专利名称：嵌入式塔机安全监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于嵌入式安全监控装置，特别是一种塔机安全监控装置。
背景技术：
目前一些塔机主要采用的监控仪表是实现单一功能的监控仪表，如起重力矩限制 器、起重量限制器，最近也出现了基于PLC的多参数监控仪表，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。具统计塔机出现的安全事故，大部 分都是由于操作人员无法准确获得塔机当前工作状态的参数，使塔机超负荷运行。
发明内容为了解决现有塔机存在的安全问题及塔机操作人员不能随时了解塔机当前工作 状态参数的问题，本实用新型提供了一种嵌入式塔机安全监控装置，该装置不仅能实时显 示塔机所有的工作参数，以便塔机操作人员了解塔机当前状态，而且具有数据“黑匣子”功 能，即将塔机的历史工作状态数据存储到存储器中，以便进行数据分析。本实用新型的技术方案嵌入式塔机安全监控装置，其特征在于包括嵌入式控制器、风速传感器、采集塔 机主轴电机转动角度的编码器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器，所述嵌入式控制器 上连接有液晶显示器、键盘、存储器、控制输出模块；所述编码器与塔机主轴电机相连接，所述编码器的信号输出端与CPLD逻辑器件 连接，所述风速传感器与CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件与嵌入式控制器串行连 接，所述CPLD逻辑器件用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向，并将数据发送给嵌入 式控制器；所述高度传感器安装在塔机吊钩电机上，所述幅度传感器安装在小车电机上，所 述重量传感器安装在塔机的测力环处，所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道连接在嵌 入式控制器上，所述模拟通道将采集到的参数信息数字转化后发送给嵌入式控制器；所述嵌入式控制器将采集到的各参数值存储到存储器中，将结果信息显示到液晶 显示器上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制输出模块 输出关闭塔机的信号。进一步，所述的高度、幅度传感器均是线性电位器，所述的编码器为绝对式编码器 或增量式编码器，所述风速传感器采用光电式传感器。所述嵌入式控制器根据采集到的幅度信息计算对应的最大载重量，若当前实际的 重量大于最大载重量，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号；所述嵌入式控制器将采集 到的重量信息与预先设置的重量信息进行比较，若采集的重量值大于预设置的重量值，则 将此时塔机的状态信息存储到存储器内，标记塔机工作循环的结束，当采集的重量信息小 于预设置的重量值时，将此时的塔机状态信息存储到存储器内，标记塔机工作循环的开始。本实用新型的有益效果在于1、实现了塔机全参数实时监控功能并可与预设置的幅度值、高度值、重量值、风速值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，监控状态对塔 机电源进行断电，以避免安全事故的发生；2、可以通过具有人机交互界面的控制终端对幅 度、高度、重量、风速的参数进行设定；3、监控装置采用嵌入式控制器，使该型产品结构简 单、成本低，适于各种型号的塔机，利于推广。
图1是本实用新型的结构原理图。图2是本实用新型应用实施结构图。
具体实施方式
参照图1、图2，嵌入式塔机安全监控装置，包括嵌入式控制器7、风速传感器1、采 集塔机主轴电机转动角度的编码器2、高度传感器3、幅度传感器4、重量传感器5，所述嵌入 式控制器7上连接有液晶显示器10、键盘9、存储器11、控制输出模块8 ；所述编码器2与塔机主轴电机相连接，所述编码器2的信号输出端与CPLD逻辑器 件6连接，所述风速传感器1与CPLD逻辑器件6连接，所述CPLD逻辑器件6与嵌入式控制 器7串行连接，所述CPLD逻辑器件6用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向，并将数据 发送给嵌入式控制器7 ；所述高度传感器3安装在塔机吊钩电机上，所述幅度传感器4安装在小车电机上， 所述重量传感器5安装在塔机的测力环处，所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道12连 接在嵌入式控制器7上，所述模拟通道12将采集到的参数信息数字转化后发送给嵌入式控 制器7;所述嵌入式控制器7将采集到的各参数值存储到存储器11中，将结果信息显示到 液晶显示器10上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制 输出模块8输出关闭塔机的信号。