塔式起重机的黑匣子安全监控电路制造技术

本发明专利技术公开了一种塔式起重机的黑匣子安全监控电路，包括传感器组、采样电路、主控电路、显示电路、报警电路、继电器驱动电路和GPRS无线通信模块；所述传感器组中的每一个传感器都与所述采样电路相连接，所述采样电路和显示电路均与所述主控电路相连接；所述报警电路和GPRS无线通信模块均与所述主控电路相连接；所述传感器组包括称重传感器、回转传感器、变幅传感器、高度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器。本发明专利技术的塔式起重机的黑匣子安全监控电路，具有可实现塔式起重机的运行状态的远程监控、提高塔式起重机的运行安全性和可靠性等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种塔式起重机的黑匣子安全监控电路，包括传感器组、采样电路、主控电路、显示电路、报警电路、继电器驱动电路和GPRS无线通信模块；所述传感器组中的每一个传感器都与所述采样电路相连接，所述采样电路和显示电路均与所述主控电路相连接；所述报警电路和GPRS无线通信模块均与所述主控电路相连接；所述传感器组包括称重传感器、回转传感器、变幅传感器、高度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器。本专利技术的塔式起重机的黑匣子安全监控电路，具有可实现塔式起重机的运行状态的远程监控、提高塔式起重机的运行安全性和可靠性等优点。【专利说明】塔式起重机的黑匣子安全监控电路
本专利技术涉及一种塔式起重机的黑匣子安全监控电路。
技术介绍
塔式起重机(tower crane)简称塔机,亦称塔吊，由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。随着近年来建筑行业塔吊的大量使用，由于塔吊违规超限作业和塔吊群干涉碰撞等引发的各类塔吊运行安全事故频繁发生，造成了巨大的生命财产损失。安全事故的经验教训表明，必须对塔吊使用过程和行为及时进行有效的监管才能切实控制设备运行过程中的危险因素和安全隐患，预防和减少塔吊安全生产事故发生。目前，大多数传统的塔式起重机安全防护仅仅做到了三限位，即:幅度、重量、力矩限位，且大多采用的是传统的机械式行程限位器，这远远不能满足在工况条件恶劣的情况下为塔机安全操作护航的功能，而且，传统的机械式限位器不能与目前十分先进的微控制器系统结合，这远不能达到GB/T5031— 2008所要求的塔式起重机需配有能够实时监控塔机工作状态的监控系统的目标。虽然，目前市场上也有多种塔机安全监控微处理器系统，但大多数系统只是实现了塔机工作数据的实时采集显示，没有实现工作数据的存储或是仅能实现短期内少量工作数据的存储，尤其是远程监控平台建设上，因为受到工况环境的限制，仅仅实现了近距离的数据传输，而且不能组成监控网络。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种塔式起重机的黑匣子安全监控电路，以对塔式起重机的运行状态的集中远程监控、提高塔式起重机的运行安全性和可靠性。本专利技术为解决技术问题采用以下技术方案。塔式起重机的黑匣子安全监控电路，其结构特点是，包括传感器组、采样电路、主控电路、显示电路、报警电路、继电器驱动电路和GPRS无线通信模块；所述传感器组中的每一个传感器都与所述采样电路相连接，所述采样电路和显示电路均与所述主控电路相连接；所述报警电路和GPRS无线通信模块均与所述主控电路相连接；所述传感器组包括称重传感器、回转传感器、变幅传感器、高度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器。本专利技术的塔式起重机的黑匣子安全监控电路的结构特点也在于:所述显示电路包括IXD显示屏。所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路；如图3所示，所述电压采样电路包括电阻Rl?R3、电容Cl?C3、运算放大器U3、二极管Dl和二极管D2 ;所述电压传感器与所述运算放大器U3的一个端子相连接，所述电阻R2、R1和R3串联连接后由电阻R2与所述所述运算放大器U3的另一个端子相连接，所述电阻Rl为滑线变阻器，所述电阻R3接地；所述二极管Dl和二极管D2串联连接后的公共点与所述电阻Rl相连接，所述二极管Dl和二极管D2串联连接后的公共点还和主控电路相连接；所述电容Cl?C3均与所述运算放大器U3相连接；如图4所示，所述电流采样电路包括电阻R4?R8、电容C4?C6、运算放大器U4、二极管D3和二极管D4 ;所述电流传感器与所述运算放大器U4的一个端子相连接，所述电阻R4、R5和R6串联连接后由电阻R4与所述所述运算放大器U4的另一个端子相连接，所述电阻R5为滑线变阻器，所述电阻R6接地；所述二极管D3和二极管D4串联连接后的公共点与所述电阻R5相连接，所述二极管D3和二极管D4串联连接后的公共点还和主控电路相连接；所述电容C4?C6均与所述运算放大器U4相连接。