系統構成示

系統構成圖如下：



防碰撞系統中，有如下傳感器單元構成：吊鉤高度傳感器、幅度傳感器、大臂回轉傳感器、吊車行走位置傳感器單元構成，所有信號進入系統主機。信號進入系統主機后，進行計算各個參數，同時也接收由周邊起重機傳來的位置、參數信號。

系統主機仔細計算本機與周邊起重機的關系，一旦檢測出可能發生碰撞，會提前預警，并在快要發生碰撞之前，發出控制信號禁止塔機向危險區間運行。

塔機防碰撞系統 黑匣子 安全監控系統
1、系統實現基本功能
本系統采用當前主流的高性能CPU，采用嵌入式系統，實時檢測各種傳感器單元，并計算出各個參數，通過顯示部分將這些信息提供給操作者。
當起重機的操作超出了允許的安全范圍，或者接近碰撞區域，系統將發出聲光報警，提醒操作者停止違規操作，同時發出禁止向危險方向運動的控制信號。
1.1限制塔機進入自身危險區域（較大、小幅度控制點、較大、小高度、特定回轉區域）；
1.2限制塔機進入周邊特定建筑物范圍；
1.3預警塔機進入周邊塔機交互區域；報警和提前控制塔機進入碰撞危險區域（塔機與塔機之間、塔機與其它吊車之間、塔機和鋼絲繩之間可能碰撞區域）；
2、系統構成示
系統構成圖如下：
防碰撞系統中，有如下傳感器單元構成：吊鉤高度傳感器、幅度傳感器、大臂回轉傳感器、吊車行走位置傳感器單元構成，所有信號進入系統主機。信號進入系統主機后，進行計算各個參數，同時也接收由周邊起重機傳來的位置、參數信號。
系統主機仔細計算本機與周邊起重機的關系，一旦檢測出可能發生碰撞，會提前預警，并在快要發生碰撞之前，發出控制信號禁止塔機向危險區間運行。
2.1顯示器
此界面中，能清晰顯示該塔機的各項參數，包括：幅度、高度、回轉方位角度等數據;
7英寸彩色觸摸屏，高亮度,陽光下清晰可見，分辨率800*480。大小：21*14.5*5cm；
2.2系統主機
系統主機大小24*21*8cm，提供13個控制輸出，能同時檢測6個模擬量，帶3路RS485,2路CAN總線輸出功能。能根據現場要求，提供多個檔位的控制輸出。
控制內容包括：禁止幅度、高度、回轉動作；提前減速幅度、高度、回轉動作；
2.3高度、幅度、回轉傳感器
對于塔機防碰撞系統，需要測量精度非常高，我們采用絕對值多圈編碼器來測量高度、幅度。
類型：絕對值編碼器 1024圈，分辨率：每圈1024點
輸入:12V 輸出：RS485 連接軸直徑:10mm
3、防碰撞具體說明
3.1多個塔機處于同一個高度時，可以檢測臂與臂之間的碰撞
3.2塔機處于同一高度時，塔機大臂與塔機后臂之間的防碰撞
3.3處于不同高度時，塔機大臂與鋼絲繩之間的防碰撞
3.4不同類型起重機之間防碰撞，大臂與鋼絲繩和大臂本身的防碰撞
3.5起重機于建筑物體之間的防碰撞

