塔吊状态监控器设计_开题报告

本课题的研究现状与意义

塔吊起重机通常又称为塔吊，是目前建筑工地上使用的非常普通的大型垂直吊装起重运输机械设备。在日常的建筑安装工程使用中，如果塔吊司机不知道牵引小车在某一位置时最大能吊起多重的货物，也不知道正在吊的货物有多重，所以塔吊存在发生塔身侧翻、折断和塔吊吊臂折断等事故或者是特大事故，不但造成人员的伤亡，往往还伴随着巨大的经济损失，而导致事故的原因大部分都是因为塔吊在起吊货物时超过相应的载荷。因此，如何知道塔吊当前所起吊货物的重量和牵引小车在当前位置是否超重至关重要，本次课题就是为了解决这个问题而研制的。塔吊根据吊臂长度有多重规格，而每一种不同的吊臂长度规格的塔吊根据吊钩的设置又有两倍率和四倍率之分，一旦吊臂长度确定，吊钩倍率确定，则牵引小车在吊臂上每一个位置都对应着一个最大吊重量，也就是说牵引小车在某一位置上所起吊货物的重量不能超过在同一位置锁对应允许的最大吊重量三者之间严格的对应关系所形成的曲线。因此，塔吊司机必须严格按照起重性能曲线操作，牵引小车在每一个位置锁起吊的货物都不能超过起重性能曲线上所对应允许的最大吊重量，否则的话发生事故就不可以避免了。这些都是塔吊必不可少的自动化装备。

    在事故多发的建筑行业，保证施工人员的人身安全，工地的建筑材料、及施工质量、设备等财产安全是施工单位管理者关心的头等大事。建筑工地属于环境复杂，人员复杂的区域。考虑到设备及人员的安全，一套有效的现场及远程视频监控系统对于管理者来说是非常必要的。通过视频监控系统，管理者可以了解到现场的施工进度，可以远程监控现场的生产操作和现场材料的安全。塔机状态监控系统的使用，由于准确地记录了其运行情况，为监督部门提供了加大管理力度、严格治法的依据。进而督促操作和指挥人员提高安全意识减少或杜绝安全事故隐患。塔吊状态监控器设计的工作原理是在塔吊起重装置通电后，由负责起吊重物直流电动机转动进行起重工作，由光电旋转靠编码器来确定塔吊的高度，鉴相电路和光电旋转编码器连接在一起，LED显示连接在鉴相电路中，靠光电旋转编码器的读取，传送给鉴相电路，鉴相电路可以判断直流电动机的正反转，然后经过单片机处理然后显示出当时高度，通过LED显示出来，则可计算出相应的数据，从而实现对塔吊运行状态实时监控。光电旋光电旋转编码器的工作原理是集光、机、电精密技术于一体的高新技术结晶、通过光电旋转、可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出。

    随着数字电路技术的发展，数字锁相环在调制解调、频率合成、FM 立体声解码、彩色副载波同步、图象处理等各个方面得到了广泛的应用。数字锁相环不仅吸收了数字电路可靠性高、体积小、价格低等优点，还解决了模拟锁相环的直流零点漂移、器件饱和及易受电源和环境温度变化等缺点，此外还具有对离散样值的实时处理能力，已成为锁相技术发展的方向。锁相环是一个相位反馈控制系统，在数字锁相环中，由于误差控制信号是离散的数字信号，而不是模拟电压，因而受控的输出电压的改变是离散的而不是连续的;此外，环路组成部件也全用数字电路实现，故而这种锁相环就称之为全数字锁相环(简称DPLL)。数字锁相环主要由数字鉴相器、可逆计数器、频率切换电路及N分频器四部分组成。数字鉴相器就是DPLL的主要单元。

二、^范文提纲

绪论

1.1塔吊监控器研究现状

1.2塔吊监控器研究的意义

1.3塔吊状态监控器设计的基本内容

第二章 结构设计

2.1塔吊监控器整体的设计思路

   2.1.1塔吊状态监控器设计主要设计依据

2.2塔吊监控器的整体框图

2.3 STC89C51单片机控制芯片的应用

第三章 系统的硬件设计

3.1鉴相电路部分的设计

3.2光电旋转编码器

   3.2.1光电旋转编码器的工作原理

   3.2.2电旋转编码器的特点

3.3 压力传感器电路

3.3 A/D 模数转换芯片

3.4 LED数码管显示电路

3.5报警电路

第四章 总结

  对塔吊状态监控器设计的目的、应用效果及应用前景进行综合性说明。

三、参考文献

[1]曹昕鸷.《微控制器的选择与应用》 [M].北京：电子工业出版社.2012.1

[2]张化利. 《微控制器和大容量闪存在塔吊监控器中的应用》 [M].科技情报开发与经济.2004(8). 

[3]马家辰.孙玉德. 《MCS~51 单片机原理及接口技术》 [M].哈尔滨工业大学出版社.1998,9:3-25

[4]王晓明. 《单片机的单片控制》 [M].北京：北京航空大学出版社.2002

[5]夏明磊. 《电子电路分析制作与调试(第2版)》[M].北京：电子工业出版社.2012.6

[6]郭寒竹，王明忠. 《建筑起重机械安全现状与任务》 [J].市场观察,2009(8):72-75

[7]王晨营. 《基于ARM9的嵌入式远程监测系统的设计与实现》 [D].北京:北京邮电大学,2009:7-8

[8]韦东山. 《嵌入式Linux应用开发完全手册(第一版》)[M].北京:人民邮电出版社,2009:475-493

[9] 黄大巍，李凤. 《现代起重运输机械》 [M]. 北京： 化学工业出版社， 2006,100-103. 

[10] 中华人民共和国建设部. 《建筑机械使用安全技术规程》 [M]. 北京：中国建筑出版.2006. 

[11] 阿列克谢耶夫[苏]. 《起重机电气设备手册》 [M]. 北京：机械工业出版社，1986. 

[12] 孙在鲁. 《建筑施工特种设备安全使用知识》 [M]. 北京：中国建材工业出版社，2005.