塔式起重机是臂架安置在垂直的塔身顶部的可 回转臂架型起重机塔式起重机又称塔机或塔吊， 是现代工程建设中一种主要的起重机械'目前大部分的塔机在工作室由于牵引小车牵引 幅度过大长达上百米以及起升高度太高，操控 人员很难通过目测的方式得到准确数据，一般都是 通过地面指挥人员利用对讲机协助操控人员反复移 动工件等得到大致位置，这就给操作者带来了很多 不便，大大降低了工作效率，亦有可能造成安全事 故此外，GB/T 5031-2008丨塔式起重机^国家标 准中第5.6.12.2条明确指出塔应安装有显示记录 装置，该装置应以图形和/或该装置应以图形和/ 或字符方式向司机显示塔机当前主要工作参数和额 定能力参数H主要工作参数又包括塔机的工作幅 度和起升高度,因此在原有塔机的基础上加装一套 数控显示的安全监控系统对上述参数进行测量就显示。

 

塔机安全监控系统的构成

塔机起吊货物的过程主要为起升变幅与回 转，其中起身变幅的工作原理为：由于电机的运 作，联轴器带&穿绕在卷筒上的钢丝绳运动，从而 实现物体在垂直水平方向中运动本人通过长期 对塔机的研究，k现几个特点：（1所有塔机的 起升变幅机构均配备有限位装置，绝大多数是采 用多I力能转角限位器，该限位器与卷的连接方式 均为大小齿轮啮合的形式；G起升\变幅电机 的转速普遍在60m/<11 in以下 '结合上述特点，分析加装塔机安全监控系统的 可行性：我们可以利用齿轮啮合的特点，在多功能 转角限位器处加装一套设备，即旋转编码器和可编 程控制器（PL0 通过旋转编码器输出的角位移信号进行辨向和计数，再使用PLC对辨向信号和 计数信号进行处理，得到牵引机构在垂直方向以及 水平方向运动的位移值并在触摸屏上显示，从而实现精确定位整个安全监控系统的构成。

 

 

目前大多PLC都具有高速计数器功能，不需 增加特殊功能单元就可以处理频率高达几十或上百 KHz的脉冲信号而塔机对垂直方向水平方向精 度和响应速度要求不是很高，因此可&通过对塔机 垂直方向水平方向运动信号通过齿轮啮合进行采 样、合理地选用编码器，让脉冲频率既能在PLC 处理的范围内又可以满足测量的精度要求在测量 时，让PLC对所接收的脉冲数与设定数值进行比 较，根据比较结果驱动相应的输出点对牵引小车变 频器进行输出频率的控制，实现接近设定值时电机 输出频率降低，从而减小系统惯性，达到精确定位 的目的通过对2个编码器的信号高 速计数处理得到相应的距离在触摸屏上显示，也可 以通过触摸屏设置数据控制执行机构停留在期望位 置

 

塔机安全监控系统编码器的选取与安装

 

旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它能 将被测的角位移直接转换成数字信号高速脉冲信 号&]因此可将旋转编码器的输出脉冲信号直接 输入给PLC,利用PLC的高速计数器对其脉冲信 号进行计数，以获得测量结果编码器的选取要符 合两个方面，一是PLC接收的最高脉冲频率，二 是测量的精度0〇毫米我们选用的是编码器分 辨率是100P/R海转每相输出100个脉吨的 以测量水平方向位移为例，电机最高转速是1500 $专/分（25转/秒卷扬机卷筒直径为400毫米， 卷扬机卷筒大齿轮数为40,检测用的减速小齿轮 数10,齿轮减速比为4验证如下：同时由上面的数据知道系统每发一个脉冲行走 了 3.14mm 由于系统脉冲最高频率远远低于PLC 采用的最高频率，因此满足了第一个条件；我们的 行走距离精度要求是10mm,可知理论精度完全满 足此要求在旋转编码器属于精密元件，塔机工作环境极 为恶劣，在使用中遇到的重要问题是如何抗干扰 具体措施有：

 

在编码器外部再加装一个防护壳，以加强 对其进行保护，在安装使用时不要剧烈震动和敲打，安装 于检测齿轮上的编码器要求其安装与传动轴误差不 大于0.2mm。信号传输时用屏蔽电缆，屏蔽线接地与编码器的电源端连接编码器的COM端与 PLC输入COM端连接，A B两相脉冲输出线直接 与PLC的输入端连接如'图3所示（以垂直向为例）