一种塔机安全信息管理系统的制作方法
【专利摘要】一种塔机安全信息管理系统，塔机安全信息管理系统包括服务器端监测系统和塔机端实时监测系统，服务器端监测系统包括中央处理器、该中央处理器输出端口组分别与报警塔机查询模块、检测数据查询模块、塔机信息查询模块和声光报警模块相连；整体结构简单，一方面能够提供声光报警引起工作人员警觉，另一方面，通过设定的保护电路自动断开塔机控制系统电源，使塔机停止工作，对塔机进行保护。
【专利说明】
一种塔机安全信息管理系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及塔机领域，尤其涉及一种塔机安全信息管理系统。
【背景技术】
[0002]我国的建筑用塔式起重机已越来越普遍。从普通的多层建筑、房地产工程、高层建筑到大型的铁路工程、桥梁工程、电力工程、水利工程，到处都有塔式起重机的应用。塔式起重机将面临巨大的挑战。分析国内外同类产品的现状后发现系统向智能化方向发展。广泛采用集中控制、变频式控制及计算机系统总线控制与人机截面等新技术，系统大大提高了整体的可靠性和动态精度。
[0003]而传统的塔式起重机是以继电器硬接线电气控制的系统。虽然其成本低，但它使用寿命短，维护投入大，接线复杂，自动化程度低；而且这种控制致命的缺点是无法进行数据运算。到目前，国内大部分塔式起重机都采用PLC使用软继电器来存储和传递继电器的状态量O和I，可以实现继电器动作无冲击化，而且PLC使用梯形图语言。编程简单，修改方便，并且带有A/D模块可以对模拟量输入进行数据处理。因而使用PLC代替硬接线电气控制来控制塔机系统，通过调节变频器发出的频率来控制塔机各机构电动机的转数，从而改变各机构运转的速度以达到变频调速的功能，但是在塔机的安全防护问题上，通常都是将各种传感器与PLC控制器系统整合在同一个系统，这样做的缺陷一是不便于调试，二是降低了运转效率，提高了制作成本，三是整合在一起故障率高。因此，有必要提供一种一种塔机安全信息管理系统，以解决塔机的安全问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有技术的不足，本实用新型提出一种塔机安全信息管理系统，本实用新型具体技术方案如下:
[0005]—种塔机安全信息管理系统，其特征在于:所述塔机安全信息管理系统包括服务器端监测系统和塔机端实时监测系统，所述服务器端监测系统包括中央处理器、该中央处理器输出端口组分别与报警塔机查询模块、检测数据查询模块、塔机信息查询模块和声光报警模块相连；
[0006]所述中央处理器通信端口与第一通信模块的第一通信端口相连；
[0007]所述中央处理器存储端口与存储器存储端口相连；
[0008]所述塔机安全信息管理系统包括输入模块(I)、执行模块(2)、处理器(3)、控制电路模块(4)、超声波测距模块和第二通信模块；
[0009]所述处理器(3)双向端口与所述超声波测距模块双向端口相连；
[0010]所述第二通信模块的第一通信端口与所述第一通信模块的第二通信端口通过无线连接；
[0011 ]所述第二通信模块的第二通信端口与所述处理器(3)通信端口相连；
[0012]所述输入模块(I)包括风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器；
[0013]所述风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器输出端分别与所述处理器(3)输入端组相连，所述处理器(3)输出端组通过所述控制电路模块(4)与所述执行模块
(2)相连;
[0014]所述执行模块(2)包括马达开关K、报警器DT、散热器M;
[0015]所述控制电路模块(4)包括电源K5、降压模块Al和降压模块A2;
[0016]所述降压模块Al输入端与电源K5正极相连，该降压模块Al输入端还连接有电容ClO—端，该电容ClO另一端接地；
[0017]所述降压模块A2输入端与三极管Q8集电极相连，所述三极管Q8基极与所述处理器
(3)控制端口相连，发射极与电源正极相连，在所述三极管Q8发射极与基极之间还跨接有电PlRl 2；
[0018]三极管Qll基极与所述处理器(3)第一控制端口相连，发射极接地，集电极经电阻R17与所述电源K5相连，第一 MOS管源极SI与所述电源K5正端相连，栅极Gl与所述三极管Qll集电极相连，所述第一 MOS管漏极Dl经电感LI，与马达开关K的正电源端相连，该马达开关K负电源端接地，在所述马达开关K正负电源两端间还并联有电容C16，所述第一 MOS管漏极Dl还与二极管D4负极相连，二极管正极接地；
