人機(jī)界面在塔吊領(lǐng)域應(yīng)用案例

該方案適用于各種臂式塔式起重機(jī)，當(dāng)起重達(dá)到額定起重量或規(guī)定力矩值時(shí)以及靠近被保護(hù)區(qū)域時(shí)報(bào)警并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)動(dòng)作。通過監(jiān)控塔吊控制器的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)采集塔吊運(yùn)行數(shù)據(jù)保存到黑匣子，并通過3G模塊將黑匣子數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制端。通過微控顯示屏向操作人員準(zhǔn)確地提供當(dāng)前塔機(jī)的主要工作狀態(tài)并增加了區(qū)域保護(hù)功能。

　　一、硬件組成

　　塔吊控制應(yīng)用系統(tǒng)主要由人機(jī)界面、3G模塊和塔吊控制器連接的單片機(jī)組成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。

　　其中人機(jī)界面選擇WECON人機(jī)界面。它是市場(chǎng)上性價(jià)比最高的一款觸摸屏，可以與市場(chǎng)上出現(xiàn)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(jī)直接通訊，其編程方式簡單易學(xué)，即使沒有專業(yè)知識(shí)也能快速掌握。觸摸屏的反應(yīng)速度快，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的較高要求。

　　二、應(yīng)用背景

　　建筑施工現(xiàn)場(chǎng)推廣的塔吊安全監(jiān)控設(shè)備，其功能必須滿足《關(guān)于推廣和使用塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)工作實(shí)施方案》中提出的相關(guān)要求，能夠按照統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議，將力矩、重量、高度、幅度、回轉(zhuǎn)、風(fēng)速、區(qū)域保護(hù)、碰撞等運(yùn)行信息實(shí)時(shí)傳輸至塔吊安全監(jiān)控平臺(tái)，且報(bào)警誤差不得大于5%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

　　塔吊在運(yùn)行過程中，監(jiān)控設(shè)備會(huì)對(duì)接近安全使用性能參數(shù)極限值時(shí)的操作行為發(fā)出報(bào)警提示信息，提示操作者向安全區(qū)域操作，達(dá)到降低安全生產(chǎn)事故的目的，并對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，指導(dǎo)各部門設(shè)備管理人員對(duì)塔吊進(jìn)行針對(duì)性管理，是設(shè)備安全運(yùn)行的一種輔助手段。安裝完畢后，對(duì)塔吊的機(jī)械限位和安全報(bào)警裝置，嚴(yán)格按照塔吊安全使用性能要求進(jìn)行調(diào)試。

　　黑匣子的介紹：

　　什么是塔機(jī)黑匣子：“黑匣子”是對(duì)“數(shù)據(jù)記錄儀”一個(gè)通俗的叫法，它能把停止工作前的數(shù)據(jù)保存下來，供實(shí)驗(yàn)、事故分析之用?？梢赃@樣定義塔機(jī)黑匣子：它是一種對(duì)塔機(jī)的工作狀況進(jìn)行記錄的設(shè)備，記錄的數(shù)據(jù)可在需要的時(shí)候重新讀出還原塔機(jī)的工作狀況。

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)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?yōu)榱巳娣治鍪鹿实陌l(fā)生原因，有效預(yù)防事故的發(fā)生，將“黑匣子”技術(shù)引入了各個(gè)領(lǐng)域，出現(xiàn)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(jī)黑匣子”。

　　塔機(jī)黑匣子存在的意義：塔機(jī)黑匣子作為“黑匣子”的一個(gè)分支在繼承了基本的數(shù)據(jù)記錄功能的同時(shí)也有其自身的特點(diǎn)，就我國現(xiàn)生產(chǎn)銷售的塔機(jī)黑匣子來說大多都附帶有數(shù)據(jù)顯示、限重限位功能，現(xiàn)在變成了操作人員有預(yù)見的事先處理，通過讀取顯示數(shù)據(jù)就能事先知道所起吊的貨物是否是在額定吊重量內(nèi)的，能夠水平運(yùn)送的最大幅度在哪個(gè)位置?？纱蠓档统拮鳂I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，延長塔機(jī)的大修周期。其二，塔機(jī)黑匣子記錄的數(shù)據(jù)可以作為安全生產(chǎn)管理的有效依據(jù)，通過定期讀取記錄數(shù)據(jù)對(duì)頻繁危險(xiǎn)作業(yè)的人員進(jìn)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(yīng)用案例可以分成三大塊：

　　工作流程的監(jiān)控：這是用來實(shí)時(shí)監(jiān)控的主要部分；監(jiān)控小車位置、掛鉤位置等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，和報(bào)警情況，如：左、右限位，遠(yuǎn)、近限位，力矩報(bào)警等實(shí)時(shí)信息。

　　調(diào)試流程：主要是用來初始化調(diào)試數(shù)據(jù)參數(shù)，如塔吊的倍率、小車位置、小車檔位、回轉(zhuǎn)角度、吊鉤位置等。

　　黑匣子查詢：實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控端，用來分析數(shù)據(jù)。

　　3.1工作流程監(jiān)控

　　在工作流程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。單片機(jī)將塔吊中掛鉤高度，檔位，回轉(zhuǎn)角度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸給人機(jī)界面。

　　3.2調(diào)試流程

　　調(diào)試界面包括：高度傳感器校驗(yàn)及范圍設(shè)定、重量傳感器校驗(yàn)、小車傳感器校驗(yàn)及范圍設(shè)定、回轉(zhuǎn)傳感器校驗(yàn)及范圍設(shè)定等。例如小車調(diào)試如下圖：

　　3.3黑匣子查詢

　　整個(gè)工程運(yùn)行過程中會(huì)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到黑匣子內(nèi)。并將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心。

　　四、結(jié)論

　　通過客戶反應(yīng)，盡管在塔吊行業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)灰塵多、干擾大、溫度高等其他情況，WECON觸摸屏完全可以適應(yīng)這個(gè)行業(yè)。采用微控人機(jī)界面后，大大減少了塔吊操作的人力，提高了塔吊對(duì)小車和掛鉤精確操作的要求，保證了設(shè)備的運(yùn)行效率