塔吊防碰撞系統(tǒng)的工作原理是：通過安裝在塔吊吊臂等位置的傳感器收集信息，利用數(shù)傳電臺(tái)將數(shù)據(jù)發(fā)射至接收端，利用軟件計(jì)算出塔吊間相互位置和運(yùn)動(dòng)情況。它能夠在塔機(jī)接近危險(xiǎn)位置時(shí)自動(dòng)發(fā)出提示或控制信號(hào)，操作人員合理操作避免安全事故，并可提高施工效率。具體工作流程是：當(dāng)兩臺(tái)塔吊在相交旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，可能發(fā)生碰撞時(shí)，在塔吊室內(nèi)的報(bào)警裝置會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，提醒塔司注意。如果塔司不采取措施繼續(xù)造作，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將檔桿從位降到低檔位，后直至停止塔吊的大臂轉(zhuǎn)動(dòng)為止。在塔吊工作中，通過信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸可將塔吊的大臂平面位置，以每隔10秒的位移顯示在室的電腦屏幕上。實(shí)現(xiàn)了對(duì)塔吊自身運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)控制，減小了塔吊碰撞的概率；并讓安全管理人員在不用去現(xiàn)場(chǎng)的前提下，很直觀地監(jiān)測(cè)塔吊的使用情況。
塔吊防碰撞系統(tǒng)概述：
HKAC-A-02 型塔機(jī)防碰撞安全管理系統(tǒng)是上海宇葉電子采用*的軟件開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通訊、信息管理等技術(shù)自主研發(fā)的一款適用于動(dòng)臂式塔機(jī)的智能化安全系統(tǒng)。
本系統(tǒng)通過顯示器向操作人員準(zhǔn)確地提供當(dāng)前塔機(jī)的主要工作狀態(tài)及塔機(jī)之間的相對(duì)位置，當(dāng)相鄰塔機(jī)之間安全距離達(dá)到預(yù)警值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲光預(yù)警，當(dāng)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)輸出控制信號(hào)，控制塔機(jī)向危險(xiǎn)方向的動(dòng)作。從而避免群塔交叉作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的碰撞危險(xiǎn)。本系統(tǒng)信息傳輸快，反應(yīng)靈敏，性能可靠，安裝簡(jiǎn)便，適用范圍廣。

塔機(jī)防碰撞系統(tǒng) 黑匣子 安全監(jiān)控系統(tǒng)
1、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本功能
本系統(tǒng)采用當(dāng)前主流的高性能CPU，采用嵌入式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)各種傳感器單元，并計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，通過顯示部分將這些信息提供給操作者。
當(dāng)起重機(jī)的操作超出了允許的安全范圍，或者接近碰撞區(qū)域，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作者停止違規(guī)操作，同時(shí)發(fā)出禁止向危險(xiǎn)方向運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)。
1.1限制塔機(jī)進(jìn)入自身危險(xiǎn)區(qū)域（、小幅度控制點(diǎn)、、小高度、特定回轉(zhuǎn)區(qū)域）；
1.2限制塔機(jī)進(jìn)入周邊特定建筑物范圍；
1.3預(yù)警塔機(jī)進(jìn)入周邊塔機(jī)交互區(qū)域；報(bào)警和提前控制塔機(jī)進(jìn)入碰撞危險(xiǎn)區(qū)域（塔機(jī)與塔機(jī)之間、塔機(jī)與其它吊車之間、塔機(jī)和鋼絲繩之間可能碰撞區(qū)域）；
2、系統(tǒng)構(gòu)成示
防碰撞系統(tǒng)中，有如下傳感器單元構(gòu)成：吊鉤高度傳感器、幅度傳感器、大臂回轉(zhuǎn)傳感器、吊車行走位置傳感器單元構(gòu)成，所有信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)。信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)后，進(jìn)行計(jì)算各個(gè)參數(shù)，同時(shí)也接收由周邊起重機(jī)傳來的位置、參數(shù)信號(hào)。
系統(tǒng)主機(jī)仔細(xì)計(jì)算本機(jī)與周邊起重機(jī)的關(guān)系，一旦檢測(cè)出可能發(fā)生碰撞，會(huì)提前預(yù)警，并在快要發(fā)生碰撞之前，發(fā)出控制信號(hào)禁止塔機(jī)向危險(xiǎn)區(qū)間運(yùn)行。
2.1顯示器
