塔式起重機(jī)大規(guī)模應(yīng)用于工程建設(shè)中，我國每年都會(huì)發(fā)生多起塔機(jī)倒塌事故u]。為了防止重大事故的發(fā)生，保證塔機(jī)運(yùn)行安全可靠，減少因事故造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失，非常有必要開發(fā)一套可靠性和實(shí)時(shí)性高、功能強(qiáng)大、成本低的安全監(jiān)控系統(tǒng)。控制器局域網(wǎng)CAN(ControllerAreaNetwork)總線是一種有效支持分布式實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線由于具有傳輸距離長、報(bào)文短、通信速率高、出錯(cuò)率低、糾錯(cuò)能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性和可靠性高、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)[2]，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。基于CAN總線的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)可以很好的滿足上述要求。

塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎每偩€型拓?fù)?這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是采用單一信道作為傳輸介質(zhì)，所需電纜長度短，布線容易，工作的可靠性高,增加和減少節(jié)點(diǎn)都很方便。

塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)主要由HMI、CAN總線、數(shù)據(jù)采集模塊和繼電器模塊組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊有起重量檢測模塊、幅度檢測模塊、高度檢測模塊和角度檢測模塊。HMI通過CAN接口將系統(tǒng)初始參數(shù)（起重零點(diǎn)和參考載重校準(zhǔn)信號(hào)、最小幅度和最大幅度校準(zhǔn)信號(hào)、起升高度零點(diǎn)和起升標(biāo)準(zhǔn)高度校準(zhǔn)信號(hào)、回轉(zhuǎn)角度零點(diǎn)校準(zhǔn)信號(hào))發(fā)送到CAN總線上，各數(shù)據(jù)采集模塊通過判斷接收保存需要的參數(shù)。傳感器檢測塔機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作參數(shù):起吊重量、小車行走幅度、重物提升高度和臂架回轉(zhuǎn)角度,各個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊的MCU將檢測到的數(shù)

據(jù)處理后通過CAN接口實(shí)時(shí)發(fā)送到CAN總線上，HMI通過CAN接口接收數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)，并通過硬件和軟件編程方式對接收到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、比較報(bào)警處理。

塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)主要功能：

(1) 實(shí)時(shí)檢測功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測塔機(jī)運(yùn)行時(shí)的各狀態(tài)參數(shù)。

(2) 實(shí)時(shí)顯示功能，實(shí)時(shí)顯示塔機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作參數(shù)值。

(3) 報(bào)警和自動(dòng)斷電停機(jī)功能，系統(tǒng)識(shí)別塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)后，做出相應(yīng)的處理。當(dāng)塔機(jī)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)值超過其設(shè)定的極限值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并斷電停止塔機(jī)工作。

(4) 參數(shù)設(shè)定功能，由于不同型號(hào)塔機(jī)具有不同的固定參數(shù)，可通過按鍵實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的修改設(shè)置,提高系統(tǒng)的通用性。

(5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，記錄塔機(jī)工作參數(shù)，作為分析事故原因的原始數(shù)據(jù)以及塔機(jī)工作損耗的參考。