基于stm32的塔机监控装置制造方法
【专利摘要】一种基于STM32的塔机监控装置，该装置包括STM32处理器模块（1）、继电器主控模块（3）、显示模块（5）、无线通信模块（4）和传感器模块（2）。传感器模块由重量传感器、角度传感器、幅度传感器、风速传感器、高度传感器等组成。STM32处理器模块通过传感器模块采集塔机本身及周围环境相关信息进行处理并通过显示模块显示塔机监控信息；STM32处理器模块处理的信息通过无线通信模块采用短信形式传输信息至监管者手机；基于STM32的塔机监控装置可以监测当前的载重、力臂值、风速和塔身垂直度等信息，STM32处理器模块将立刻发送相应控制信号给继电器主控模块实施相应控制。基于STM32的塔机监控装置可以预防超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶等现象的发生。
【专利说明】基于STM32的塔机监控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于STM32的塔机监控装置，属起重塔机自动控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]塔式起重机(以下简称塔机)是工业和民用建筑施工中的重要设备，由于塔机具备作业空间大、工作效率高、起升高度高和起吊重量大等特点，在物料运输、装卸等建筑领域中得到广泛的应用。但是塔机重量大、重心高、起动制动频繁、动载荷较大，在施工过程中，由于驾驶员违章操作和复杂的工地环境等因素，导致塔机安全事故时有发生，事故发生的概率呈现出逐年递增的趋势。因而，实时监控并保证塔机施工中的安全是使用塔机时需要特别注意的部分。
[0003]分析国内现有塔机安全监控系统，大多数产品以PLC实现塔机电气控制，例如中南林业科技大学的“基于PLC和触摸屏的塔机安全监控系统”，用触摸屏显示器显示塔机运行过程中的主要参数，但PLC不仅成本高，而且PLC的响应时间较慢，所以不能实时处理塔机一些紧急情况。现有的还有一些可以较好的完成单机监控，比如说山东富友集团的“塔式起重机安全监控管理系统”、长沙浦沉电子安全信息技术开发有限公司的“Aces系列起重力矩限制器”等，从监控塔机运行各类参数而言，这些产品基本能胜任，但是在多机联网和功能优化方面还可以有更好的改进。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是，针对现有塔机监控中存在的问题，本实用新型提供了一种基于STM32的塔机监控装置，以实现对塔机群信息采集，做到对塔机管理，防止塔机发生超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶等安全问题。
[0005]本实用新型的技术方案是，本实用新型基于STM32的塔机监控装置由STM32处理器模块、传感器模块、继电器主控模块、无线通信模块和显示模块组成。STM32处理器模块分别连接传感器模块、继电器主控模块和显示模块，STM32处理器模块与无线通信模块互联。
[0006]传感器模块负责采集塔机本身及周边环境相关信息；显示器模块实时显示塔机的动态信息；STM32处理器模块对采集的信息进行计算处理；继电器主控模块负责启动相应的控制，完成对塔机的安全监控与防范；无线通信模块负责传输塔机监控信息。
[0007]所述传感器模块包括重量传感器、角度传感器、幅度传感器、风速传感器和高度传感器。在塔机的变幅机构位置安装幅度传感器，在塔顶安装风速传感器，在臂架的位置安装角度传感器，在起重限制器轮滑轴位置安装重量传感器，在小车吊钩位置安装高度传感器。
[0008]本实用新型基于STM32的塔机监控装置，可以通过外围的传感器监测当前的载重、力臂值、风速和塔身垂直度等值，通过STM32处理器进行处理，然后与设定值进行比较，若将要发生超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶的情况时，即立刻进行相关控制。STM32处理器模块可将塔机运行过程中的各种状态数据信息进行实时显示，并通过短信形式发送至远程监管人员手机终端，方便监管人员分析塔机运行的过程，当塔机故障或者出现事故时，追溯和还原塔机的工作状态，协助进行监管和事故分析。
[0009]超重量，通过重量传感器测量当前的载重，再由STM32处理器进行计算，然后与额定吊重进行比较，判断是否超重，若超重量则提示灯亮，重量数值显示条变为红色。
[0010]超力矩，通过幅度传感器检测当前力臂值，再由STM32处理器进行计算，然后与额定幅度进行比较，判断是否超力矩，若有超力矩现象，则指示灯亮，幅度数值显示条变为红色。
[0011]防塔机塔身倾覆，通过外围传感器测量当前的塔身垂直度，再由STM32处理器进行计算，然后与额定值进行比较，判断塔身是否要倾覆，若有塔身即将要发生倾覆现象，则倾覆提示灯亮，角度数值显示条变为红色。