[0019]三极管Q14基极与所述处理器(3)第二控制端口相连，发射极接地，集电极经电阻R21与所述电源K5正端相连，第二 MOS管源极S2与所述电源K5正端相连，栅极与所述三极管Q14集电极相连，所述第二 MOS管漏极D2与所述散热器M正极相连，所述散热器M负极接地；
[0020]三极管QlO基极与所述处理器(3)第三控制端口相连，发射极接地，集电极与报警器DT负极相连，所述报警器DT正极与稳压二极管Dl负极相连，该稳压二极管Dl正极与电源K5相连。
[0021]本实用新型是这样实现的，塔机实时监控系统中的风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器分别对塔机的各项指标进行监测，且处理器实时接收处理输入模块中各传感器的参数。处理器将各传感器传入的信号进行处理后分别与处理器内部设定的安全标准值进行比较，当各项指标低于安全值时，处理器输出端组输出信号，通过控制电路模块使得报警器工作发出警报。当某一传感器监测到某一参数接近设定的安全临界值，处理器输出端输出信号，该信号通过控制电路模块驱动马达开关，马达开关驱动继电器断开塔机控制系统的电源，使的塔机停止工作，对塔机进行保护。超声波发射器和超声波接收器通过发射超声波，利用超声波测距原理，对相邻工作的塔机进行动态监测，当低于安全距离时，提供给处理器信号，处理器自动进行处理。
[0022]为更好的实现本实用新型，可进一步为:
[0023]所述电源K5正极与TVS二极管负极相连，所述TVS 二极管正极与所述电源K5负极相连。有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0024]进一步地:所述超声波测距模块包括超声波接收电路和超声波发射电路，所述超声波发射电路包括电阻R3、电阻R4、超声波发射器D和放大器U，该电阻R3和电阻R4串联，所述电阻R3自由端与电源相连，所述电阻R4自由端接地，超声波发射器D—端串联电容C2后，连接在电阻R3与电阻R4之间，所述超声波发射器D另一端连接在所述电阻R4自由端，在所述超声波发射器D两端还并联有电阻R5;
[0025]所述放大器U输出端与控制器A输出端口PO相连，所述放大器U输出端还依次连接有电阻R2、电阻Rl和电容Cl，该电容Cl自由端接地，所述放大器U同相输入端连接在所述电阻R3与电阻R4之间；
[0026]所述放大器U反相输入端连接在所述电阻Rl与所述电阻R2之间；
[0027]所述超声波接收电路包括超声波接收器T，所述控制器A输入端Pl第一支路经过反向器Cl和反向器C2与超声波接收器T第一端相连，该超声波第一端还连接有电阻R6，该电阻R6自由端与电源相连，反向器C2并联在所述反向器C3两端，所述控制器A输入端P2第二支路经过反向器C5与超声波接收器T第二端相连，该第二端还连接有电阻R7，该电阻R7自由端也与电源相连，反向器C4并联在所述反向器C5两端。
[0028]本实用新型的有益效果为:整体结构简单，塔机实时监测系统设置的各种传感器能够对各项重要参数指标进行实行动态监测，处理器对采集到的各项参数指标处理后与标准参数指标进行比较，当监测到低于设定的安全参数指标值时，一方面能够提供报警引起工作人员警觉，另一方面，通过设定的保护电路自动断开塔机控制系统电源，使塔机停止工作，对塔机进行保护。在服务器端安全管理系统出现故障并没有及时反馈调节情况下，塔机上的超声波测距模块检测到塔机在危险距离内，向处理器提供预警。对于用于本实用新型的电路，设计简单，成本较低，元件都是标准件，使其本实用新型应用适应性更强，应用范围更加广泛。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型的系统框图；
[0030]图2是图1控制电路模块电路图；
[0031]图3是超声波发射控制电路；
[0032]图4是超声波接收控制电路。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0034]如图1至图4所示，一种塔机安全信息管理系统，塔机安全信息管理系统包括服务器端监测系统和塔机端实时监测系统，服务器端监测系统包括中央处理器、该中央处理器输出端口组分别与报警塔机查询模块、检测数据查询模块、塔机信息查询模块和声光报警模块相连；
[0035]中央处理器通信端口与第一通信模块的第一通信端口相连；
