一种塔机安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种塔机安全监控系统，其中通信模块和卫星导航定位模块分别与主控芯片信号连接，卫星导航定位模块，设置有若干个，分别安装在塔机本体和塔机大臂的远端；绝对值编码器和增量编码器分别安装在塔机驱动电机的驱动端，并分别与主控芯片信号连接，其中，绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的绝对值并发送给主控芯片；增量编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的增量值并发送给主控芯片。通过基于STM32F407的系统控制方案，采用增量编码器为主、绝对值编码器为辅，互相校准，提高定位精度，并通过无线ZigBee自组网通信技术和卫星导航定位模块，对塔机运动状态进行全面监控，提高系统定位的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种塔机安全监控系统
本技术涉及监控领域，尤其涉及一种塔机安全监控系统。
技术介绍
塔机是工业与民用建筑施工中的重要设备，塔机的优点是能够将构件或材料准确地调运到建筑楼层的任意部位，然而塔机具有中心高、起重量大、运行速度快的特点，在工作过程中，由于频繁起、制动，有比较大的动载荷存在，故塔机是一类蕴藏危险因素较多的机械，当其发生事故时，产生的危害相当严重，轻则设备损坏，重则机毁人亡。现有技术中的塔机安全监控系统往往使用1个重量传感器、2个幅度传感器、1个角度传感器和1个倾角传感器进行塔机吊钩工作状态的检测，传感器检测时存在累计误差，需要定期消除误差，定期进行重新标定，使用不便，监控系统预警的稳定性，精准度不高，容易导致事故发生，所以现在亟需一种塔机安全监控系统通过对塔机运行状态的分析，能够有效判断塔机发生碰撞的可能，提前报警提醒塔机司机，并且在碰撞危险来临时，及时停止塔机运动，防止群塔在作业期间发生碰撞的危险。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种塔机安全监控系统，提升定位精度。本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了一种塔机安全监控系统，其包括主控芯片、通信模块和卫星导航定位模块，卫星导航定位模块，设置有若干个，分别安装在塔机本体和塔机大臂的远端；不同塔机对应的主控芯片通过通信模块信号连接；还包括绝对值编码器和增量编码器；绝对值编码器和增量编码器分别安装在塔机驱动电机的驱动端，绝对值编码器安装在电机的传动轴前端，增量编码器安装在驱动电机的末端，并分别与主控芯片信号连接，其中，绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的绝对值并发送给主控芯片；增量编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的增量值并发送给主控芯片。在以上技术方案的基础上，优选的，主控芯片采用的是STM32F407芯片。更进一步优选的，还包括变频器，所述变频器设置于绝对值编码器和主控芯片之间并分别与二者信号连接。更进一步优选的，所述绝对值编码器包括起升绝对值编码器、回转绝对值编码器和变幅绝对值编码器，变频器设置有三个，其中，起升绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的起升绝对值；回转绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的回转绝对值；变幅绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的变幅绝对值；其中一个变频器设置于起升绝对值编码器和主控芯片之间并分别与二者信号连接；第二个变频器设置于回转绝对值编码器和主控芯片之间并分别与二者信号连接；第三个变频器设置于变幅绝对值编码器和主控芯片之间并分别与二者信号连接，三个变频器分别与主控芯片CAN总线通信接口连接。在以上技术方案的基础上，优选的，所述增量编码器包括起升增量编码器、回转增量编码器和变幅增量编码器，其中，起升增量编码器，用于采集塔机驱动电机的起升增量值；回转增量编码器，用于采集塔机驱动电机的回转增量值；变幅增量编码器，用于采集塔机驱动电机的变幅增量值。在以上技术方案的基础上，优选的，所述通信模块为zigbee模块。在以上技术方案的基础上，优选的，所述卫星导航定位模块采用GPS模块或者北斗模块。本技术的塔机安全监控系统相对于现有技术具有以下有益效果：(1)通过设置绝对值编码器和增量编码器，以增量编码器为主，绝对值编码器为辅，互相校准，提高定位精准度。(2)通过设置型号为STM32F407的芯片，通信口的资源丰富，可以通过RS485通信或CAN通信，定时器资源丰富，可以满足多路编码器信号的采集。