施工升降机安全监测系统（DOC46页）

1内容摘要施工升降机是高层建筑施工中不可缺少的垂直运输工具，它主要担负运送施工人员和施工设备以及施工物料的任务。对于当前施工升降机自动化程度低、安全管理弱的特点，本文设计了一种施工升降机自动化的安全监测系统。首先介绍施工升降机安全监测的意义，分析了国内外施工升降机安全监测的研究现状及其发展趋势，明确了升降机安全监测系统所要达到的性能指标。然后，根据施工升降机安全监测系统的功能需求，给出了系统硬件设计的总体思路和系统结构框图，详细分析了重量信号采集模块、加速度采集模块、楼层呼叫接收模块、数据存储模块、远程通信模块等各部分功能电路。在软件设计上，根据系统的功能需求，详细阐述了系统的重量、加速度信号数据采集、处理和修正的方法，系统运行参数存储和转存，远程通信的实现等。通过上述设计，实现了施工升降机监测的快速运行，简单方便，便于控制等基本功能。关键词施工升降机；安全监测；加速度传感器；楼层呼叫2ITheconstructionhoistsecuritymonitoringsystemdesignName:ZhanghaoInstructor:SuyanpingAbstractTheconstructionhoistverticaltransportisindispensabletotheconstructionofhigh-risebuildings,itismainlychargedwiththetaskoftransportingconstructionworkersandconstructionequipmentandconstructionmaterials.Inviewofthecurrentconstructionhoistlowdegreeofautomationandsafetymanagementcharacteristicsofweak,theremoteautomationsafetycontrolsystemforconstructionhoistwasdesigned.Accordingtothefunctionalrequirementsoftheconstructionhoistsafetymonitoringsystem,wecandeterminethegeneralideaofthesystemhardwaredesignandsystemblockdiagramandhaveadetailedanalysisoftheweightofthesignalacquisitionmodule,theaccelerationdataacquisitionmodule,thefloorcallsystemmodule,thedatastoragemodule,theremotecommunicationmoduleandsoon.Intheaspectofsoftwaredesign,accordingtothesystem'sfunctionalrequirements,itelaboratedthemethodsoftheacquisitionoftheaccelerationsignaldata,theweightofthesystem，andtheprocessingandcorrection.AnditII3alsoelaborateddetailedthesystemoperatingparametersstorageandforwarding,andtherealizationofremotecommunication.Throughthedesign,wecompletedtheconstructionelevatormonitoringoperation,simpleandconvenient,easytocontrolandotherbasicfunctions.KeywordsTheconstructionhoist;Safetymonitoring;Accelerationsensor;Floorcall4目录第一章绪论..........................................-1-1.1研究背景与意义.................................-1-1.2国内外研究现状................................-3-1.3本文研究内容..................................-3-小结..............................................-5-第二章施工升降机的安全监测系统概述..................-6-2.1施工升降机的基本简介...........................-6-2.2施工升降机安全装置.............................-6-2.3无线呼叫接收基本原理..........................-9-2.4自动选层及平层基本原理.......................-10-2.5系统总体方案.................................-10-小结.............................................-11-第三章施工升降机安全监测系统硬件设计...............-11-3.1单片机选型概述...............................-12-3.2系统设计总图.................................-12-3.3无线楼层呼叫接收模块..........................-13-3.4信号采集模块.................................-15-3.5开关电源模块..................................