此界面中，能清晰顯示該塔機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，包括：幅度、高度、回轉(zhuǎn)方位角度等數(shù)據(jù);
7英寸彩色觸摸屏，高亮度,陽光下清晰可見，分辨率800*480。大小：21*14.5*5cm；
2.2系統(tǒng)主機(jī)
系統(tǒng)主機(jī)大小24*21*8cm，提供13個(gè)控制輸出，能同時(shí)檢測(cè)6個(gè)模擬量，帶3路RS485,2路CAN總線輸出功能。能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，提供多個(gè)檔位的控制輸出。
控制內(nèi)容包括：禁止幅度、高度、回轉(zhuǎn)動(dòng)作；提前減速幅度、高度、回轉(zhuǎn)動(dòng)作；
2.3高度、幅度、回轉(zhuǎn)傳感器
對(duì)于塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)，需要測(cè)量精度非常高，我們采用值多圈編碼器來測(cè)量高度、幅度。
類型：值編碼器 1024圈，分辨率：每圈1024點(diǎn)
輸入:12V           輸出：RS485    連接軸直徑:10mm
3、防碰撞具體說明
3.1多個(gè)塔機(jī)處于同一個(gè)高度時(shí)，可以檢測(cè)臂與臂之間的碰撞
3.2塔機(jī)處于同一高度時(shí)，塔機(jī)大臂與塔機(jī)后臂之間的防碰撞
3.3處于不同高度時(shí)，塔機(jī)大臂與鋼絲繩之間的防碰撞
3.4不同類型起重機(jī)之間防碰撞，大臂與鋼絲繩和大臂本身的防碰撞
3.5起重機(jī)于建筑物體之間的防碰撞

塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)指數(shù)指標(biāo)要求
（一）實(shí)施B類以上標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)要具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸及功能，對(duì)比較大的工地需加裝《視頻系統(tǒng)》（通過加裝攝像頭有利于操作者更直觀的操作）部門也可觀察到工地的實(shí)時(shí)情況，視頻加以保存，對(duì)事故發(fā)生后責(zé)任劃分起到重要作用。
（二）能將塔吊運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、視頻及故障記錄發(fā)送到遠(yuǎn)程中心，所有按上述四類標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)都要具有實(shí)時(shí)顯示功能：以圖像、視頻及數(shù)值形式顯示塔吊當(dāng)前狀態(tài)，包括：起升倍率，起重量，工作幅度，塔臂轉(zhuǎn)角，起重力矩百分比，吊鉤高度，現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速，以及當(dāng)前的報(bào)警狀態(tài)。
（三）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)具有的塔吊“黑匣子”記錄功能，要求記錄并存儲(chǔ)至少近30萬個(gè)工作循環(huán)的力矩點(diǎn)，包括力矩發(fā)生時(shí)刻，當(dāng)時(shí)的吊重以及力矩百分比；能夠支持記錄的查閱，并可方便的進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)下載。
（四）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)要求具有繼電器輸出控制功能，在顯示器上明確顯示輸出控制狀態(tài)，并在必要時(shí)報(bào)警。當(dāng)起重力矩大于相應(yīng)幅度額定值并小于額定值110%時(shí)，及時(shí)報(bào)警并停止塔機(jī)上升和向外變幅動(dòng)作，允許有下降方向和向內(nèi)變幅動(dòng)作；對(duì)于具有多擋變速的起升機(jī)構(gòu)，當(dāng)起重力矩達(dá)到額定值的80%時(shí)，及時(shí)報(bào)警并將變速速度自動(dòng)轉(zhuǎn)換為抵擋速運(yùn)行。
（五）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)要求適應(yīng)面廣：能方便地安裝在各種品牌、各種規(guī)格的塔機(jī)產(chǎn)品上；能根據(jù)塔機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；模塊設(shè)計(jì)，可進(jìn)行功能擴(kuò)展。
（六）C類標(biāo)準(zhǔn)安裝的塔機(jī)工作空間限制功能：該功能可根據(jù)具體施工環(huán)境進(jìn)行限制區(qū)域設(shè)置，在塔機(jī)工作時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)需要限制塔機(jī)進(jìn)入特定的區(qū)域或進(jìn)入該區(qū)域后不允許吊載。具體要求參見附件2
