塔式起重机施工防碰撞报警系统的制作方法

本实用新型涉及一种报警系统，特别是一种塔式起重机施工防碰撞报警系统，属于龙门吊施工领域。

背景技术：

在一些港口地区，龙门吊横跨塔机的协作工作环境很常见，往往会出现相互干扰碰撞的危险，当龙门吊的吊钩低于塔机高度时，很可能发生龙门吊的吊钩或者钢丝绳碰撞到塔机的事故。

由于龙门吊和塔机分别有相应的操作人员去控制，通过人为的意识去避免碰撞的发生很难做到。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种塔式起重机施工防碰撞报警系统，以PLC作为核心，由传感器、无线通信模块、触摸屏以及报警装置组成。传感器用来实时监测塔机的姿态，以及龙门吊吊钩的位置，将采集到的参数传送到核心元件PLC上进行运算处理。PLC将处理过的数据显示在触摸屏上，并判断塔机的位置，姿态与龙门吊吊钩的位置是否相互干扰从而做出预警，提高工程机械安全性能，具有实用性。

为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种塔式起重机施工防碰撞报警系统，包括龙门吊和塔机回转机构，龙门吊一端固定连接有位置标杆，另一端安装有激光测距传感器，激光测距传感器光束与龙门吊垂直；龙门吊的吊钩钢丝卷筒上安装有高度传感器，龙门吊的操作室中设有龙门吊报警箱，塔机回转机构的回转处安装有方位传感器，塔机回转机构的操作室中设有塔机报警箱，龙门吊报警箱和塔机报警箱通过无线通讯模块进行数据传输。

所述的报警箱内部的结构为：PLC、无线通信模块、24v直流电源和中间继电器分别固定连接在龙门吊的报警箱内部，报警箱面板处安装有触摸屏、旋钮开关和电源指示灯，报警箱上端面连接有无线通信天线和报警喇叭。

所述的报警喇叭上带有报警灯。

所述的激光测距传感器和高度传感器均通过屏蔽线与龙门吊的报警箱连接；所述的塔机回转机构的回转处安装有方位传感器通过屏蔽线与塔机的报警箱连接。

本实用新型带来的有益效果为：龙门吊塔机协作工况防碰撞报警系统，实现了在龙门吊横跨塔机的工况环境下，防止龙门吊吊钩与塔机发生碰撞的危险情况，当吊钩与塔机距离达到报警值时，龙门吊与塔机操作人员会得到报警系统的报警提示，从而避免碰撞事故的发生。并且此实用新型也适用于其他工程机械协作工况防碰撞报警控制。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

图2为报警箱外部结构图。

图3为报警箱体内部部件图。

图4为龙门吊位置标杆位置示意图。

图4-1为龙门吊结构示意图。

图4-2为塔机回转机构传感器分布示意图。

图5为龙门吊报警箱供电回路示意图。

图6为龙门吊报警箱控制回路示意图。

图7为塔机报警箱供电回路示意图。

图8为塔机报警箱控制回路示意图。

其中，1-龙门吊，1-1-位置标杆，1-2-激光测距传感器，1-3-高度传感器，2-塔式回转机构， 2-1-方位传感器，3-报警喇叭，3-1-报警灯，4-PLC，5-无线通信模块，6-24v直流电源，7-中间继电器，8-触摸屏，9-旋钮开关，10-电源指示灯，11-无线通信天线，12-报警箱。

具体实施方式

如图1至8所示，一种塔式起重机施工防碰撞报警系统，包括龙门吊1和塔机回转机构2，龙门吊1一端固定连接有位置标杆1-1，另一端安装有激光测距传感器1-2，激光测距传感器1-2光束与龙门吊1垂直；龙门吊1的吊钩钢丝卷筒上安装有高度传感器1-3，龙门吊1的操作室中设有龙门吊报警箱12，塔机回转机构2的回转处安装有方位传感器2-2，塔机回转机构2的操作室中设有塔机报警箱12，龙门吊和塔机的报警箱12均通过无线通讯模块进行数据传输。

所述的报警箱12内部的结构为：PLC4、无线通信模块5、24v直流电源6和中间继电器7分别固定连接在龙门的吊报警箱12内部，报警箱12面板处安装有触摸屏8、旋钮开关9和电源指示灯10，报警箱12上端面连接有无线通信天线11和报警喇叭3。

所述的报警喇叭3上带有报警灯3-1。

所述的激光测距传感器1-2和高度传感器1-3均通过屏蔽线与龙门吊的报警箱12连接；所述的塔机回转机构2的回转处安装有方位传感器2-1通过屏蔽线与塔机的报警箱12连接。

传感器将对如下参数进行数据采集：

（1）龙门吊所处的位置；

（2）龙门吊吊钩小车的位置；

（3） 龙门吊吊钩的高度；

（4）塔机大臂的转角。

为了实现防碰撞系统模型的建立，不仅需要如上所述传感器的实时测量，在系统设定安装时，需要对现场进行实地的测量，所需数据如下：

（1）塔机以及龙门吊的高度；

（2）塔机吊臂以及平衡臂的长度；

（3）塔机基础的中心点距离龙门吊一侧轨道的距离，以及中心点到龙门吊行走的一侧极限的距离；

通过以上实地测量，便可以建立相应位置坐标系，再通过传感器的实际测量，从而通过PLC相应的编程，可以实现对龙门吊位置，塔机大臂位置的确定。

龙门吊位置的数据采集：本系统选用激光测距传感器，在龙门吊行走的一侧极限位置（测量过塔机中心点距离的一侧）安装一个位置标杆，并在龙门吊的一侧安装一个激光束射向标杆的激光测距传感器，确保激光光束与龙门吊相互垂直。如此便可测得龙门吊与一侧极限位置的相对距离；

龙门吊吊钩小车位置的数据采集：同样采用激光测距传感器，在安装龙门吊位置数据采集传感器一侧，安装一个激光测距传感器，并且激光束射向小车一侧，确保激光光速与小车运动轨迹相平行。如此便可以测得小车与龙门吊一侧轨道之间的距离；

龙门吊吊钩高度数据采集：本系统采用塔机上常用的高度传感器，此传感器安装在吊钩钢丝绳卷筒上，通过对钢丝绳的收放长度，来确定吊钩的位置；

塔机姿态数据采集：本系统只需要对塔机回转转角进行测量，所以在塔机回转处安装常用于塔机监控的方位传感器，方位传感器可以测出塔机的回转角度，通过电流模拟型号传送到信号采集器；

触摸屏对参数的显示：触摸屏显示界面包括初始界面、系统设置界面、塔机及龙门吊状态参数显示界面；

报警装置：本系统采用声光一体报警灯，当龙门吊吊钩与塔机的距离达到报警值时，报警装置的报警灯会闪烁，报警喇叭会发出报警音。

所述的PLC通过内部逻辑编程，处理传感器所采集到的数据，并通过数据的比较，对报警系统做出相应的控制；

所述的触摸屏通过逻辑编程，实现了操作界面的构建及数据的显示。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。