智慧工地塔吊群防碰撞黑匣子系統
塔機安全監測儀
一、概述
AS-101型塔機監測儀是全新智能化塔式起重機（簡稱塔機或塔吊）安全監測預警系統，能夠全方位保證塔機的安全運行，包括有塔機區域安全防護、塔機防碰撞、塔機超載、塔機防傾翻等功能，能夠提供塔機安全狀態的實時預警，并進行制動控制，是現代建筑重型機械群的一種安全防護設備，是集精密測量、人工智能、自動控制等多種高技術于一體的電子系統產品。
上海宇葉有限公司研發的塔機安全監測儀，技術水平達到國內領先，并已通過國家建筑城建機械質量監督檢驗中心的檢測。
二、系統組成
AS-101型塔機安全監測儀由帶動態顯示的主機（內置制動控制）、角度傳感器、幅度傳感器、風速傳感器、力矩傳感器、重量傳感器、傾角傳感器、高度傳感器、無線通信模塊等組成。
三、系統功能
功能：10.4英寸大液晶動態實時顯示，分辨率800*600，能夠直觀的顯示塔機的運行狀態以及塔機的運行閾值，易于使用；
塔機安全監測儀主界面顯示如下參數：1）顯示實際測量值：包括有小車行程、高度、回轉角、起重量、力矩、風速、傾角等；2）顯示塔機的基本信息：包括有塔臂長度、后塔臂長度、起重倍率、塔高；3）顯示塔機的額定值：包括有風速、幅度以及相應的起重量和力矩；4）顯示塔機的負荷比率、運行狀態以及預警原因，提醒塔機司機進行有效判斷；5）顯示塔機安全制動狀態，包括有塔機的上、下、前、后、左、右運動狀態的控制。
· 可以實現高達20個不同類似限制區域的設置，每個區域多可以設置12個控制點，在保證塔機安全運行的前提下，盡可能的提高塔機的空間作業面；
塔機空間限制功能：1）可以設置直線、圓形、多邊形等三種形式的障礙物或限制區，能夠充分滿足高壓線、道路、學校、住宅、建筑物、煙囪等不同類型物體的抽象；2）在多邊形障礙物或限制區中可以提供高達12個控制點，能夠真實地逼近實際障礙物或限制區的形狀；3）系統可設置高達20個障礙物（目前國內數量多），能夠滿足密集區域設防的要求。
· 基于獲得的其他塔機的運行狀態的數據，進行塔機群的防碰撞計算，實現不同塔機間的距離預警和高度預警，避免塔機間碰撞事故的發生；
· 并集成了防碰撞、力矩限制、風速報警、傾斜報警、制動控制、塔機黑匣子等多種功能，完全解決了塔吊全方位的安全監測預警功能；
· 當出現影響塔機安全的預警事件后，系統可以實現聲、光、圖像等多種報警方式提醒塔機司機謹慎操作，在必要時能夠實現自動控制；系統基于測量得到的本塔機的運動狀態、其他塔機的運動狀態以及系統障礙物的信息進行防碰撞計算，并依據防碰撞計算的結果采用聲、光、圖像的方式綜合預警。
在不同預警程度時系統的預警方式如下：1）二級預警時，發生預警危險的物體顯示為黃色，報警音開啟；2）一級預警時，發生預警危險的物體顯示為紅色，報警音開啟，報警燈閃爍。
· 具有制動控制功能，能夠在碰撞發生前先報警提示，若繼續前行則根據算法對要碰撞的方向進行制動，停止前進，避免進一步的危險發生，大大提高了安全防護能力和等級。
系統設置有安全制動系統，能夠保證在出現意外危險時安全制動塔機的運動，避免事故的發生。
性能：
· 采用工業等級設計、生產、加工標準，性能穩定可靠；
· 易于安裝、省時省力、參數設定簡便快捷；
· 具有良好的抗干擾性能，能夠保證測量數據的準確性。
全方位防護：
· 單機安全防護：風速報警、傾斜報警、載重報警控制、空間區域保護。
群塔安全防護：防碰撞報警、防碰撞制動、區域防護；