（七）D類標(biāo)準(zhǔn)安裝的群塔防碰撞功能：對(duì)群塔（兩臺(tái)以上），且量它既交迭工作時(shí)，該系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)施情況限制塔機(jī)的回轉(zhuǎn)、變幅運(yùn)動(dòng)防止塔機(jī)間結(jié)構(gòu)、起升繩或吊重發(fā)生相互碰撞。具體要求參見附件3
（八）所有標(biāo)準(zhǔn)安裝的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)要安裝、使用方便，穩(wěn)定可靠；所有參數(shù)設(shè)定及設(shè)備運(yùn)行記錄都要有密碼保護(hù)，防止非授權(quán)更改。
（九）安全監(jiān)控系統(tǒng)要求具備自檢功能，認(rèn)為拆除或任一傳感器損壞都能及時(shí)顯示。
（十）安全監(jiān)控系統(tǒng)所有傳感器指示精度、抗干擾能力等指標(biāo)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，具體參見附件1。安全監(jiān)控系統(tǒng)的使用壽命要大于塔機(jī)的使用壽命。以上系統(tǒng)都應(yīng)具備手機(jī)實(shí)時(shí)查看和管理（手機(jī)控制功能）如果塔機(jī)有會(huì)以短信通知部門，部門可根據(jù)情況通過手機(jī)鎖定違規(guī)（項(xiàng)）前行動(dòng)力源。

塔吊防碰撞主要功能 ：
1、數(shù)據(jù)記錄及存儲(chǔ)功能
儀器以10ms為采樣周期，至少存儲(chǔ)*16000條工作循環(huán)對(duì)應(yīng)的力矩及時(shí)間，存儲(chǔ)記錄只可讀取不可隨意改變
2、實(shí)時(shí)顯示功能
儀器能以圖形或數(shù)值形式動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示塔吊工作參數(shù)，使司機(jī)能直觀地了解塔吊工作狀態(tài)，作出正確操作，避免誤操作和超載
3、預(yù)警功能
儀器可設(shè)置參數(shù)，對(duì)超重力矩、起重量、幅度、回轉(zhuǎn)角和允許高度進(jìn)行控制，超，系統(tǒng)將發(fā)出預(yù)警和控制信號(hào)，及時(shí)提醒塔吊司機(jī)采取緊急預(yù)防措施
4、遠(yuǎn)程
系統(tǒng)采集的記錄數(shù)據(jù)可通過現(xiàn)場(chǎng)GPRS系統(tǒng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器，并通過數(shù)據(jù)服務(wù)器及時(shí)上報(bào)到塔吊在線監(jiān)督管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)同步
5、防碰撞功能
可控制32臺(tái)以內(nèi)塔吊協(xié)同作業(yè)，相互之間避免碰撞事故
AS-101塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠保證塔機(jī)的安全運(yùn)行，包括有塔機(jī)區(qū)域安全防護(hù)、塔機(jī)防碰撞、塔機(jī)超載、塔機(jī)防傾翻等功能，能夠提供塔機(jī)安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)預(yù)警，并進(jìn)行制動(dòng)控制，是現(xiàn)代建筑重型機(jī)械群的一種安全防護(hù)設(shè)備，是集精密測(cè)量、人工智能、自動(dòng)控制等多種高技術(shù)于一體的電子系統(tǒng)產(chǎn)品。
二、塔吊防碰撞系統(tǒng)組成
AS-101型塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)由帶動(dòng)態(tài)顯示的主機(jī)（內(nèi)置制動(dòng)控制）、角度傳感器、幅度傳感器、風(fēng)速傳感器、力矩傳感器、重量傳感器、傾角傳感器、高度傳感器、無線通信模塊等組成。
三、塔吊防碰撞系統(tǒng)功能：
1、10.4英寸大液晶動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，分辨率800*600，能夠直觀的顯示塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及塔機(jī)的運(yùn)行閾值，易于使用；
2、塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)主界面顯示如下參數(shù)：
1）顯示實(shí)際測(cè)量值：包括有小車行程、高度、回轉(zhuǎn)角、起重量、力矩、風(fēng)速、傾角等；
2）顯示塔機(jī)的基本信息：包括有塔臂長(zhǎng)度、后塔臂長(zhǎng)度、起重倍率、塔高；
3）顯示塔機(jī)的額定值：包括有風(fēng)速、幅度以及相應(yīng)的起重量和力矩；
4）顯示塔機(jī)的負(fù)荷比率、運(yùn)行狀態(tài)以及預(yù)警原因，提醒塔機(jī)司機(jī)進(jìn)行有效判斷；
5）顯示塔機(jī)安全制動(dòng)狀態(tài)，包括有塔機(jī)的上、下、前、后、左、右運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。