(3)通过设置变频器，采用主控芯片和变频器两路通道进行信号采集，解决只通过主控芯片这一单一方式采集信号的容错率低的问题，提高了信号采集的容错率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的塔机安全监控系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术的一种塔机安全监控系统，其包括主控芯片、通信模块、卫星导航定位模块、语音播报模块、PC、PLC、增量编码器、变频器、绝对值编码器和电源模块。其中，电源模块电性连接系统中的各个模块，为系统中的各个模块供电。主控芯片采用的是STM32F407芯片。作为信息采集部分，卫星导航定位模块，设置有若干个，分别安装在塔机本体和塔机大臂的远端，分别与所在塔机对应主控芯片信号连接，通过该模块，高精度和全方位的采集塔机本体和塔机各个部位的位置信息，卫星导航定位模块采用的是GPS模块或者北斗模块。绝对值编码器和增量编码器分别安装在塔机驱动电机的驱动端，绝对值编码器安装在电机的传动轴前端，增量编码器安装在驱动电机的末端，并分别与主控芯片信号连接，其中，绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的绝对值并发送给主控芯片；增量编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的增量值并发送给主控芯片。通过设置绝对值编码器和增量编码器，形成全闭环的控制系统，采集两路编码器的信号，一路信号采集异常或编码器损坏了，另一路信号可以保证定位的准确性，塔机是通过上限来清零的，增量编码器断电后需要回原点，它无法输出轴转动的绝对位置信息，存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位的问题，绝对值编码器是记录的每个时刻的位置，不关心过程，断电了也可以记录，弥补增量编码器的缺陷。编码器采集的数据反馈三大运行机构的实时位置坐标信息，卫星导航定位模块采集的数据反馈空间坐标信息，采集到三大运行机构的自身运动位置信息和卫星导航定位模块在空间的坐标信息，就可通过软件来计算出来每个塔机要发生干涉的区间，便于做碰撞报警的判断。变频器设置于绝对值编码器和主控芯片之间并分别与二者信号连接，变频器支持DP通信、CAN通信、RS485通信和RS232通信，STM32F407芯片也是支持CAN通信、RS485通信和RS232通信的，编码器信号的采集也可以通过RS485通信或RS232通信，因为编码器本身是脉冲信号，所以设置变频器用于采集绝对值编码器得到的脉冲信号，采集的脉冲信号再通过CAN总线发送到主控芯片，通过设置变频器，采用主控芯片和变频器两路通道进行信号采集，解决只通过主控芯片这一单一方式采集信号的容错率低的问题，提高了信号采集的容错率。绝对值编码器包括起升绝对值编码器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔机安全监控系统，包括主控芯片、通信模块和卫星导航定位模块，/n卫星导航定位模块，设置有若干个，分别安装在塔机本体和塔机大臂的远端，分别与所在塔机对应主控芯片信号连接；/n不同塔机对应的主控芯片通过通信模块信号连接；/n其特征在于：还包括绝对值编码器和增量编码器；/n绝对值编码器和增量编码器分别安装在塔机驱动电机的驱动端，绝对值编码器安装在电机的传动轴前端，增量编码器安装在驱动电机的末端，并分别与主控芯片信号连接，其中，/n绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的绝对值并发送给主控芯片；/n增量编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的增量值并发送给主控芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种塔机安全监控系统，包括主控芯片、通信模块和卫星导航定位模块，
卫星导航定位模块，设置有若干个，分别安装在塔机本体和塔机大臂的远端，分别与所在塔机对应主控芯片信号连接；
不同塔机对应的主控芯片通过通信模块信号连接；
其特征在于：还包括绝对值编码器和增量编码器；
绝对值编码器和增量编码器分别安装在塔机驱动电机的驱动端，绝对值编码器安装在电机的传动轴前端，增量编码器安装在驱动电机的末端，并分别与主控芯片信号连接，其中，
绝对值编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的绝对值并发送给主控芯片；
增量编码器，用于采集塔机驱动电机的起升、回转和变幅的增量值并发送给主控芯片。


2.如权利要求1所述的塔机安全监控系统，其特征在于：主控芯片采用STM32F407芯片。


3.如权利要求2所述的塔机安全监控系统，其特征在于：还包括变频器，所述变频器设置于绝对值编码器和主控芯片之间并分别与二者信号连接。


4.如权利要求3所述的塔机安全监控系统，其特征在于：所述绝对值编码器包括起升绝对值编码器、回转绝对值编码器和变幅绝对值编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焕兵，庞珽，李凯，张涛，
申请(专利权)人：武汉港迪电气有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42