關于塔式起重機安裝制度及網絡監控傳輸細則
無線傳輸系統采用GPRS上的http傳輸，有效保證了整個遠程傳輸和回返數據的穩定。Httpweb服務器的高并發性，保證了在數以萬計的塔機同時上傳數據的情況下正常工作。（傳輸形式以文本形式傳輸，管理人員可任意下載數據）。
視頻監控
（一） 對比較大的工地需加裝《視頻監控系統》（通過加裝攝像頭有利于操作者更直觀的操作）監管部門也可觀察到工地的實時情況，視頻加以保存，對事故發生后責任劃分起到重要作用。
（二）能將塔吊運行的實時狀態數據、視頻及故障記錄發送到遠程監控中心：以圖像、視頻及數值形式顯示塔吊當前狀態(通過無線3G網絡上傳)，包括：起升倍率，起重量，工作幅度，塔臂轉角，起重力矩百分比，吊鉤高度，現場風速，以及當前的報警狀態。
分類安裝制度
（一） 型號為QTZ30/QTZ315等其它QTZ30型以上或將達到報廢年限、淘汰工藝的塔式起重機加裝的安全監控系統暫可以具備顯示、報警以及記錄查詢等基礎功能，（簡稱為a類標準安裝）。
（二） 型號為QTZ40、QTZ63、QTZ80、QTZ100、
QTZ120、QTZ125、QTZ160等其它QTZ40型以上的塔式起重機加裝的安全監控系統，監控系統要求具備遠程監控、顯示、報警及記錄查詢和輸出控制功能，要能實現對該類型的安全監控系統實時動態監控，（簡稱為B類標準安裝）。
（三） 小區工程或其它工程安裝的塔式起重機工作覆蓋區有人員密集區（如幼兒園，公路，施工辦公宿舍等），或有高壓線通過時，要求加裝的他是安全監控系統在滿足第（一）、（二）款條件后還必須具有塔機工作空間限制功能，（簡稱為C級標準安裝）。
（四） 小區工程或其它工程安裝兩臺以上的塔式起重機，當兩塔機交迭工作時，要求加裝的塔機安全監控系統在滿足（一）、（二）款條件后還必須具有塔機防碰撞功能，（簡稱為D類標準安裝）。
塔式起重機安全監控系統指數指標要求
（一）實施B類以上標準安裝的安全監控系統要具有遠程數據傳輸及監控功能，對比較大的工地需加裝《視頻監控系統》（通過加裝攝像頭有利于操作者更直觀的操作）監管部門也可觀察到工地的實時情況，視頻加以保存，對事故發生后責任劃分起到重要作用。
（二）能將塔吊運行的實時狀態數據、視頻及故障記錄發送到遠程監控中心，所有按上述四類標準安裝的安全監控系統都要具有實時顯示功能：以圖像、視頻及數值形式顯示塔吊當前狀態，包括：起升倍率，起重量，工作幅度，塔臂轉角，起重力矩百分比，吊鉤高度，現場風速，以及當前的報警狀態。
（三）所有標準安裝的安全監控系統具有的塔吊“黑匣子”記錄功能，要求記錄并存儲至少較近30萬個工作循環的較大力矩點，包括較大力矩發生時刻，當時的吊重以及較大力矩百分比；能夠支持記錄的查閱，并可方便的進行歷史數據下載。
（四）所有標準安裝的安全監控系統要求具有繼電器輸出控制功能，在顯示器上明確顯示輸出控制狀態，并在必要時報警。當起重力矩大于相應幅度額定值并小于額定值110%時，及時報警并停止塔機上升和向外變幅動作，允許有下降方向和向內變幅動作；對于具有多擋變速的起升機構，當起重力矩達到額定值的80%時，及時報警并將變速速度自動轉換為抵擋速運行。
（五）所有標準安裝的安全監控系統要求適應面廣：能方便地安裝在各種品牌、各種規格的塔機產品上；能根據塔機的狀態進行參數設置；模塊設計，可進行功能擴展。
（六）C類標準安裝的塔機工作空間限制功能：該功能可根據具體施工環境進行限制區域設置，在塔機工作時安全監控系統可根據需要限制塔機進入特定的區域或進入該區域后不允許吊載。具體要求參見附件2
（七）D類標準安裝的群塔防碰撞功能：對群塔（兩臺以上），且量它既交迭工作時，該系統能根據實施情況限制塔機的回轉、變幅運動防止塔機間結構、起升繩或吊重發生相互碰撞。具體要求參見附件3
（八）所有標準安裝的塔機安全監控系統要安裝、使用方便，穩定可靠；所有參數設定及設備運行記錄都要有密碼保護，防止非授權更改。
（九）安全監控系統要求具備自檢功能，認為拆除或任一傳感器損壞都能及時顯示。
（十）安全監控系統所有傳感器指示精度、抗干擾能力等指標要達到標準，具體參見附件1。安全監控系統的使用壽命要大于塔機的使用壽命。以上系統都應具備手機實時查看和管理（手機控制功能）如果塔機有違章會以短信通知監管部門，監管部門可根據情況通過手機鎖定違規（項）前行動力源。
安全監控系統的監督管理
（一） 購買或自用到本市建設工程的塔式起重機已經裝有安全監控系統的，必須通過本市塔式起重機安全監控系統監管部門的審評，經領導小組辦公室認可方可辦理相關手續、檢測后投入使用。
（二） 安全監控系統安裝前，設備提供單位要與塔式起重機產權單位簽訂采購合同，與安裝單位簽訂委托安裝合同，并提供安全監控系統的型式試驗合格證等證明材料，安裝完畢要進行聯合驗收，并出據聯合驗收單。
（三） 安全監控系統自安裝驗收之日起，安全監控系統提供單位要為整機保修至少一年，設備出現質量問題免費維修及更換零部件，接到故障維修電話后要在一天內提供上門服務，并填寫維修記錄雙方簽字確認。
（四） 每臺塔式起重機加裝的或原設備自帶的安全監控系統符合要求的，要由安全站統一編號，與塔式起重機一一對應。塔式起重機使用單位要嚴格對安全監控系統實施管理，不得隨意調整、拆卸該系統的數據和結構配件，不得擅自停止安全監控的電源，要保證塔式起重機和安全監控系統同步運行。
（五） 為塔式起重機加裝安全監控系統必須由取得建筑起重設備安裝資質證書的單位完成。對塔式起重機安全監控系統安裝單位不能采用焊接方式，對原有的塔式起重機私自改造。安全監控系統的安裝單位在施工前，必須對作業人員進行安全教育及安全技術交底，并履行簽字手續，安裝單位要嚴格按照操作規程作業，嚴禁改施工現場的安全防護設施及設備，要指派專人進行現場安全管理。
（六） 安全監控系統安裝調試完畢并經驗收合格后，由設備提供單位對使用單位相關人員進行操作及維護培訓，以便使用單位人員能熟練掌握產品操作過程，了解配件及整機的維護方法，為在日常使用、檢修等提供有效數據。
（七） 經驗收合格的塔式起重機安全監控系統記錄的數據將作為施工單位違章作業、違規操作的證據，并作為起重傷害事故調查、原因分析的證據。

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