所謂起重機(jī)械就是指用于垂直升降或者是水平移動重物的機(jī)電設(shè)備。根據(jù)國家質(zhì)檢總局的頒布，起重機(jī)械主要分為:橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)等等。起重機(jī)械的使用在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)以及建筑中都具有著十分重要的地位。如果出現(xiàn)起重機(jī)械使用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，就會造成十分嚴(yán)重的后果，輕則會使企業(yè)在經(jīng)濟(jì)上受到一定的損失，重則會傷及到人員的生命安全。所以，對于起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也就顯得格外重要。

一、起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》可以了解，在進(jìn)行總方案設(shè)計(jì)的過程中要保證系統(tǒng)的總體精度要達(dá)到 5% 。同時(shí)把起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)分為三個(gè)部分，首先就是前置信號采集模塊，這一部分主要就是由 ＲS485 通信模塊、傳感器以及微傳感器構(gòu)成，其主要作用就是對傳感器信號進(jìn)行采集。又因?yàn)榍爸眯盘柌杉K具有遠(yuǎn)距離傳輸以及增強(qiáng)傳感器信號抗干擾等能力，這就使得傳感器在傳輸?shù)倪^程中失真情況減弱，大大的提高了系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確度。然后是機(jī)載控制信號，這一部分主要是由微控制器、存儲模塊、無線通信模塊、顯示模塊等組成。機(jī)載控制信號主要是在起重機(jī)械的駕駛室內(nèi)安裝，其主要作用就是對模塊信號進(jìn)行采集、存儲、處理以及分析，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的目的，所監(jiān)控到的結(jié)果會在顯示評上顯示，這樣就能夠做到遠(yuǎn)程監(jiān)控。最后是起重機(jī)械動態(tài)穩(wěn)定分析，這一部分的主要作用是根據(jù)所監(jiān)控到的結(jié)果以及起重機(jī)械本身的參數(shù)來進(jìn)行分析，并獲得相應(yīng)時(shí)態(tài)的動態(tài)穩(wěn)定系數(shù)，這樣就能夠達(dá)到對起重機(jī)械平衡性進(jìn)行分析的目的。

二、對安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)穩(wěn)定性分析并建立理論模型

(一) 起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定系數(shù)

所謂起重機(jī)械靜態(tài)穩(wěn)定就是指，只考慮起重機(jī)械的內(nèi)部因素的作用，也就是自身重量與載荷，而不對其他外力進(jìn)行考慮，例如風(fēng)速、

慣性等等。

(二) 起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)的附加傾覆力矩

在起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)中，所謂的附加傾覆一般指的是: 風(fēng)力附加力矩、慣性附加力矩、變幅的影響以及向心力的影響。對于起重機(jī)械來說，在露天進(jìn)行作業(yè)的情況時(shí)有發(fā)生，但工作時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)天氣就要對大風(fēng)所帶的影響進(jìn)行考慮。起重機(jī)械的本身體積就較大，當(dāng)風(fēng)載荷作用在起重機(jī)的機(jī)身、起重掉臂以及吊物上時(shí)，風(fēng)向的不定時(shí)變化會對起重機(jī)械帶來不同的影響，會導(dǎo)致附加傾覆力矩的的產(chǎn)生。對于慣性附加力矩來說起重機(jī)械在進(jìn)行運(yùn)送重物的過程中，重物的會產(chǎn)生一定的慣性，這種慣性在一定程度上改變了傾覆力矩，使其在一定程度上有所增加。尤其是在起吊以及下制動的過程中，重物所產(chǎn)生 的慣性較大，會影響起重機(jī)械的穩(wěn)定性。變幅影響就是起重機(jī)械在進(jìn)行向上或是向下變幅的過程中，會對吊臂產(chǎn)生一個(gè)力，這個(gè)力會垂直作用在起重掉臂的端部，從而使傾覆力矩增加。向心力影響則是起重機(jī)械的變幅機(jī)構(gòu)在做向心運(yùn)動時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)向心力，而這個(gè)向心力會導(dǎo)致傾覆力矩的增加。