[0012]防冲顶，通过外围传感器测量吊钩所处的位置，再由STM32处理器进行计算，然后与额定值进行比较，判断是否需要进行相关控制，若吊钩即将出现冲顶现象，则冲顶提示灯亮，高度数值显示条变为红色，并启动相应控制防止冲顶的发生。
[0013]本实用新型的有益效果是，本实用新型基于STM32的塔机监控装置，实时性好，简单易安装，有效的提高了塔机监控的水平，减少塔机超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶的发生，满足安全施工的需要，适用于塔机作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为基于STM32的塔机监控装置的系统框图；
[0015]图2为基于STM32的塔机监控装置的显示器模块显示实时动态信息图；
[0016]图中，I是STM32处理器模块；2是传感器模块；3是继电器主控模块；4是无线通?目模块；5是显不模块。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型的【具体实施方式】如图1所示。
[0018]本实施例基于STM32的塔机监控装置由STM32处理器模块1、传感器模块2、继电器主控模块3、无线通信模块4和显示模块5组成。STM32处理器模块I分别连接传感器模块2、继电器主控模块3和显示模块4 ；STM32处理器模块I与无线通信模块4互联。
[0019]本实施例中的传感器模块2包括重量传感器、角度传感器、幅度传感器、风速传感器和高度传感器。
[0020]图2所示为显示器模块显示实时动态信息图，显示当前塔机自身及环境信息，有载重、高度、幅度、角度、风速等，并判断是否出现超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶等不安全现象。假如出现不安全现象时，则显示器上的相应指示灯会由暗变亮，数值显示条变为红色，有警告提示。
[0021]本实用新型基于STM32的塔机监控装置，具体实施步骤如下
[0022]步骤1:安装各种传感器，在变幅机构位置安装幅度传感器，在塔顶安装风速传感器，在臂架的位置安装角度传感器，在起重限制器轮滑轴位置安装重量传感器，在小车吊钩位置安装高度传感器。
[0023]步骤2:预置安全指标，有额定吊重、额定幅度、高度、回转角度等。
[0024]步骤3:通过传感器模块采集塔机自身及环境信息，传感器实时采集塔机幅度、吊重、高度、角度、风速等相关信息。
[0025]步骤4:STM32处理器计算处理采集到的信息，计算力矩，力矩信息由载重和幅度息得到。
[0026]步骤5:将计算处理后的信息与预置安全指标进行比较，通过外围传感器测量当前的载重、力臂值，再由STM32处理器进行计算，然后与额定值进行比较判断是否超载；通过外围传感器测量当前的塔身垂直度，通过STM32处理器进行计算，然后与额定值进行比较判断塔身是否要倾覆；通过外围传感器测量吊钩所处的位置，通过STM32处理器进行计算，然后与额定值进行比较判断是否会发生冲顶。并得出超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶等现象结果。
[0027]步骤6:通过高亮显示屏以数值方式实时显示当前实际工作参数和塔机额定工作能力参数，使塔机司机及时、准确的了解塔机工作状态，保证安全操作。若有超力矩、超重量、塔身倾覆和冲顶等状况要发生，发出告警信息并启动相应控制。
【权利要求】
1.一种基于STM32的塔机监控装置，其特征在于，包括: 用于对采集的信息进行计算处理的STM32处理器模块； 用于采集塔机本身及周边环境相关信息的传感器模块； 用于启动相应的控制，完成对塔机的安全监控与防范的继电器主控模块； 用于传输塔机监控信息的无线通信模块； 用于实时显示塔机的动态信息的显示模块； 所述STM32处理器模块分别连接所述传感器模块、继电器主控模块和显示模块，所述STM32处理器模块与所述无线通信模块互联。
2.根据权利要求1所述的基于STM32的塔机监控装置，其特征在于，所述传感器模块包括重量传感器、角度传感器、幅度传感器、风速传感器和高度传感器；在塔机的变幅机构位置安装幅度传感器，在塔顶安装风速传感器，在臂架的位置安装角度传感器，在起重限制器轮滑轴位置安装重量传感器，在小车吊钩位置安装高度传感器。
【文档编号】B66C23/88GK204162333SQ201420605548
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】黄德昌, 李波, 张跃进, 沈煜, 梁煜, 王一帆, 李振邦, 高新诚 申请人:江西联博科技有限公司