由于履帶起重機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、臂架組合模式多、高度大、鴦b高、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，每年都會因控制問題而引發(fā)重大人員傷亡事故。履帶吊一旦發(fā)生事故，不但有^員傷亡，而且會造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了讓履帶起重機(jī)更好的工作，其安全性必須得到保證，如果在履帶吊的控制室內(nèi)裝有監(jiān)控系統(tǒng)將會極大的減少事故的發(fā)生率。因此，履帶吊監(jiān)控系統(tǒng)研究開發(fā)是很有實際意義的。

履帶式起重機(jī)安全監(jiān)控系簡介

履帶起重機(jī)(又稱履帶吊)是工程起重機(jī)行業(yè)的—個重要門類，具有吊重能力強(qiáng)，接地比壓小，轉(zhuǎn)彎半徑小?？梢詭лd行駛等優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用于搭建橋梁、安裝發(fā)電設(shè)備、安裝煉油設(shè)備、架設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及建設(shè)海上工作平臺等施工項目。由于履帶起重機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、臂架組合模式多、高度大、重心高、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，每年 都會因控制問題而引發(fā)重大人員傷亡事敵。例如：一臺25T起重機(jī)在某賓館旁施工超載翻倒，吊臂折斷，當(dāng)場砸壞高級轎車三輛，所幸無人傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失105萬元初步估計從1999年剄2006年僅國內(nèi)就有十多起類似的履帶吊事故發(fā)生。分析其主要原因：超載、未確定吊運物品的重量或斜拉斜吊等引起吊傾覆傷亡；操作不當(dāng)，如快放急停造成臂桿彎折；設(shè)各安壘保護(hù)裝置未裝或失效；由于外界意外發(fā)生，如大風(fēng)，撞電線。因此履帶吊監(jiān)控系統(tǒng)研究開發(fā)迫在眉睫。

履帶吊安全監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

硬件系統(tǒng)主要包括：傳感器信息采集電路、鍵盤輸入電路、LED顯示電路、控稍輸出電路等，完成了從信號采集薊顯示輸出等一系列的功能要求，并采取相關(guān)措施以提高硬件系統(tǒng)可靠性

1、傳感器選擇和信號采集

信息采集。在重型?！篒械行業(yè)，稱重主要用電 阻應(yīng)變片來傳感，其基本原理：彈性體(彈性元 件，敏感梁】在夕}力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼 在它表面的電阻應(yīng)變片隈換元件)也隨同產(chǎn)生 變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化 僧大或減小)，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻 變化轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流)，從而完成將外 力變換為電信號的過程。 仰角信息采集。于履帶起重視麗言，吊臂揚 起運動的仰角范圍為：0~9076，為了進(jìn)行力矩限 制，吊臂傾角檢測非常重要。對于f麴的測量方 法比較多，按工作原理的不同將其分為三大類： 即利用重力加速度的擺式煩角傳感器，利用角 速度積分的傾角傳感器和復(fù)合式傾角傳感器。 角速度積分的傾角傳感器必須限定角速度的漂 移，還要進(jìn)行初始對準(zhǔn)，對于加速度型傾角傳感 器。雖然這一類傳感器一般都存在一定的非線 性，但測量范圍相對較寬，實用方便。 現(xiàn)場風(fēng)速信息采集。選用光電型數(shù)字風(fēng)速 傳感器，其采用低慣性輕金屬風(fēng)杯，隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)，帶動同軸截光盤轉(zhuǎn)動，以光電子掃描輸出脈沖 串，輸出相應(yīng)于轉(zhuǎn)數(shù)的脈沖頻率對應(yīng)值，便于采 集及處理。

2、接口電路設(shè)計

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都要有^機(jī)對話 功能。它包括人對監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù) 輸入以及監(jiān)控系統(tǒng)向人報告運行狀態(tài)與運行結(jié) 果以及故障顯示記錄。往往人機(jī)界面的優(yōu)劣程 度關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能和水平。本文選擇鍵 盤作為操縱者對監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸 入的外部設(shè)備。用報警指示燈和點陣LCD顯示 器來向操縱者報告系統(tǒng)運行狀態(tài)與運行結(jié)果。 ”其他單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲。單片機(jī)在某些測 量、控制等領(lǐng)域的應(yīng)用中，常要求單片機(jī)的內(nèi)部 和外部RAM中數(shù)據(jù)在電源掉電時不丟失，重新 加電時RAM中的數(shù)據(jù)能夠保存完好(本系統(tǒng)對 數(shù)據(jù)保護(hù)的要求就是如j盼。懸臂長，起重機(jī)工作 歷史曲線，時間等參數(shù)。另外，系統(tǒng)與外部通信 的數(shù)據(jù)，也要保存，從Pc機(jī)下傳的數(shù)據(jù)和要給 PC機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。不能在掉電后丟失。為了實 現(xiàn)對上述數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠的保存，甓要對系統(tǒng)的 RAM方案進(jìn)行掉電保護(hù)設(shè)計。 實時時鐘功能的實現(xiàn)。為方便用戶，本系統(tǒng) 具有實時時鐘功能：系統(tǒng)應(yīng)能提供具體的月、 日、時、分信息，不要求有年、秒的信息。實現(xiàn)日 歷時鐘功能有兩種方法，即硬件法和軟件法。由 于系統(tǒng)要實現(xiàn)各種控制策略，不希望實時時鐘 程序過多的占用CPU的時間。所以通常不宜采 用軟件法，而采用硬件芯片來實現(xiàn)日歷時鐘功 能。它可以節(jié)省CPU的時間、提高效率，是—種 有效的方法。用硬件實現(xiàn)實時時鐘設(shè)計時，對日歷時鐘芯片的選擇常常從以下三個方面考慮：

①芯片的功能要強(qiáng)，功耗低，外圍線路簡單，軟 件開銷??；②性能價格比離；③可靠性好。 人柳j菌道的設(shè)計。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常 都要有人機(jī)對話功能。它包括人對應(yīng)用系統(tǒng)的 狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向^報告運 行狀態(tài)與運行結(jié)果。往往人機(jī)界面的優(yōu)劣程度 關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能和水平。本文選擇鍵盤 作為操縱者對應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入 的外部設(shè)備，用報警指示燈和LCD顯示器來向 操縱者報告系統(tǒng)運行狀態(tài)與運行結(jié)果。