三、對安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

(一) 對安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在實(shí)現(xiàn)對安全監(jiān)控的硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，主要分為兩個(gè)部分，首先就是對信號采集模塊的設(shè)計(jì)。對于起重機(jī)械來說，應(yīng)該注意的問題就是信號在傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生失真或者缺失。因?yàn)閷τ谄鹬卦O(shè)備來說，在產(chǎn)生可傳感器信號之后要經(jīng)過一段長距離的傳輸，這樣就會造成剛剛所訴的那種情況。所以，在監(jiān)制點(diǎn)附近要安放一個(gè)采集模塊。

眾所周知，模擬信號與數(shù)字信號相比較之下來說，沒有數(shù)字信號的一些不易失真、抗噪能力強(qiáng)等一些特點(diǎn)，所以在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，首先把模擬線號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，再輸入到微控制器中進(jìn)行相應(yīng)的處理。 具有然后是對機(jī)載控制器模塊的設(shè)計(jì)，機(jī)載控制器的主要作用就是 將其安裝在控制室內(nèi)，接受所采集的信號，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理。對于微控制器來說，應(yīng)該使用 Cortext-M3內(nèi)核的 STM32F103VET6 單片機(jī)，因?yàn)檫@樣才能夠更好的保證其數(shù)據(jù)處理的能力以及滿足計(jì)算和儲存等其他方面的要求。

(二) 對安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對于安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也主要分為兩個(gè)部分，首先是對主程序的設(shè)計(jì)，主程序主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行接受，并將其進(jìn)行發(fā)送，使數(shù)據(jù)能夠與顯示器做到同步。然后是穩(wěn)定性分析，主要作用就是對傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

(三) 以門式起重機(jī)械為例，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述

在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，主要是以編碼器、傳感器、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)查詢以及報(bào)警處理著幾方面構(gòu)成。在對于編碼器進(jìn)行使用的過程中，系統(tǒng)主要是對兩個(gè)相差為 90 度相位差的通用性螺旋編碼器進(jìn)行使用。編碼器在工作時(shí)，主要是將其連接到電機(jī)主動輪上。編碼器所采用的為 NPN 型集電極電路輸出，工作的電源 DC12-24V，并且其分辨率為 500 線。傳感器是一種分辨率為 12 位二進(jìn)制、11 為二進(jìn)制的輸入適配器，能夠有效的實(shí)現(xiàn)對指定電流或電壓的輸入。例如，當(dāng)系統(tǒng)所用的風(fēng)速與張力的傳感器均為 4-20m A 的電流信號時(shí)，風(fēng)力傳感在4-20m A時(shí)，所對應(yīng)的風(fēng)速為0-30m/s，在傳感器中，4-20mA的電流與PLC中的 D8261的 0-4000 所對應(yīng)，所以在將數(shù)據(jù)傳給 D1 時(shí)，可利用 D1* 30 /4000 來對其計(jì)算。在進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)查詢過程時(shí)，主要是通過昆侖通態(tài)觸摸屏來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，利用實(shí)時(shí)曲線能夠?qū)π盘栠M(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，通過歷史曲線能夠?qū)χ暗臄?shù)據(jù)進(jìn)行查詢。在報(bào)警處理過程中，主要是對所收集到的參數(shù)進(jìn)行分析，得到安全參數(shù)后，再采取相應(yīng)的措施，這樣就能夠更好的對事故進(jìn)行排查。并且報(bào)警處理系統(tǒng)能夠防止碰撞事件的發(fā)生，當(dāng)有車進(jìn)入到吊具前方時(shí)，系統(tǒng)會進(jìn)行報(bào)警，并實(shí)現(xiàn)對小車限速 10% 運(yùn)行。

四、結(jié)語

綜上所述，在起重機(jī)械的安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果發(fā)生意外情況，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對控制電路進(jìn)行切斷的功能。對于穩(wěn)定性而言，安全系統(tǒng)也是能夠?qū)崿F(xiàn)對參數(shù)的監(jiān)控，保證起重機(jī)械安全穩(wěn)定的進(jìn)行工作?，F(xiàn)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的如此之快，工業(yè)也在不斷進(jìn)步，各種大型起重機(jī)械的應(yīng)用也讓人們認(rèn)識到了起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要性。只有在保證安全的前提下不斷的發(fā)展經(jīng)濟(jì)，國家才會變得更加的繁榮昌盛。

參考文獻(xiàn):

［1］朱朝平． 起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討［J］．機(jī)械化工，2017，(11) : 118．