3、可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)20個(gè)不同類似限制區(qū)域的設(shè)置，每個(gè)區(qū)域可以設(shè)置12個(gè)控制點(diǎn)，在保證塔機(jī)安全運(yùn)行的前提下，盡可能的提高塔機(jī)的空間作業(yè)面；      
4、 基于獲得的其他塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行塔機(jī)群的防碰撞計(jì)算，實(shí)現(xiàn)不同塔機(jī)間的距離預(yù)警和高度預(yù)警，避免塔機(jī)間碰撞事故的發(fā)生；
5、并集成了防碰撞、力矩限制、風(fēng)速報(bào)警、傾斜報(bào)警、制動(dòng)控制、塔機(jī)黑匣子等多種功能，完全解決了塔吊的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警功能；
6、 當(dāng)出現(xiàn)影響塔機(jī)安全的預(yù)警事件后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)聲、光、圖像等多種報(bào)警方式提醒塔機(jī)司機(jī)謹(jǐn)慎操作，在必要時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制；系統(tǒng)基于測(cè)量得到的本塔機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、其他塔機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及系統(tǒng)障礙物的信息進(jìn)行防碰撞計(jì)算，并依據(jù)防碰撞計(jì)算的結(jié)果采用聲、光、圖像的方式綜合預(yù)警。
在不同預(yù)警程度時(shí)系統(tǒng)的預(yù)警方式如下：1）二級(jí)預(yù)警時(shí)，發(fā)生預(yù)警危險(xiǎn)的物體顯示為，報(bào)警音開啟；2）一級(jí)預(yù)警時(shí)，發(fā)生預(yù)警危險(xiǎn)的物體顯示為紅色，報(bào)警音開啟，報(bào)閃爍。
7、 具有制動(dòng)控制功能，能夠在碰撞發(fā)生前先報(bào)警提示，若繼續(xù)前行則根據(jù)算法對(duì)要碰撞的方向進(jìn)行制動(dòng)，停止前進(jìn)，避免進(jìn)一步的危險(xiǎn)發(fā)生，大大提高了安全防護(hù)能力和等級(jí)。
四、安拾與同行其它公司塔機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)劣比較：
AS-101塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)儀是我安拾公司自主研發(fā)的新一代塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)裝置，其主要特點(diǎn)可以歸納如下：
、能夠有效監(jiān)測(cè)塔機(jī)的幅度、高度、回轉(zhuǎn)角、重量、力矩、風(fēng)速、傾角等運(yùn)營(yíng)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)自身運(yùn)作危險(xiǎn)（超重、傾斜過大等）、與障礙物碰撞危險(xiǎn)、與群塔機(jī)協(xié)作碰撞危險(xiǎn)等三種危險(xiǎn)的有效監(jiān)測(cè)、預(yù)警和控制。
第二、具有良好的聲光報(bào)警和圖文顯示，每臺(tái)塔吊上的報(bào)警主機(jī)上有超大的10.4寸顯示屏，便于塔吊司機(jī)隨時(shí)觀察附近塔吊的運(yùn)行情況，采用紅、黃、藍(lán)三色形象地顯示周邊建筑物、塔機(jī)的位置和危險(xiǎn)等級(jí)，并發(fā)出聲光提示，避免塔機(jī)碰撞事故的發(fā)生。
第三、的分布式計(jì)算模式，每臺(tái)塔吊上的主機(jī)相當(dāng)于一立的計(jì)算機(jī)，能接收塔吊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并能立地進(jìn)行塔機(jī)的各種危險(xiǎn)的判斷、預(yù)警和控制。分布式計(jì)算模式的優(yōu)點(diǎn)：1）能大大縮短塔吊之間報(bào)警的時(shí)間，2）減少塔吊上主機(jī)對(duì)地面中心的依賴性。
第四、強(qiáng)大的兩種信息傳輸功能。區(qū)域塔吊防碰撞時(shí)是基于高增益天線和的無線，確保在兩公里內(nèi)準(zhǔn)確無誤的接收信號(hào)，同時(shí)具有更快的數(shù)據(jù)更新頻率。同時(shí)采用GPRS、CDMA、3g等多種通訊方式完成與遠(yuǎn)程管理平臺(tái)的通訊。
第五、功能強(qiáng)大的遠(yuǎn)程管理平臺(tái)。我公司的遠(yuǎn)程平臺(tái)采用的B/S架構(gòu)，結(jié)合了GIS、GPS、GPRS等多項(xiàng)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對(duì)塔機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、管理。
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