隨著建筑行業的蓬勃發展，塔機安全控制裝置的技術不斷更新換代，新技術不斷涌現。早期塔機應用的是弓板式開關觸點型安全控制裝置，簡單實用，價格便宜，但誤差較大并且不能顯示記錄。國家新標準GB／T503 1-2008((塔式起重機》，要求塔機安全控制裝置有報警及顯示記錄功能，塔機由此安裝各種各樣的單片機型電子式安全控制裝置以滿足要求。考慮到塔機的運行環境溫度在+60℃～-20。C，而且建筑施工現場電壓波動很大，各種干擾信號很多，進一步開發出塔機安全監控系統，選用可靠性較高的PLC可編程控制器作為塔機安全控制裝置，采用最新觸摸屏技術的單片機控制裝置作為塔機顯示記錄裝置，從而實現對塔機運行的監控。下面以QTZ40塔機為例詳細說明。

塔機安全監控系統構成

QTZ40塔機安全監控系統的組成和安裝部位見圖1，其中提升卷揚機處安裝高度傳感器，采用DXZ一2／7W，傳動比為l：274；幅度卷揚機處安裝幅度傳感器，采用DXZ一2／7W，傳動比為1：274；回轉電機處安裝回轉角度傳感器，采用DXZ一2／4W，傳動比為1：60；塔機的塔帽根部安裝起重量傳感器，采用KDZL—MTl6T型5tl以上4種信號送控制室進行安全控制和數值顯示。控制室的安全控制系統采用日本OMRON公司生產的PLC可編程控制器CPlE—N30D外加模擬量擴展模塊CPl W—AD041，觸摸屏顯示記錄裝置采用32位CPU，520MHz、4線精密電阻網絡、分辨率達320×240像素的5．7”彩色顯示屏。PLC可編程控制器通過RS485總線與觸摸屏顯示記錄裝置實現數據傳送。

塔機安全監控系統系統原理

QTZ40塔機安全監控系統由兩大部分組成(見圖2)。第一部分是主控PLC+數據采集模塊，由高度傳感器、起重量傳感器、回轉角度傳感器、幅度傳感器接入PLC模擬量擴展模塊CPlW-AD041，將高度、起重量、回轉角度、幅度的模擬量經數據采集模塊轉化成數字量送給PLC存儲器。當數字量達到設定值時，PLC發出開關量I／O信號，繼電器驅動控制停止相應動作，該裝置帶有極限限位開關作二級保護，當超過極限時，切斷電源停止相應動作。當起升重量或起重力矩超過額定載荷90％時發出預警信號，PLC驅動蜂鳴器發出斷續聲響，塔機能起升、回轉、變幅；當起升重量或起重力矩達到額定值100％～1 10％時發出報警信號，PLC驅動蜂鳴器發出連續聲響，并切斷供電電源，塔機停止往前變幅、重物提升、回轉。第二部分是觸摸屏顯示記錄裝置，它接收PLC發送的數據，顯示塔機運行時的高度、起重量、回轉角度、幅度、起重力矩等數據，存儲PLC發送的數據，設置USB口方便導出數據；另外，通過觸摸的方式在顯示屏上可方便設置系統的力矩曲線參數、倍率、系統時間，設置系統的高度零點及最大值標定、起重量零點及最大值標定、回轉角度零點及最大值標定、幅度零點及最大值標定。采用觸摸屏輸入數據簡單、快捷、方便、實用，顯示系統既可顯示實際值又可顯示額定值，既有數字顯示又采用圖形顯示。

塔機安全監控系統軟件設計及關鍵技術

軟件部分PLC實現的功能有：PLC可編程控制器開機后首先初始化處理，系統程序自檢，數據存儲器清零，數據采集器依次對4種模擬量進行A／D轉換為數字信號，再進行數據存儲和數據計算，從而得到實時的吊鉤高度、小車幅度、回轉角度、起重量、起重力矩5種數據，并發送給觸摸屏顯示記錄裝置，同時實時接受觸摸屏顯示記錄裝置發送的輸入信號。PLC可編程控制器通過順序控制和邏輯控制驅動繼電器輸出信號，對塔機的起升、變幅、回轉進行控制。軟件部分觸摸屏顯示記錄裝置實現的功能有：系統參數設置、傳感器標定、數據處理(見圖3)。起重機監控系統的數據存儲部分采用FLASH存儲器和SD卡存儲器兩種形式。FLASH存儲器選INTEL公司16MB的NORFLASH28F128，用來存儲系統的參數和實時記錄數據，能夠記錄每一條記錄的當前時間以及各個傳感器的數據，可以存儲近5萬條記錄。SD卡存儲器主要用來存儲一個工作循環過程中起重力矩最大的一條記錄，FLASH存儲器是實時的記錄，SD卡存儲器的記錄是從FLASH存儲器記錄提取的1條記錄。SD卡存儲器容量為2G，能存儲10年以上的工作過程記錄，為塔機整體運行和可靠性考核提供依據，為塔機管理和安全性評估提供方便。考慮到數據的安全性，對存儲在存儲器中的數據進行加密處理，且通過USB口方便讀出記錄數據。QTZ40塔機安全監控系統進行了抗干擾處理：硬件上設置隔離變壓器、濾波穩壓電源、獨立的接地線，傳感器均采用屏蔽電纜，機盒采用屏蔽罩；軟件上采用數字濾波器，通過一定的計算程序對采樣信號進行平滑加工，保護有用信號，減弱和消除干擾信號。上述安全監控系統經過實踐驗證，可靠性高，抗干擾性強，深受塔機用戶好評。