起重機在許多工業(yè)領域中都得到廣泛的應用，尤其近幾年，在工程建設領域對移動式起重機和其他起重機的需求量逐年上升。同時，起重機的安全作業(yè)也變得越來越重要。

與此同時，國家技術監(jiān)督局專門制定并發(fā)布了起重機安全規(guī)程))(GB6067一l985)、《起重機械超載保護裝置技術規(guī)范(GB12602l990)、《臂架型起重機起重安全保護裝置通用技術條件》(GB7950—1999)等國家標準，要求各類起重機械裝備載荷、力矩安全保護裝置，并對安全保護裝置的功能、性能檢驗等進行了嚴格規(guī)定…1。在《起重機械監(jiān)督檢驗規(guī)程中也規(guī)定了輪式起重機起升重量大于16t、履帶起重機起升重量大于32t，應裝設安全保護裝置。為此，本文針對橋式起重機專門設計了安全監(jiān)控裝置，以滿足需要。

1、總體設計

本安全監(jiān)控儀用于監(jiān)測橋式起重機的承載重量，在一定范圍內報警指示，若起吊時檢測到吊車載重大干額定載重的l30％，立即斷開繼電器以保護吊車。若大干額定載重的ll0％則延時30秒斷開繼電器。載重在9O％到l1O％之間(可設定)時只報警指不。

傳統(tǒng)的起重機安全監(jiān)控儀大多采用8位51單片機作為系統(tǒng)微控制器，由于起重機安全監(jiān)控儀的功能越來越強大，所以5l單片機有限的IO口、RAM和R0M，無法滿足系統(tǒng)的要求，根據系統(tǒng)功能的要求必須對缺乏的資源進行擴展。另外，如果所選取的單片機片上沒有集成的RTc模塊和看門狗模塊，系統(tǒng)還得進行配置。傳統(tǒng)的5l單片機+R0M、RAM和10擴展+RTC+看門狗+LCD方案的缺點是硬件電路的器件多，造成電路板體積龐大。器件的增多也增加了故障的幾率，檢測變得困難，系統(tǒng)

的設計成本變高。由于外圍電路器件的增多，增加電路設計的復雜性，使得PCB板布線難度加大，系統(tǒng)的抗干擾能力變差，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性也降低。

因此，本系統(tǒng)采用LPC2294+LCD的解決方案，系統(tǒng)只需一個嵌入式芯片就可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的5l單片機+ROMRAM和10擴展+RTC+看門狗，無需任何擴展，此方案的優(yōu)點是儀器體積小，硬件電路簡單，檢測故障容易，開發(fā)成本低，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性高，抗干擾能力得到了加強。

2、硬件設計

本安全監(jiān)控儀由兩個部分組成：一個與傳感器相連，用于采集重量的前端變送器；一個用于參數修改設置和數據存儲管理的監(jiān)控記錄儀。變送器的功能是將從傳感器過來的模擬電壓轉換為對應的重量數據并即時通過電纜傳送到監(jiān)控記錄儀；監(jiān)控記錄儀將從變送器傳送來的重量實時顯示在液晶屏上，同時對吊車的載重狀態(tài)(過載或報警)做出判斷，并輸出相應動作。兩機由四芯屏蔽電纜連接，用MAX485進行數字通信。這樣就解決了模擬信號傳送易受干擾的問題。系統(tǒng)硬件結構框圖如圖l所示。

3、軟件設計

一個好的系統(tǒng)既要有好的硬件電路，也要有好的軟件結構，且二者相輔相成。原則上硬件電路的功能如能用軟件實現的，就用軟件代替硬件，這樣可以提高系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)的成本。本系統(tǒng)的程序框圖如圖2所示，由于本系統(tǒng)移植了uC／0S—II操作系統(tǒng)，使得軟件運行更可靠，時實性更好。

其軟件設計的步驟如下：

【1)程序初始化，對LPC2148的端口和內部資源進行預配置。

(2)程序自檢，檢查內部資源配置，端口狀態(tài)是否正常，以及與變送器通信是否正常等。

(3)自檢成功后就開始啟用操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的應用可使本程序更加合理，實時性更高。本程序用的操作系統(tǒng)是RT0S的，該操作系統(tǒng)方便實用。程序中設置操作系統(tǒng)的任務有三個，包括：存儲數據區(qū)清除接收重量值并顯示和參數設置(用戶通過面板上的按鍵來設置)。在創(chuàng)建任務時需設置任務優(yōu)先級，上面所述任務優(yōu)先級依次降低

4、結語

本系統(tǒng)在現場試運行期間，出現了干擾問題，其中最主要的問題在于過程通道受到干擾。下面對抗干擾所采取的措施加以說明。

(1)針對供電系統(tǒng)干擾所采取的措施為防止從電源系統(tǒng)引入干擾，本系統(tǒng)使用DC／Dc電源隔離模塊，給系統(tǒng)各個模塊提供穩(wěn)定的電壓。在電源模塊的輸入端設有瞬間電壓抑制二極管TvS324和一個容量為1000F的電容，消除電源的浪涌和紋波，在電源模塊的輸出端增加0．1F高頻濾波電容，消除高頻干擾。在各個Ic的電源輸入端設置一個0．1F的電容，減低IC對電源的干擾。

(2)針對過程通道干擾所采取的措施本系統(tǒng)在試運行期間，曾因受到干擾而幾乎無法正常工作。經研究發(fā)現干擾來自485的通訊信，也就是干擾信號從485發(fā)送和接受端進來，嚴重影響LPC2294工作1。于是，我們采用高速光耦將干擾信號全部隔離，系統(tǒng)才恢復正常工作。

(3)PCB抗干擾。本系統(tǒng)的電路板設計中采用了如下述抗干擾措施：①地線要粗，布置在PCB板的邊緣構成閉環(huán)回路；②配置去耦電容。最后，經測試可知，本系統(tǒng)是達標的。