所述的高度传感器3、幅度传感器4均是线性电位器，所述的编码器2为绝对式编 码器或增量式编码器，所述风速传感器1采用光电式传感器。所述嵌入式控制器7根据采集到的幅度信息计算对应的最大载重量，若当前实际 的重量大于最大载重量，通过控制输出模块8输出关闭塔机的信号；所述嵌入式控制器7 将采集到的重量信息与预先设置的重量信息进行比较，若采集的重量值大于预设置的重量 值，则将此时塔机的状态信息存储到存储器11内，标记塔机工作循环的结束，当采集的重 量信息小于预设置的重量值时，将此时的塔机状态信息存储到存储器11内，标记塔机工作 循环的开始。本实施例中的模拟通道12由跟随滤波、AD转换器CS5511组成，CS5511是16位AD 转换器件，可提供万分之一的精度，CS5511芯片与嵌入式控制器7串行连接，嵌入式控制器 7采用ATMega64系列芯片，也可由ATMegal28系列芯片代替；跟随滤波完成模拟信号的拾 取、滤波、隔离作用，主要由0P07系列运算放大器组成；键盘9由4X4键盘阵列和CH451芯 片组成，其中CH451芯片可由ZLG7289系列芯片代替；液晶显示器10由320X240液晶模组 组成，与嵌入式控制器7采用并行连接方式，液晶显示器支持文字、图形显示方式；控制输 出模块8由光耦阵列和16位继电器组成，光耦阵列与嵌入式控制器7并行连接，光耦阵列采用TLP521系列光耦器件，其中光耦器件可由P521系列芯片代替；存储器11采用SD卡， SD卡与主控制器串行连接；CPLD逻辑器件6采用Altera公司的MAX7000系列型号，CPLD 逻辑器件6实现与角度、风速传感器连接。 本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新 型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也 及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求嵌入式塔机安全监控装置，其特征在于包括嵌入式控制器、风速传感器、采集塔机主轴电机转动角度的编码器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器，所述嵌入式控制器上连接有液晶显示器、键盘、存储器、控制输出模块；所述编码器与塔机主轴电机相连接，所述编码器的信号输出端与CPLD逻辑器件连接，所述风速传感器与CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件与嵌入式控制器串行连接，所述CPLD逻辑器件用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向，并将数据发送给嵌入式控制器；所述高度传感器安装在塔机吊钩电机上，所述幅度传感器安装在小车电机上，所述重量传感器安装在塔机的测力环处，所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道连接在嵌入式控制器上，所述模拟通道将采集到的参数信息数字转化后发送给嵌入式控制器；所述嵌入式控制器将采集到的各参数值存储到存储器中，将结果信息显示到液晶显示器上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号。
2.根据权利要求1所述的嵌入式塔机安全监控装置，其特征在于所述的高度、幅度传 感器均是线性电位器，所述的编码器为绝对式编码器或增量式编码器，所述风速传感器采 用光电式传感器。
专利摘要嵌入式塔机安全监控装置，包括嵌入式控制器、风速传感器、采集塔机主轴电机转动角度的编码器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器，所述嵌入式控制器上连接有液晶显示器、键盘、存储器、控制输出模块；所述编码器的信号输出端、风速传感器与CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件与嵌入式控制器串行连接，所述CPLD逻辑器件用于计算塔机主轴的旋转角度、风速及风向；所述高度、幅度、重量传感器通过模拟通道连接在嵌入式控制器上；所述嵌入式控制器将采集到的各参数值存储到存储器中，将结果信息显示到液晶显示器上，并与预设置的值进行比较，当采集信息值大于预设置的值时，通过控制输出模块输出关闭塔机的信号。
文档编号B66C23/88GK201729611SQ20102024604
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者占红武, 张洪涛, 胥芳 申请人:浙江工业大学