本文關(guān)鍵詞：塔機安全監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計與研究

  更多相關(guān)文章： 塔機 信號采集 安全監(jiān)控 數(shù)據(jù)存儲

【摘要】：塔式起重機在建筑行業(yè)應(yīng)用極為廣泛,能夠有效地節(jié)省人力物力,大大提高生產(chǎn)效率。但在施工過程中,由于操作不當(dāng)引起的人員傷亡和設(shè)備損毀事故屢屢發(fā)生,重大事故的發(fā)生率居高不下,給社會帶來巨大損失。針對這一問題,開發(fā)出塔機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。本論文對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計,其研究重點是系統(tǒng)的信號采集、預(yù)警,自動控制以及數(shù)據(jù)存儲等模塊。本系統(tǒng)以ARM微處理器為核心,運用傳感器技術(shù)、信號采集技術(shù)和USB接口控制技術(shù),自行研制并開發(fā)出塔機安全監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對塔機的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控,當(dāng)發(fā)生危險狀況時,系統(tǒng)可發(fā)出聲光警報,同時可通過繼電器控制模塊控制塔機動作,并將工作數(shù)據(jù)存儲至移動設(shè)備中,實現(xiàn)對塔機的安全監(jiān)控和管理。 本論文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面。 (1)根據(jù)塔機的工況和運行現(xiàn)狀,分析塔機監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求,制定出塔機監(jiān)控系統(tǒng)總體技術(shù)方案的設(shè)計以及系統(tǒng)的開發(fā)流程。確定監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案,并完成塔機信號采集系統(tǒng)、信號預(yù)警系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的方案設(shè)計。 (2)塔機信號采集系統(tǒng)與預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計。塔機信號采集系統(tǒng)是將起升重量、起升高度、塔機變幅、風(fēng)速、電機電壓、電機電流、溫度等傳感器采樣到的模擬信號,經(jīng)過阻抗變換、低通濾波等處理后傳送至處理器的A/D轉(zhuǎn)換模塊,實時地將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,并實時地顯示在LCD屏上。信號預(yù)警系統(tǒng)主要包括聲光報警模塊以及繼電器控制模塊,根據(jù)采集得到的工作數(shù)據(jù),判斷是否超過預(yù)警值,當(dāng)超過預(yù)警值90%時,發(fā)出聲光報警,若危險動作繼續(xù),可向繼電器模塊發(fā)出觸發(fā)信號,控制塔機吊車的減速或限位運行。 (3)塔機數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的設(shè)計。為便于塔機數(shù)據(jù)的管理,系統(tǒng)選用U盤作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì),數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)通過文件管理芯片與處理器建立USB主-從機的工作方式,實現(xiàn)非PC設(shè)備對U盤的讀寫、刪除、新建文件等操作。監(jiān)控系統(tǒng)將采集得到的工作數(shù)據(jù)實時地寫入U盤中,為分析塔機工作狀態(tài)提供可靠依據(jù)。 (4)在塔機的施工現(xiàn)場,進(jìn)行系統(tǒng)樣機測試。首先,將各個傳感器安裝在塔機上,并通過電纜線與本系統(tǒng)相應(yīng)的接口連接；其次,進(jìn)行傳感器的標(biāo)定與調(diào)零；最后,進(jìn)行系統(tǒng)在線調(diào)試。通過現(xiàn)場試驗,分析試驗結(jié)果,證明了該系統(tǒng)工作穩(wěn)定,具有良好的可使用性和推廣價值。
【關(guān)鍵詞】：塔機 信號采集 安全監(jiān)控 數(shù)據(jù)存儲
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.3;TP274.2
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-13
• 插圖清單13-15
• 插表清單15-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 課題研究的背景16-18
• 1.2 塔機及其監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀18-21
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀概況18-19
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀概況19-21
• 1.3 課題的研究目的和意義21
• 1.4 課題的研究內(nèi)容21-24
• 1.4.1 課題來源及其設(shè)計要求21-22
• 1.4.2 本論文的研究內(nèi)容22-24
• 第二章 監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計24-35
• 2.1 QTZ5012型塔機及相關(guān)參數(shù)24-28
• 2.1.1 塔機的工作機構(gòu)25-28
• 2.1.2 塔機的安全裝置28
• 2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)的總體技術(shù)方案28-31
• 2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計的功能要求29
• 2.2.2 本系統(tǒng)的開發(fā)流程29-30
• 2.2.3 系統(tǒng)方案的設(shè)計與選擇30-31
• 2.3 塔機數(shù)據(jù)處理方案設(shè)計31-34
• 2.3.1 塔機信號采集與預(yù)警系統(tǒng)方案設(shè)計32-33
• 2.3.2 塔機數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)方案設(shè)計33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 塔機信號采集與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計35-55
• 3.1 傳感器的選擇35-42
• 3.1.1 重量傳感器35-37
• 3.1.2 行程限位傳感器37-39
• 3.1.3 風(fēng)速傳感器39-40
• 3.1.4 溫度傳感器40-41
• 3.1.5 主電機參數(shù)測量傳感器41-42
• 3.2 塔機信號采集系統(tǒng)設(shè)計42-44
• 3.2.1 中央處理器的選擇42-43
• 3.2.2 信號采集系統(tǒng)原理設(shè)計43-44
• 3.3 信號采集系統(tǒng)硬件設(shè)計44-49
• 3.3.1 主控電路設(shè)計44-46
• 3.3.2 基準(zhǔn)電壓設(shè)計46
• 3.3.3 采樣電路原理設(shè)計46-48
• 3.3.4 人機界面設(shè)計48-49
• 3.4 塔機信號預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計49-51
• 3.4.1 聲光預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計49-50
• 3.4.2 繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計50-51
• 3.5 系統(tǒng)電源設(shè)計51-54
• 3.5.1 系統(tǒng)電源方案設(shè)計51-52
• 3.5.2 系統(tǒng)電源電路設(shè)計52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 塔機數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)設(shè)計55-66
• 4.1 USB主機控制系統(tǒng)設(shè)計55-56
• 4.1.1 USB主機系統(tǒng)功能55
• 4.1.2 USB主機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)55-56
• 4.2 USB主機系統(tǒng)硬件設(shè)計56-60
• 4.2.1 主機接口芯片的選擇56-57
• 4.2.2 芯片接口方案設(shè)計57-58
• 4.2.3 接口電路原理的設(shè)計58-60
• 4.3 USB主機系統(tǒng)軟件設(shè)計60-65
• 4.3.1 本系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境61
• 4.3.2 USB主機系統(tǒng)源文件清單61
• 4.3.3 主控制模塊設(shè)計61-62
• 4.3.4 CH376與STM32F103通訊設(shè)計62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 系統(tǒng)的安裝與整機調(diào)試66-73
• 5.1 傳感器的安裝66-69
• 5.1.1 行程限位傳感器的安裝67-68
• 5.1.2 重量與風(fēng)速傳感器的安裝68-69
• 5.2 樣機的在線運行與調(diào)試69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 本文總結(jié)73-74
• 6.2 工作展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：570905