由于履带起重机结构复杂、臂架组合模式多、高度大、鸯b高、作业环境复杂，每年都会因控制问题而引发重大人员伤亡事故。履带吊一旦发生事故，不但有^员伤亡，而且会造成重大经济损失。为了让履带起重机更好的工作，其安全性必须得到保证，如果在履带吊的控制室内装有监控系统将会极大的减少事故的发生率。因此，履带吊监控系统研究开发是很有实际意义的。

 

履带式起重机安全监控系简介

履带起重机(又称履带吊)是工程起重机行业的—个重要门类，具有吊重能力强，接地比压小，转弯半径小。可以带载行驶等优点，被广泛地应用于搭建桥梁、安装发电设备、安装炼油设备、架设风力发电机组以及建设海上工作平台等施工项目。由于履带起重机结构复杂、臂架组合模式多、高度大、重心高、作业环境复杂，每年 都会因控制问题而引发重大人员伤亡事敌。例如：一台25T起重机在某宾馆旁施工超载翻倒，吊臂折断，当场砸坏高级轿车三辆，所幸无人伤亡，直接经济损失105万元初步估计从1999年刭2006年仅国内就有十多起类似的履带吊事故发生。分析其主要原因：超载、未确定吊运物品的重量或斜拉斜吊等引起吊倾覆伤亡；操作不当，如快放急停造成臂杆弯折；设各安垒保护装置未装或失效；由于外界意外发生，如大风，撞电线。因此履带吊监控系统研究开发迫在眉睫。

 

履带吊安全监控系统硬件设计

硬件系统主要包括：传感器信息采集电路、键盘输入电路、LED显示电路、控稍输出电路等，完成了从信号采集蓟显示输出等一系列的功能要求，并采取相关措施以提高硬件系统可靠性

 

1、传感器选择和信号采集

信息采集。在重型耄『I械行业，称重主要用电 阻应变片来传感，其基本原理：弹性体(弹性元 件，敏感梁】在夕}力作用下产生弹性变形，使粘贴 在它表面的电阻应变片隈换元件)也随同产生 变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化 僧大或减小)，再经相应的测量电路把这一电阻 变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成将外 力变换为电信号的过程。 仰角信息采集。于履带起重视丽言，吊臂扬 起运动的仰角范围为：0~9076，为了进行力矩限 制，吊臂倾角检测非常重要。对于f麴的测量方 法比较多，按工作原理的不同将其分为三大类： 即利用重力加速度的摆式烦角传感器，利用角 速度积分的倾角传感器和复合式倾角传感器。 角速度积分的倾角传感器必须限定角速度的漂 移，还要进行初始对准，对于加速度型倾角传感 器。虽然这一类传感器一般都存在一定的非线 性，但测量范围相对较宽，实用方便。 现场风速信息采集。选用光电型数字风速 传感器，其采用低惯性轻金属风杯，随风旋转，带动同轴截光盘转动，以光电子扫描输出脉冲 串，输出相应于转数的脉冲频率对应值，便于采 集及处理。

 

2、接口电路设计

单片机应用系统中，通常都要有^机对话 功能。它包括人对监控系统的状态干预与数据 输入以及监控系统向人报告运行状态与运行结 果以及故障显示记录。往往人机界面的优劣程 度关系到整个系统的性能和水平。本文选择键 盘作为操纵者对监控系统的状态干预与数据输 入的外部设备。用报警指示灯和点阵LCD显示 器来向操纵者报告系统运行状态与运行结果。 ”其他单片机系统的数据存储。单片机在某些测 量、控制等领域的应用中，常要求单片机的内部 和外部RAM中数据在电源掉电时不丢失，重新 加电时RAM中的数据能够保存完好(本系统对 数据保护的要求就是如j盼。悬臂长，起重机工作 历史曲线，时间等参数。另外，系统与外部通信 的数据，也要保存，从Pc机下传的数据和要给 PC机传输的数据。不能在掉电后丢失。为了实 现对上述数据准确、可靠的保存，甓要对系统的 RAM方案进行掉电保护设计。 实时时钟功能的实现。为方便用户，本系统 具有实时时钟功能：系统应能提供具体的月、 日、时、分信息，不要求有年、秒的信息。实现日 历时钟功能有两种方法，即硬件法和软件法。由 于系统要实现各种控制策略，不希望实时时钟 程序过多的占用CPU的时间。所以通常不宜采 用软件法，而采用硬件芯片来实现日历时钟功 能。它可以节省CPU的时间、提高效率，是—种 有效的方法。用硬件实现实时时钟设计时，对日历时钟芯片的选择常常从以下三个方面考虑：

①芯片的功能要强，功耗低，外围线路简单，软 件开销小；②性能价格比离；③可靠性好。 人柳j菌道的设计。单片机应用系统中，通常 都要有人机对话功能。它包括人对应用系统的 状态干预与数据输入以及应用系统向^报告运 行状态与运行结果。往往人机界面的优劣程度 关系到整个系统的性能和水平。本文选择键盘 作为操纵者对应用系统的状态干预与数据输入 的外部设备，用报警指示灯和LCD显示器来向 操纵者报告系统运行状态与运行结果。