基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装置，包括远程监控平台、各种传感器和变换器、塔机主控单元、显示屏和电源，其中各传感器分别与各自的变换器连接；各变换器的输出端均挂接于485总线上，通过485总线与塔机主控单元连接；塔机主控单元通过GPS传输网将其获得的信号发送到远程监控平台，塔机主控单元还通过线缆与显示屏连接；电源给各模块供电。本实用新型安装调试简便，测量精度高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于塔机安全监测领域，具体是一种基于高速工业数据总线的塔基工 作参数远端数字采样装置。 基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装置
【背景技术】
[0002] 近年来，塔机以其高效率的垂直运输能力，在建筑行业得到大量应用。国内建筑工 地的塔机约70万台，并以每年3万台的数量增加，重庆地区拥有1万多台塔机，有较大的保 有量和制造能力。但各类塔机运行安全事故频发，占工地重特大安全事故的30%，造成了巨 大的安全隐患和生命财产损失。为避免此类事故的发生，塔机安全监控系统应运而生，塔吊 安全监控系统相对于常规的塔吊安全检测，大量应用了传感器，此类系统可实时采集塔吊 的载重、变幅、高度、风速等重要信息，并将采集到的传感器数据传输至微处理器，进一步对 塔吊承受力矩进行分析，对危险动作进行预判，提供声光报警信息，提醒驾驶员及时调整动 作，避免事故发生。但现有的塔机安全监控系统安装调试繁琐，现场布线复杂，测量精度差。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种安装简便，测量精度高的塔机运行参数采集装置。
[0004] 为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：基于高速工业数据总线的塔基 工作参数远端数字采样装置，包括远程监控平台、风速传感器、风速变换器、重量传感器、重 量变换器、转角传感器、转角变换器、高度传感器、高度变换器、变幅传感器、变幅变换器、塔 机主控单元、显示屏和电源，其中所述风速传感器的信号输出端与风速变换器的输入端连 接，重量传感器的信号输出端与重量变换器的输入端连接，转角传感器的信号输出端与转 角变换器的输入端连接，高度传感器的信号输出端与高度变换器的输入端连接，变幅传感 器的信号输出端与变幅变换器的输入端连接；风速变换器的输出端、重量变换器的输出端、 转角变换器的输出端、高度变换器的输出端和变幅变换器的输出端均挂接于485总线上， 通过485总线与塔机主控单元连接；塔机主控单元通过GPS传输网将其获得的信号发送到 远程监控平台，塔机主控单元还通过线缆与显示屏连接；电源给各模块供电。
[0005] 具体地，上述风速变换器、重量变换器、转角变换器、高度变换器和变幅变换器每 个变换器都是由信号变换电路、A/D转换电路和单片机构成的，其中信号变换电路接收传感 器采集的信号，经A/D转换电路进行模数转换后，输入单片机。
[0006] 为了更好地实施本实用新型，塔机主控单元和显示屏安装于塔机的驾驶舱内。
[0007] 本实用新型能达到的有益技术效果是：本装置安装调试方便，可实时采集塔机的 运行参数，对塔机的危险动作进行预判，及时以声光形式提醒驾驶员对危险动作进行规避， 可很好的避免塔机安全事故的发生，有效的保护了施工现场工人的生命和财产安全，起到 积极的社会效益和经济效益。采用485总线进行数据的传输，可以大大减少现场的布线复 杂度，从而使安装简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 本实用新型的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
[0009] 图1为本实用新型的系统原理框图；
[0010] 图2为本实用新型中转换器的原理框图；
[0011] 图中：1. 1-风速传感器；1. 2-风速变换器；2. 1-重量传感器；2. 2-重量变换器； 3. 1-转角传感器；3. 2-转角变换器；4. 1-高度传感器；4. 2-高度变换器；5. 1-变幅传感器； 5. 2-变幅变换器；6-塔机主控单元；7-显示屏；8-电源；9-远程监控平台；11-信号变换电 路；12-A/D转换电路；13-单片机。
【具体实施方式】