-17-3.6A/D转换模块..................................-19-3.7数据存储.....................................-21-III53.8LED显示模块..................................-21-3.9键盘及其接口模块.............................-22-小结.............................................-24-第四章系统软件结构设计.............................-25-4.1系统软件设计..................................-25-4.2数据的输出...................................-27-4.2.1声光报警及继电器........................-27-4.2.2数码显示输出............................-27-4.3楼层呼叫接收模块.............................-28-小结.............................................-30-第五章设计总结.....................................-31-参考文献............................................-33-附录A部分程序源代码...............................-35-6-1-施工升降机安全监测系统设计第一章绪论施工升降机主要用于城市高层和超高层建筑中各种类型，这主要是因为这个建筑高度使用井架，龙门内完成工作是很困难的。近年来，随着建筑高度的不断增加，高度的大型建筑电梯的需求也在不断增加。施工升降机，除了应用在高层建筑施工中也可以应用在桥梁施工，此外，它还可以用在大型化工厂冷却塔，电厂烟囱，广播电视塔和煤矿等建筑，施工升降机已成为建筑行业不可缺少的机械设备【1】。1.1研究背景与意义建筑用施工升降机由于造价较低，结构简单，作业环境恶劣，结构构件与装置常暴露在外，并且建筑用施工升降机多为临时性租赁而来和使用中经常变更高度等特性，组装、拆卸频繁，因此建筑用施工升降机比商用电梯更容易造成事故。另外建筑用施工升降机的出入口闸门的连锁装置，常因使用者为图一时方便，进行破坏，亦是容易造成事故发生的原因之一。随着建筑市场的迅速发展，高层、超高层建筑的日益增多，对其要求越来越高，使用也越来越广泛。但由于起重设备专业性强，施工现场使用条件恶劣，施工单位安全管理工作严重滞后，跟不上建筑施工现场的工作节奏和强度等因素，极易发生机毁人亡的安全事故，给国家和人民的生命和财产带来巨大损失。日前在成都发生的一起施-2-工升降机坠落事故，就值得我们深省。-3-1.2国内外研究现状自1973年以来，中国的第一个机架和小齿轮施工电梯诞生以来，经过30多年的不断发展，结构，功能，电梯在使用，安全装置等方面的变化和发展。目前，施工升降机制造产业较为发达的国家是德国，法国，英国，意大利，西班牙，丹麦，俄罗斯，美国和日本。该公司在瑞典，西班牙的ALIMARKPEGA公司的代表，他们的产品占据国际起重机市场的大部分份额，支持他们的安全监控设备，基本上反映了施工电梯安全监控设备的开发过程中，状态和趋势。然而，由于施工升降机结构简单，操作方便，低附加值的功能，人们往往忽略了一个事实，大多集中在塔式起重机及其它工程机械设备，其安全设备，安全监控设备的必要性。其中有一个代表瑞典ALIMARK公司，董事会建设提升驱动，采用针型传感器来监测负载吊笼，实时检测和显示控制仪表负载条件下，一旦超负荷，它停止运行在传统的内部驱动器类型升降机，也取得了国外的有益尝试，虽然显示和控制精度略逊于前者，但也基本能满足实际工程。其次是西班牙PEGA吊笼公司。-4-我们目前的建设吊笼，虽然落后于国际先进标准，国家标准是2005年施工升降机版本，已被纳入了一些欧洲和美国的标准内容，但总体来说与国际还有一定的差距。根据欧洲标准的经验，充分考虑标准的制定者的想法为基础的情况下可能（甚至是滥用会发生）的安全风险，从而制定有效的针对性的预防措施，使我们的产品设计师，产品标准的制定者，现场管理人员得以使用。我们必须先学习，坚持以人为本，安全第一的理念和在实际工作中实施。1.3本文研究内容通过本设计的研究，确定了施工升降机安全监测系统的研究内容:1、施工升降机安全监测系统基本功能分析以及总体方案设计。整个系统大致可以分成五大部分：重量、加速度信号采集部分、主控处理及接口部分、数码及外接显示部分、楼层呼叫接收部分、短信远程监控部分。2、硬件方案及电路原理图的设计。完善前级模拟信号调理电路；设计自检装置电路；加速度检测电路；无线楼层呼叫系统。3、软件的设计。作出系统软件各个模块的流程图；完善软件控制。4、完善楼层呼叫系统软硬件设计。-5-小结本章比较了国内外施工升降机现状，说明了我国施工升降机发展的迫切性。分析了我国施工升降机现状，主要表现在电自动化程度低、安全管理弱等。并通过改进设计出了新型施工升降机解决方案，使之与国际接轨，尽快解决我国施工升降机落后的现状。-6-第二章施工升降机的安全监测系统概述2.1施工升降机的基本简介施工升降机又叫建筑用施工电梯，也可以成为室外电梯，工地升降机。是建筑中经常使用的载人载货施工机械，主要用于高层建筑的内外装修、桥梁、烟囱等建筑的施工。由于其独特的箱体结构让施工人员乘坐起来既舒适又安全。施工升降机在工地上通常是配合塔吊使用。一般的施工升降机载重量在1-3吨，运行速度为1-60m/min。施工升降机的种类很多，按运行方式分有：无对重和有对重两种；按控制方式分为手动控制式和自动控制式。根据实际需要还可以添加变频装置和PL