[0036]中央处理器存储端口与存储器存储端口相连；
[0037]塔机安全信息管理系统包括输入模块1、执行模块2、处理器3、控制电路模块4、超声波测距模块和第二通信模块；
[0038]处理器3双向端口与超声波测距模块双向端口相连；
[0039]第二通信模块的第一通信端口与第一通信模块的第二通信端口通过无线连接；
[0040]第二通信模块的第二通信端口与处理器3通信端口相连；
[0041 ] 输入模块I包括风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器;风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器输出端分别与处理器3输入端组相连，处理器3输出端组通过控制电路模块4与执行模块2相连；
[0042]执行模块2包括马达开关K、报警器DT、散热器M;
[0043 ]控制电路模块4包括电源K5、降压模块Al和降压模块A2;
[0044]降压模块Al输入端与电源K5正极相连，该降压模块Al输入端还连接有电容ClO—端，该电容Cl O另一端接地；
[0045]降压模块A2输入端与三极管Q8集电极相连，三极管Q8基极与处理器3控制端口相连，发射极与电源正极相连，在三极管Q8发射极与基极之间还跨接有电阻R12;
[0046]三极管Qll基极与处理器3第一控制端口相连，发射极接地，集电极经电阻R17与电源K5相连，第一 MOS管源极SI与电源K5正端相连，栅极Gl与三极管Qll集电极相连，第一 MOS管漏极Dl经电感LI，与马达开关K的正电源端相连，该马达开关K负电源端接地，在马达开关K正负电源两端间还并联有电容C16，第一 MOS管漏极Dl还与二极管D4负极相连，二极管正极接地；
[0047]三极管Q14基极与处理器3第二控制端口相连，发射极接地，集电极经电阻R21与电源K5正端相连，第二 MOS管源极S2与电源K5正端相连，栅极与三极管Q14集电极相连，第二MOS管漏极D2与散热器M正极相连，散热器M负极接地；
[0048]三极管QlO基极与处理器3第三控制端口相连，发射极接地，集电极与报警器DT负极相连，报警器DT正极与稳压二极管Dl负极相连，该稳压二极管Dl正极与电源K5相连。
[0049]电源K5正极与TVS二极管负极相连，TVS 二极管正极与电源K5负极相连。有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0050]超声波测距模块包括超声波接收电路和超声波发射电路，超声波发射电路包括电阻R3、电阻R4、超声波发射器D和放大器U，该电阻R3和电阻R4串联，电阻R3自由端与电源相连，电阻R4自由端接地，超声波发射器D—端串联电容C2后，连接在电阻R3与电阻R4之间，超声波发射器D另一端连接在电阻R4自由端，在超声波发射器D两端还并联有电阻R5;
[0051 ] 放大器U输出端与控制器A输出端口 PO相连，放大器U输出端还依次连接有电阻R2、电阻Rl和电容Cl，该电容Cl自由端接地，放大器U同相输入端连接在电阻R3与电阻R4之间；
[0052]放大器U反相输入端连接在电阻Rl与电阻R2之间；
[0053]超声波接收电路包括超声波接收器T，控制器A输入端Pl第一支路经过反向器Cl和反向器C2与超声波接收器T第一端相连，该超声波第一端还连接有电阻R6，该电阻R6自由端与电源相连，反向器C2并联在反向器C3两端，控制器A输入端P2第二支路经过反向器C5与超声波接收器T第二端相连，该第二端还连接有电阻R7，该电阻R7自由端也与电源相连，反向器C4并联在反向器C5两端。
[0054]本实用新型是这样实现的，塔机实时监控系统中的风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器分别对塔机的各项指标进行监测，且处理器实时接收处理输入模块中各传感器的参数。处理器将各传感器传入的信号进行处理后分别与处理器内部设定的安全标准值进行比较，当各项指标低于安全值时，处理器输出端组输出信号，通过控制电路模块使得报警器工作发出警报。当某一传感器监测到某一参数接近设定的安全临界值，处理器输出端输出信号，该信号通过控制电路模块驱动马达开关，马达开关驱动继电器断开塔机控制系统的电源，使的塔机停止工作，对塔机进行保护。超声波发射器和超声波接收器通过发射超声波，利用超声波测距原理，对相邻工作的塔机进行动态监测，当低于安全距离时，提供给处理器信号，处理器自动进行处理。
