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塔吊安全监测记录系统研制

作　者: 邵国平
导　师: 庞兵
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 塔吊安全监测模糊评价数据记录
分类号: TH213.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 137次
引　用: 2次
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内容摘要

本论文首先对塔吊发生的安全事故原因进行分析,基于国家强制的起重机械安全管理与操作的相关规定提出了能够对塔机工作状态进行实时监测、记录、预防危险生产操作的塔吊安全监测记录系统方案。塔吊安全监测记录系统融合了传感器技术、现场总线技术和安全评价等技术,由主控制器和各个数据采集节点构成。设计中采用了美国TI公司生产的MSP430系列单片机作为核心器件,构成了主从式的监测系统。主控制器从功能上实现了状态数据监测、数据记录存储和RS485总线数据通信的设计目标,是具有良好的人机交互界面的单片机嵌入式应用系统。塔吊安全检测记录系统主要对影响塔吊安全运行的关键参数:起重量、吊高、幅度和转角等信息进行采集,实时传输数据到控制室,通过LCD液晶显示器向塔吊操作人员实时准确地提供塔吊运行主要工作状态,同时系统能根据设置的起重性能曲线以及塔吊现场的安全工作区域发出告警信号提示塔吊司机进行正确的操作。从安全监管角度出发,本文提出了模糊安全等级评价方法,用于评价塔吊安全生产过程的安全等级,将安全评价结果直观显示在LCD上,提高操作员的安全意识。本系统能够帮助塔机操作员避免由于操作失误造成的严重事故,大大提高塔机的安全性能,提供更为安全的施工环境。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 塔吊安全监测装置的国内外发展现状  10-11
  1.3 课题所需要达到的设计目标  11
  1.4 课题主要研究工作内容  11-13
第2章总体方案的设计  13-25
  2.1 塔式起重机的组成及技术性能  13-16
    2.1.1 塔式起重机组成  13-15
    2.1.2 塔式起重机技术性能  15-16
  2.2 系统监测方案的选择  16-18
  2.3 系统监测记录方案总体设计  18-24
    2.3.1 起重性能曲线测量系统  18-21
    2.3.2 系统总体功能简介  21-22
    2.3.3 总体方案设计思路  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章安全监测记录系统的硬件设计  25-52
  3.1 主控制器的硬件设计  25-37
    3.1.1 微控制器的选择  25-26
    3.1.2 MSP430F149 复位和时钟系统设计  26-27
    3.1.3 键盘输入电路  27-28
    3.1.4 LCD 液晶接口设计  28-30
    3.1.5 时钟电路接口设计  30-32
    3.1.6 非易失随机存储器接口电路  32-35
    3.1.7 RS232 通信接口设计  35-36
    3.1.8 MSP430 单片机报警电路设计  36-37
  3.2 起重量监测单元设计  37-42
    3.2.1 称重传感器的选用  38-39
    3.2.2 起重量系统的测量电路  39-41
    3.2.3 MSP430 单片机的A/D 转换接口  41-42
  3.3 牵引小车的幅度和起升高度监测单元  42-46
    3.3.1 旋转编码器工作原理  43-44
    3.3.2 旋转编码器的测量电路  44-45
    3.3.3 编码器测量电路与 MSP430 单片机的接口  45-46
  3.4 回转工作转角监测  46-48
    3.4.1 地磁方位传感器介绍  46
    3.4.2 地磁方位传感器应用  46-48
  3.5 基于RS485 总线的通信接口设计  48-51
  3.6 本章小结  51-52
第4章安全监测记录系统的软件设计  52-73
  4.1 主控制器程序设计  52-61
    4.1.1 前后台程序结构  52
    4.1.2 主控制器程序设计  52-54
    4.1.3 LCM 显示子程序设计  54-55
    4.1.4 键盘扫描程序程序设计  55
    4.1.5 数据存储记录程序设计  55-58
    4.1.6 RS485 网络主节点的软件设计  58-61
    4.1.7 报警子程序设计  61
  4.2 模糊安全等级评价模块设计  61-69
    4.2.1 机械安全的风险评价原则  62-63
    4.2.2 模糊安全等级评价的数学模型  63-66
    4.2.3 模糊安全等级评价在塔吊安全监测中的运用  66-69
  4.3 起重量监测单元程序设计  69-70
  4.4 高度和幅度监测单元程序设计  70-72
  4.5 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文  77-78
致谢  78

塔吊安全监测记录系统研制

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