所述报警电路包括声音报警电路和LED发光电路；如图5所不,所述声音报警电路包括电阻R9?R11、三极管Ql和蜂鸣器U5 ;所述三极管Ql的基极通过所述电阻R9与所述主控电路相连接，所述电阻RlO的两端分别连接在所述三极管Ql的基极和发射极上；所述三极管Ql的集电极与所述蜂鸣器U5的一个端子相连接，所述蜂鸣器U5的另一个端子通过电阻Rll连接电源VCC ；如图6所示，所述LED发光电路包括电阻R12?R13、三极管Q2和发光二极管LEDl ;所述三极管Q2的基极通过所述电阻R13与所述主控电路相连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极依次通过发光二极管LEDl和电阻Rl2连接电源VCC。所述GPRS无线通信电路包括GSM/GPRS芯片U6、SIM卡芯片U7、电阻R15?R27、电容C7?C9、三极管Q3?Q4和发光二极管LED_SM。所述继电器驱动电路包括晶体管输出光电稱合器U8、电阻R28?R32、达林顿晶体管阵列U9、二极管D5、继电器Kl和与所述主控电路相连接的连接端P5 ;所述连接端P5通过晶体管输出光电耦合器U8与所述达林顿晶体管阵列U9相连接，所述达林顿晶体管阵列U9与所述继电器Kl相连接，由所述达林顿晶体管阵列U9驱动所述继电器K1。所述的塔式起重机的黑匣子安全监控电路还包括USB接口。所述的塔式起重机的黑匣子安全监控电路还包括输入单元，所述输入单元为键盘或者操作按钮。所述所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在:本专利技术的塔式起重机的黑匣子安全监控电路，实现了五限位监控，五限位即:幅度、重量、力矩、高度、回转，并且带有风速报警、电机工作温度测量及电机电压、电流的测量功能的塔机安全监控黑匣子，该系统可根据用户的具体要求实现数据的长期大量存储，存储时间可达两年之久，通过GSM全球移动通信系统网络，实现了广域的无线IP连接，方便塔机安全生产监管人员对塔机的远程监管。I)系统选用高速的ARM处理器，实现了塔机工作数据的实时采集、显示、存储及传输;2)选用输出电信号的行程限位器代替传统的机械式行程限位器，实现了与微处理器之间的信号传输；3)系统还提供了风速预警功能，当工况环境中的风速达到预警值时，黑匣子监控电路会发出声、光、短信报警，并向继电器发出信号，切断电机的电源，实现对塔机的保护；4)选用霍尔原理的电流、电压互感器实现对塔机电机启动电流和工作电压的实时监控，当这两项工作参数任意一项出现异常时，该系统可以发出声、光、短信报警，同时，向继电器发出动作信号，切断塔机电源，实现对塔机的过流、过压及欠压保护；5)应用GPRS无线分组交换技术，实现了广域的无线IP连接，该无线网络覆盖范围大、数据传输速率高且安全性也比较高，用户可一直在线且按流量计费，降低了成本；6)监控管理中心的数据接收程序可以自动将接收到的数据传输到数据库，管理人员在登录安全监管网页时即可清晰的看到经GPRS传输来的塔机的工作数据；真正实现了远程监管。本专利技术的塔式起重机本文档来自技高网...

【技术保护点】
塔式起重机的黑匣子安全监控电路，其特征是，包括传感器组、采样电路、主控电路、显示电路、报警电路、继电器驱动电路和GPRS无线通信模块；所述传感器组中的每一个传感器都与所述采样电路相连接，所述采样电路和显示电路均与所述主控电路相连接；所述报警电路和GPRS无线通信模块均与所述主控电路相连接；所述传感器组包括称重传感器、回转传感器、变幅传感器、高度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器（DS18B20）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑红梅，丁曙光，李郑，潘友杰，阚文年，
申请(专利权)人：安徽建筑机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：