度的提高，塔机在现代化建筑施工过程中作用越来越大、应用越来越广泛。然而由于操作不当、监管不力、塔机结构庞大且常伴有高空作业等各种原因，塔机容易发生倾翻事故，属于蕴藏危险因素多、事故发生率高的一种机械设备。塔机倾翻不仅影响施工进度，而且还会造成国家和人民生命财产的巨大损失。因此为了防止塔机倾翻，降低事故发生率，提高工作效率，需要对塔机的运行状态实时监控。研究和设计塔机防倾翻监控仪具有重要的意义。 为了保障塔机的安全工作，国家和各省市的管理、监督部门都高度重视塔机的安全问题，颁布了一些安全监督措施和相关的法律法规，强制塔机必须安装安全保护措施等。塔机的安全监控日益成为了保障塔机可靠工作的重要手段和研究热点。 本文首先介绍了塔机安全监控系统的研究背景及国内外的发展现状；然后根据塔机的基本构造及原理提出基于ARM的塔机防倾翻监控仪的总体设计方案，完成塔机监控仪各功能模块的软硬件设计；最后对文章内容进行总结，对监控仪未来的发展进行展望。本塔机防倾翻监控仪主要是针对单台塔机，结合了嵌入式技术、传感器技术、无线通信技术和软硬件开发技术。重点对系统的嵌入式ARM处理器、数据采集单元、基于ZigBee的无线通讯单元和GPRS远程通讯模块、监控仪的软硬件进行设计。 该设计从塔机的工作特点和塔机安全工作的角度出发，将监控仪前端状态监测装置和后端远程监控平台无缝融合，实现开放式的实时监控。本文设计的塔机监控仪的信息采集单元可对直接影响塔式起重机安全的数据进行实时测量，ZigBee无线模块实现数据的传输；控制及显示模块对所接收的数据进行运算、显示及其超限载等的判断，实现对塔机超载、超限等危险信号的语音报警及相关控制；通过GPRS无线传输技术，将塔机运行状况的数据和预警报警信息实时发送到远程监控中心，从而实现实时动态的远程监控及报警。运用zigbee无线传输技术实现对监控仪的无线参数设置，提高了塔机运作的安全性。ZigBee无线传输模块和GPRS远程传输模块共同实现本监控仪的数据通讯功能。 本文设计的塔机防倾翻监控仪能够实现对塔机工作和运行状况的远程监控。能够避免盲目操作，为操作者提供真实可靠的数据，有效的保障塔机工作的可靠性，减少塔机安全事故；能够为塔机管理、监督提供安全检测的依据，保证塔机更加安全、稳定、有效的作业。该塔机防倾翻监控仪具有运行稳定、功能全面、操作方便、用户界面友好、信息显示直观准确等特点。
ARM技术;塔式起重机;防倾翻监控仪;工作原理;运行参数
中国海洋大学
硕士
控制理论与控制工程
刘滨
2013
中文
TH213.3;TP277
141
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）