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• 摘要：本文介紹了維控人機界面在塔吊領域的應用，針對應用背景、系統硬件構成、及整體的解決方案進行了詳細說明。

　　該方案適用于各種臂式塔式起重機，當起重達到額定起重量或規定力矩值時以及靠近被保護區域時報警并自動實現相應動作。通過監控塔吊控制器的數據，實時采集塔吊運行數據保存到黑匣子，并通過3G模塊將黑匣子數據傳輸到遠程控制端。通過微控顯示屏向操作人員準確地提供當前塔機的主要工作狀態并增加了區域保護功能。

一、硬件組成

　　塔吊控制應用系統主要由人機界面、3G模塊和塔吊控制器連接的單片機組成一個完整的控制系統。

　　其中人機界面選擇WECON人機界面。它是市場上性價比最高的一款觸摸屏，可以與市場上出現的各種PLC通訊，例如三菱、西門子、歐姆龍、艾默生等，還可以通過MODBUS跟單片機直接通訊，其編程方式簡單易學，即使沒有專業知識也能快速掌握。觸摸屏的反應速度快，可以滿足現場的較高要求。

二、應用背景

　　建筑施工現場推廣的塔吊安全監控設備，其功能必須滿足《關于推廣和使用塔吊安全監控系統工作實施方案》中提出的相關要求，能夠按照統一的網絡接口和通信協議，將力矩、重量、高度、幅度、回轉、風速、區域保護、碰撞等運行信息實時傳輸至塔吊安全監控平臺，且報警誤差不得大于5%，同時實現地面監控和遠程監控。

　　塔吊在運行過程中，監控設備會對接近安全使用性能參數極限值時的操作行為發出報警提示信息，提示操作者向安全區域操作，達到降低安全生產事故的目的，并對違規行為進行統計，指導各部門設備管理人員對塔吊進行針對性管理，是設備安全運行的一種輔助手段。安裝完畢后，對塔吊的機械限位和安全報警裝置，嚴格按照塔吊安全使用性能要求進行調試。

　　黑匣子的介紹：

　　什么是塔機黑匣子：“黑匣子”是對“數據記錄儀”一個通俗的叫法，它能把停止工作前的數據保存下來，供實驗、事故分析之用。可以這樣定義塔機黑匣子：它是一種對塔機的工作狀況進行記錄的設備，記錄的數據可在需要的時候重新讀出還原塔機的工作狀況。

　　隨著社會的發展，人們對安全的要求越來越高，意外事故所造成的損失也越來越大，于是人們為了全面分析事故的發生原因，有效預防事故的發生，將“黑匣子”技術引入了各個領域，出現了“船用黑匣子”、“汽車黑匣子”、“電梯黑匣子”以及我們今天見到的“塔機黑匣子”。

　　塔機黑匣子存在的意義：塔機黑匣子作為“黑匣子”的一個分支在繼承了基本的數據記錄功能的同時也有其自身的特點，就我國現生產銷售的塔機黑匣子來說大多都附帶有數據顯示、限重限位功能，現在變成了操作人員有預見的事先處理，通過讀取顯示數據就能事先知道所起吊的貨物是否是在額定吊重量內的，能夠水平運送的最大幅度在哪個位置。可大幅降低超限作業的風險，延長塔機的大修周期。其二，塔機黑匣子記錄的數據可以作為安全生產管理的有效依據，通過定期讀取記錄數據對頻繁危險作業的人員進行安全教育，可起到防微杜漸的作用。

三、量身定做的方案

　　該應用案例可以分成三大塊：

　　工作流程的監控：這是用來實時監控的主要部分；監控小車位置、掛鉤位置等實時數據，和報警情況，如：左、右限位，遠、近限位，力矩報警等實時信息。

　　調試流程：主要是用來初始化調試數據參數，如塔吊的倍率、小車位置、小車檔位、回轉角度、吊鉤位置等。

　　黑匣子查詢：實時采集數據，并將數據發送到遠程監控端，用來分析數據。

3.1工作流程監控

　　在工作流程中，對數據進行實時監控。單片機將塔吊中掛鉤高度，檔位，回轉角度等實時數據傳輸給人機界面。

3.2調試流程

　　調試界面包括:高度傳感器校驗及范圍設定、重量傳感器校驗、小車傳感器校驗及范圍設定、回轉傳感器校驗及范圍設定等。例如小車調試如下圖：

3.3黑匣子查詢

　　整個工程運行過程中會實時采集數據，存儲到黑匣子內。并將數據發送到控制中心。

四、結論

　　通過客戶反應，盡管在塔吊行業，現場灰塵多、干擾大、溫度高等其他情況，WECON觸摸屏完全可以適應這個行業。采用微控人機界面后，大大減少了塔吊操作的人力，提高了塔吊對小車和掛鉤精確操作的要求，保證了設備的運行效率