[0055]以上，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种塔机安全信息管理系统，其特征在于:所述塔机安全信息管理系统包括服务器端监测系统和塔机端实时监测系统，所述服务器端监测系统包括中央处理器、该中央处理器输出端口组分别与报警塔机查询模块、检测数据查询模块、塔机信息查询模块和声光报警模块相连； 所述中央处理器通信端口与第一通信模块的第一通信端口相连； 所述中央处理器存储端口与存储器存储端口相连； 所述塔机安全信息管理系统包括输入模块(I)、执行模块(2)、处理器(3)、控制电路模块(4)、超声波测距模块和第二通信模块； 所述处理器(3)双向端口与所述超声波测距模块双向端口相连； 所述第二通信模块的第一通信端口与所述第一通信模块的第二通信端口通过无线连接； 所述第二通信模块的第二通信端口与所述处理器(3)通信端口相连； 所述输入模块(I)包括风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器； 所述风速传感器、力矩传感器、倾角传感器和温度传感器输出端分别与所述处理器(3)输入端组相连，所述处理器(3)输出端组通过所述控制电路模块(4)与所述执行模块(2)相连； 所述执行模块(2)包括马达开关K、报警器DT、散热器M; 所述控制电路模块(4)包括电源K5、降压模块Al和降压模块A2; 所述降压模块Al输入端与电源K5正极相连，该降压模块Al输入端还连接有电容ClO—端，该电容Cl O另一端接地； 所述降压模块A2输入端与三极管Q8集电极相连，所述三极管Q8基极与所述处理器(3)控制端口相连，发射极与电源正极相连，在所述三极管Q8发射极与基极之间还跨接有电阻R12； 三极管Qll基极与所述处理器(3)第一控制端口相连，发射极接地，集电极经电阻R17与所述电源K5相连，第一 MOS管源极SI与所述电源K5正端相连，栅极Gl与所述三极管Qll集电极相连，所述第一 MOS管漏极Dl经电感LI，与马达开关K的正电源端相连，该马达开关K负电源端接地，在所述马达开关K正负电源两端间还并联有电容C16，所述第一 MOS管漏极Dl还与二极管D4负极相连，二极管正极接地； 三极管Q14基极与所述处理器(3)第二控制端口相连，发射极接地，集电极经电阻R21与所述电源K5正端相连，第二 MOS管源极S2与所述电源K5正端相连，栅极与所述三极管Q14集电极相连，所述第二 MOS管漏极D2与所述散热器M正极相连，所述散热器M负极接地； 三极管QlO基极与所述处理器(3)第三控制端口相连，发射极接地，集电极与报警器DT负极相连，所述报警器DT正极与稳压二极管Dl负极相连，该稳压二极管Dl正极与电源K5相连。2.根据权利要求1所述一种塔机安全信息管理系统，其特征在于:所述电源K5正极与TVS 二极管负极相连，所述TVS 二极管正极与所述电源K5负极相连。3.根据权利要求1所述一种塔机安全信息管理系统，其特征在于:所述超声波测距模块包括超声波接收电路和超声波发射电路，所述超声波发射电路包括电阻R3、电阻R4、超声波发射器D和放大器U，该电阻R3和电阻R4串联，所述电阻R3自由端与电源相连，所述电阻R4自由端接地，超声波发射器D—端串联电容C2后，连接在电阻R3与电阻R4之间，所述超声波发射器D另一端连接在所述电阻R4自由端，在所述超声波发射器D两端还并联有电阻R5; 所述放大器U输出端与控制器A输出端口 PO相连，所述放大器U输出端还依次连接有电阻R2、电阻Rl和电容Cl，该电容Cl自由端接地，所述放大器U同相输入端连接在所述电阻R3与电阻R4之间； 所述放大器U反相输入端连接在所述电阻Rl与所述电阻R2之间； 所述超声波接收电路包括超声波接收器T，所述控制器A输入端Pl第一支路经过反向器Cl和反向器C2与超声波接收器T第一端相连，该超声波第一端还连接有电阻R6，该电阻R6自由端与电源相连，反向器C2并联在所述反向器C3两端，所述控制器A输入端P2第二支路经过反向器C5与超声波接收器T第二端相连，该第二端还连接有电阻R7，该电阻R7自由端也与电源相连，反向器C4并联在所述反向器C5两端。
【文档编号】B66C13/22GK205709614SQ201620626845
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】黄文平, 杨茂森
【申请人】重庆昊广重工机械有限公司