塔吊安全管理系统
1需求分析
塔式起重机是现代施工中必不可少的关键设备，是施工企业装备水平的标志 性重要装备之一。随着近年来建筑行业塔机的大量使用，由于塔机违规超限作业 和塔机干涉碰撞等引发的各类塔机运行安全事故频繁发生，造成了巨大的生命 财产损失。 典型事故现场：
——数百起事故，数百人伤亡
——损失惨重、教训惨痛
——巨大损失、沉重负担
——根治必须通过先进的技术手段
据国内权威部门对1200例塔机事故的调查分析中发现，塔机倾翻和断臂等 事故占了塔机事故
的70%，而这些事故的主要原因是超载和违章作业引起的。 目前，全国在用的建筑起重机70多万台，并且每年以2万台的数量在逐年增加， 如不采取积极有效的措施进行治理，事故增加的势头将不可遏制。
2010年7月19日，国务院下发《关于进一步加强企业安全生产工作的通 知》，以煤矿、非煤矿山、交通运输、建筑施工、危险化学品、烟花爆竹、民用 爆炸物品、冶金等行业（领域）为重点，全面加强企业安全生产工作，规定多达32 条。《通知》第三条第9点：强制推行先进适用的技术装备。大型起重机械要安 装安全监控管理系统；积极推进信息化建设，努力提高企业安全防护水平。2008 年8月7日，国家标准GB/T50312008《塔式起重机》颁布施行，明确要求塔式 起重机“配备安全报警与显示记录装置”。 市场迫切需要在塔式起重机搭建一套安全监控管理系统，来降低安全生产事 故发生，最大限度杜绝人员伤亡。
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2系统设计
在塔式起重机安全监控管理系统中，通过高精度传感器采集塔机的风速、载 荷、回转、幅度和高度信息，控制器根据实时采集的信息做出安全报警和规避危 险的措施，同时把相关的安全信息发送给服务器，塔机的监管部门可通过客户端 查看到网络中每个塔机的运行情况。
在塔的解决方案中，塔机与塔机之间采用WSN进行实时通信，从而在单 塔的解决方案的基础上，能够得到塔机之间的位置信息，解决塔间相互碰撞的 问题。
3系统组成
塔式起重机安全监控管理系统，基于传感器技术、嵌入式技术、数据采集技 术、数据融合处理、无线传感网络与远程数据通信技术，高效率地完整实现建筑 塔机单机运行和塔干涉作业防碰撞的实时监控与声光预警报警功能，并在报警 的同时自动中止塔机危险动作。 实现了开放式的实时监控，在对塔机实现现场安全监控、运行记录和声光报 警的同时，通过远程高速无线数据传输，将塔机运行工况安全数据和预警报警信 息实时发送到GIS可视化监控平台，并能在报警时自动触发手机短信向相关人 员报警，从而实现实时动态的远程监控、远程报警和远程告知，使得塔机安全监 控成为开放的实时动态监控。
从技术手段上保障了对塔机使用过程和行为的及时监管，切实防范、管控设 备运行过程中的危险因素和安全隐患，有效地防范和减少了塔机安全生产事故发 生。
4功能介绍耐老化测试
4.1前置系统主要功能
＞向操作者显示塔机当前的工作参数，即：载重、幅度、力矩、起升高度 和回转角度。
＞在达到额定载荷的90%时，系统发出声光报警提醒操作者注意。
＞当塔机在超风速条件下作业时，发出声光报警。
＞当塔机运行靠近高压线或建筑物等禁行区时，发出声光报警。
＞当多台塔机同时作业，塔机有发生碰撞可能时，发出报警并阻止向危险 方向运动。
＞吸音降噪参数记录：可记录16000个工作循环数据，可下载后保存、查看，方便 统计管理。
＞系统可以显示所管理塔机的分布及相关基本信息。
＞显示塔机开关机时间。
＞实时显示塔机载荷、幅度、回转角度、起升高度、起升速度等信息。
塔机运行数据采集
通过传感器实时采集吊重、变幅、高度、回转转角、环境风速等多 项安全作业工况指标数据。
实时显示
通过显示屏幕以图形数值实时显示当前工作参数和报警信息，使司 机直观了解塔机工作状态，正确操作.
单机运行状态监控
监控单台塔机的运行安全指标，包括吊重、起重力矩、变幅、高度、 工作回转角及作业高度风速。
~
~单机防碰撞监控
监控单塔与建筑物的干涉防碰撞、禁行区域、塔机自身各种限位， 在临近额定限值时发出声光预警及报警。
搪瓷缸~~塔防碰撞
监控塔实时干涉作业的防碰撞，直观全面的掌握周边塔机与自身 当前干涉情况。
表1塔吊系统功能列表
传感器介绍
传感器总共有5类传感器，分别是：测重传感器、风速传感器、回转传感器、 幅度传感器和高度传感器。下面是对各个传感器功能的要求，其中量程和精度参 照 GB 5144-2006。
测重传感器
＞量程：大于塔式起重机额定起重量的110%。
＞精度：测量误差不得大于实际值的土5%。
＞采集频率：每隔100ms采集一次。
＞安装位置：塔式起重机起升缆绳定滑轮内。
风速传感器
＞量程：大于塔式起重机工作极限风速。
＞ 精度：1m/s。
＞采集频率：每隔100ms采集一次。
＞安装位置：塔顶。
回转传感器
＞ 量程：0~360°。
万次火柴＞精度：±1°。
＞采集频率：每隔50ms采集一次。
＞安装位置：回转齿轮上。
幅度传感器
＞ 量程：0~100m。
＞精度：1m。
＞采集频率：每隔50ms采集一次。
＞安装位置：变幅机构的齿轮上。
高度传感器
＞ 量程：0~200m。
＞精度：1m。
＞采集频率：每隔100ms采集一次。
安装位置：起升机构齿轮上。
4.2监控平台主要功能
监控平台的主要目的是实现工地、地州建委二级网络化、信息化远程安全监 督与实时管理。
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系统可显示所管理塔机的分布及所有基本信息，具体包括：显示塔机开、关 机和工作时间、时段。实时显示塔机载荷、幅度、回转角度、起升高度、起升速 度等数据、信息。单独显示超载塔机的相关数据。全部数据可以按多种条件分析 整理、报表打印。根据用户要求和功能设置，数据可及时上报管理部门。具体细 分功能如下图。
5系统特点
＞ 避免误操作和超载
此系统可实时向操作者显示塔机当前的工作参数，如起重量、幅度、力矩等， 改变了以往
靠操作者估计的经验操作。在达到额定载荷的90%时，本系统会发出 报警，提醒操作者注意，超过额定载荷时，系统会自动切断工作电源，强迫终止 违规操作。
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