智慧工地塔吊群防碰撞黑匣子系统
塔机安全监测仪
一、概述
AS-101型塔机监测仪是全新智能化塔式起重机（简称塔机或塔吊）安全监测预警系统，能够全方位保证塔机的安全运行，包括有塔机区域安全防护、塔机防碰撞、塔机超载、塔机防倾翻等功能，能够提供塔机安全状态的实时预警，并进行制动控制，是现代建筑重型机械群的一种安全防护设备，是集精密测量、人工智能、自动控制等多种高技术于一体的电子系统产品。
上海宇叶有限公司研发的塔机安全监测仪，技术水平达到国内领先，并已通过国家建筑城建机械质量监督检验中心的检测。
二、系统组成
AS-101型塔机安全监测仪由带动态显示的主机（内置制动控制）、角度传感器、幅度传感器、风速传感器、力矩传感器、重量传感器、倾角传感器、高度传感器、无线通信模块等组成。
三、系统功能
功能：10.4英寸大液晶动态实时显示，分辨率800*600，能够直观的显示塔机的运行状态以及塔机的运行阈值，易于使用；
塔机安全监测仪主界面显示如下参数：1）显示实际测量值：包括有小车行程、高度、回转角、起重量、力矩、风速、倾角等；2）显示塔机的基本信息：包括有塔臂长度、后塔臂长度、起重倍率、塔高；3）显示塔机的额定值：包括有风速、幅度以及相应的起重量和力矩；4）显示塔机的负荷比率、运行状态以及预警原因，提醒塔机司机进行有效判断；5）显示塔机安全制动状态，包括有塔机的上、下、前、后、左、右运动状态的控制。
· 可以实现高达20个不同类似限制区域的设置，每个区域多可以设置12个控制点，在保证塔机安全运行的前提下，尽可能的提高塔机的空间作业面；
塔机空间限制功能：1）可以设置直线、圆形、多边形等三种形式的障碍物或限制区，能够充分满足高压线、道路、学校、住宅、建筑物、烟囱等不同类型物体的抽象；2）在多边形障碍物或限制区中可以提供高达12个控制点，能够真实地逼近实际障碍物或限制区的形状；3）系统可设置高达20个障碍物（目前国内数量多），能够满足密集区域设防的要求。
· 基于获得的其他塔机的运行状态的数据，进行塔机群的防碰撞计算，实现不同塔机间的距离预警和高度预警，避免塔机间碰撞事故的发生；
· 并集成了防碰撞、力矩限制、风速报警、倾斜报警、制动控制、塔机黑匣子等多种功能，完全解决了塔吊全方位的安全监测预警功能；
· 当出现影响塔机安全的预警事件后，系统可以实现声、光、图像等多种报警方式提醒塔机司机谨慎操作，在必要时能够实现自动控制；系统基于测量得到的本塔机的运动状态、其他塔机的运动状态以及系统障碍物的信息进行防碰撞计算，并依据防碰撞计算的结果采用声、光、图像的方式综合预警。
在不同预警程度时系统的预警方式如下：1）二级预警时，发生预警危险的物体显示为黄色，报警音开启；2）一级预警时，发生预警危险的物体显示为红色，报警音开启，报警灯闪烁。
· 具有制动控制功能，能够在碰撞发生前先报警提示，若继续前行则根据算法对要碰撞的方向进行制动，停止前进，避免进一步的危险发生，大大提高了安全防护能力和等级。
系统设置有安全制动系统，能够保证在出现意外危险时安全制动塔机的运动，避免事故的发生。
性能：
· 采用工业等级设计、生产、加工标准，性能稳定可靠；
· 易于安装、省时省力、参数设定简便快捷；
· 具有良好的抗干扰性能，能够保证测量数据的准确性。
全方位防护：
· 单机安全防护：风速报警、倾斜报警、载重报警控制、空间区域保护。
群塔安全防护：防碰撞报警、防碰撞制动、区域防护；

功能特点

1、实时检测并显示塔吊的运行状态

2、日常使用基于塔机行为的群塔防碰撞功能

3、区域保护功能，阻止小车进入被保护区域

4、远程 监控功能，在线随时查看塔机实时运行状态

5、进入预警区域，带有预警减速、回转断续制动功能

6、工作循环记录、系统修改记录等“黑匣子”功能

7、断电自动保存当前数据，得电自动恢复

8、钢丝绳倍率轻松切换，方便

9、司机身份认证功能（人脸识别）（选装）

10、传感器故障自检功能

11、中英文界面切换

系统主机

系统主机大小24*21*8cm，提供13个控制输出，能同时检测6个模拟量，带3路RS485,2路CAN总线输出功能。能根据现场要求，提供多个档位的控制输出。

控制内容包括：禁止幅度、高度、回转动作；提前减速幅度、高度、回转动作；

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第一章 塔式起重机安全监控管理系统简介 1.1 塔式起重机安全监控管理系统简介
zzkj型塔式起重机安全监控管理系统采用AVR微电脑为核心控制，模块化结构，全按键操作，液晶显示。具有精度高、性能稳定、工作可靠、安装调试简便等特点及数字显示、声光报警、断电保护等功能。适用于单塔或群塔施工环境下工作的塔式起重机的适时监控。
1）规格型号
型号定义
ZZKJ - X - X
代表：包括“重量、力矩、幅度、高度、回转”显示、记录、报警功能、防碰撞、防倾翻、远程监控等功能8寸彩屏显示的塔机安全监控管理系统。
2） 产品主要功能：
F 能够自动检测起重设备的各种信号并处理。如：重量信号、高度信号、幅度信号、角度信号、力矩信号等。
F 以图形和数值实时显示当前的工况参数。如：额定起重量、实际起重量、高度、幅度、角度等。
F 系统能自动对起重设备的性能参数进行连续采样，实时跟踪，进行运算、比较、判断，随时发出声光报警，显示各参数的同时，并切断起重机向危险方向运行的回路，同时允许其向安全方向运行，从而实现安全自动控制。
F 设置数据掉电保持功能,存贮的数据可保持10年。
F 可存储1.6×104个超载工作循环及对应时间点的信息。
F 可控制塔群协同作业，相互间不发生碰撞事故。
F 数据可上传监控平台，远程监控。
F 主机通用性好，在不改变主机的情况下，只要将软件加以修改，就能够满足各种类型起重机机械的要求，便于批量生产，机内存储了多组额定载荷曲线，满足了各种工况无级报警要求。
3）特点
F 对传感器的“温度漂移”和“零点漂移”可进行自动调节补偿。
F 主板核心采用自主开发AVR主板，处理速度更快，精度更高，可靠性进一步增强。
F 中文汉字图形显示，各个工况参数一目了然，同时有起重机状态指示。
F 人工智能参数表设置，提示结果显示，防止参数的误设定。
F 低功耗，数字电路全部采用CMOS芯片。
F 所有设置参数菜单表格清楚明了，非常利于调试及校正；
F 安装调试全部键盘操作，给用户更改起重机工况后调整带来极大方便。
F 具有声光报警功能。
4）主要技术参数
1、工作环境温度： －20℃～60℃
2、工作环境湿度： 95%(25℃)
3、工 作 电 压： AC85-265V
4、工 作 方 式： 连续
5、振 动： 加速度≤5g(g为重力加速度)
6、系统综合误差： 小于±5%
7、整 机 功 耗： 小于15W
8、报 警 音 量： 大于60db
9、动 作 误 差： ＜±3%

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