[0012] 参见图1，基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装置，包括远程监 控平台9,风速传感器1. 1、风速变换器1. 2、重量传感器2. 1、重量变换器2. 2、转角传感器 3. 1、转角变换器3. 2、高度传感器4. 1、高度变换器4. 2、变幅传感器5. 1、变幅变换器5. 2、 塔机主控单元6、显示屏7和电源8,其中所述风速传感器1. 1的信号输出端与风速变换器 1. 2的输入端连接，重量传感器2. 1的信号输出端与重量变换器2. 2的输入端连接，转角传 感器3. 1的信号输出端与转角变换器3. 2的输入端连接，高度传感器4. 1的信号输出端与 高度变换器4. 2的输入端连接，变幅传感器5. 1的信号输出端与变幅变换器5. 2的输入端 连接；风速变换器1. 2的输出端、重量变换器2. 2的输出端、转角变换器3. 2的输出端、高 度变换器4. 2的输出端和变幅变换器5. 2的输出端均挂接于485总线上，通过485总线与 塔机主控单元6连接；塔机主控单元6通过GPS传输网将其获得的信号发送到远程监控平 台9,塔机主控单元6还通过线缆与显示屏7连接；电源8 (采用芯片为LP3876-ADJ和/或 NCV1117ST33T3G)给各模块供电。
[0013] 风速变换器1. 2、重量变换器2. 2、转角变换器3. 2、高度变换器4. 2和变幅变换器 5. 2每个变换器都是由信号变换电路11、A/D转换电路12和单片机13构成的，参见图2,信 号变换电路11接收各传感器采集的信号，经A/D转换电路12进行模数转换后，输入单片机 13。
[0014] 传感器信号输入仪表放大器INA126(即信号变换电路11)，经放大后接入串行A\D 转换器CS5511，转换为串行数字信号，单片机STC12LE5604AD对串行数字信号采集，经处理 后得到对应的被测量参数，单片机将串行数字信号转变为具体的被测量数据的过程可结合 单片机和传感器的相关介绍采用本领域常规技术手段实现，此处不再赘述。将具体被测量 参数通过串口，经TTL转485 MAX3485ESA转换为485信号，最终通过485总线传输至塔机 主控单元6。
[0015] 各个传感器采用的信号如下：重力销轴传感器YHLX、变幅行程传感器TZLX、高度 行程传感器TZLX、风速三杯式风速传感器、转角行程传感器TZLX，各个传感器采集模块的 数据经485总线传输至塔机主控单元6,经485转TTL MAX3485ESA转换为TTL信号接入塔 机主控单元核心处理器LPC2387的串口，处理器LPC2387对各个传感器模块的数据进行处 理，并通过串口控制GPRS模块（NE0-M590)以TCP协议将数据传输至远程监控平台9。塔机 主控单元6还对数据分析做出危险预判和报警，通过串口控制语音模块和显示屏7向操作 人员进行警示，避免危险发生。塔机主控单元6对数据进行分析、预判和报警的过程是本领 域常规的技术手段，例如可以将采集数据与预设值进行比较来实现预判，对于报警和送显 可以选用现有技术，所以此处均不再赘述。
【权利要求】
1. 基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装置，包括远程监控平台 (9)，其特征在于：还包括风速传感器（1. 1)、风速变换器（1. 2)、重量传感器（2. 1)、重量变 换器（2. 2)、转角传感器（3. 1)、转角变换器（3. 2)、高度传感器（4. 1)、高度变换器（4. 2)、变 幅传感器（5. 1)、变幅变换器（5. 2)、塔机主控单元（6)、显示屏（7)和电源（8)，其中所述风 速传感器（1. 1)的信号输出端与风速变换器（1. 2)的输入端连接，重量传感器（2. 1)的信号 输出端与重量变换器（2. 2)的输入端连接，转角传感器（3. 1)的信号输出端与转角变换器 (3. 2)的输入端连接，高度传感器（4. 1)的信号输出端与高度变换器（4. 2)的输入端连接， 变幅传感器（5. 1)的信号输出端与变幅变换器（5. 2)的输入端连接；风速变换器（1. 2)的输 出端、重量变换器（2. 2 )的输出端、转角变换器（3. 2 )的输出端、高度变换器（4. 2 )的输出端 和变幅变换器（5. 2)的输出端均挂接于485总线上，通过485总线与塔机主控单元（6)连 接；塔机主控单元（6)通过GPS传输网将其获得的信号发送到远程监控平台（9)，塔机主控 单元（6 )还通过线缆与显示屏（7 )连接；电源（8 )给各模块供电。
2. 根据权利要求1所述基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装置，其 特征在于：所述风速变换器（1. 2)、重量变换器（2. 2)、转角变换器（3. 2)、高度变换器（4. 2) 和变幅变换器（5. 2)每个变换器都是由信号变换电路（11)、A/D转换电路（12)和单片机 (13)构成的，其中信号变换电路（11)接收传感器采集的信号，经A/D转换电路（12)进行模 数转换后，输入单片机（13)。
3. 根据权利要求1或2所述基于高速工业数据总线的塔基工作参数远端数字采样装 置，其特征在于：所述塔机主控单元（6)和显示屏（7)安装于塔机的驾驶舱内。
【文档编号】B66C23/88GK203877806SQ201420248396
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】胡欢 申请人:重庆能工科技发展有限公司