塔機安拆安全保護系統技術研究

楊 丹，祝 捷，申繼軍，張 偉，李 鑫

（廊坊中建機械有限公司，河北 廊坊 065000）

隨著施工技術的飛速發展，建筑施工對塔機的要求越來越高，尤其是對塔機的安全性能要求更高。由于施工現場塔機安全事故的不斷發生，塔機安全性能越來越得到重視，全國各地已相繼下發關于塔機安全管理的相關文件，施工現場塔機的智能化、信息化安全管理已經成為行業發展的大趨勢。在塔機發生的事故中，安裝、拆卸環節發生的事故占很大比例，究其原因,安裝和拆卸過程中完全依賴操作人員的肉眼觀察判斷套架就位、銷軸配位、頂升配平、回轉互鎖及頂升過頂等情況，主觀誤差過大，往往出現錯誤判斷、安拆不到位導致頂升時發生事故。本文提出一種塔機安拆安全保護系統，在塔機安全使用中多了一重保護。

1 系統結構組成

塔機安拆安全保護系統結構包括：主機、銷軸配位傳感器、套架就位傳感器、過頂傳感器、液壓頂升系統、傾角傳感器、顯示模塊和語音模塊。

與現有技術相比，本系統通過這種語音提示、界面顯示與感應控制相結合的方式，降低塔機安裝和拆卸過程中的不規范操作，突破性地解決了塔機安裝和拆卸過程只靠安裝人員素質來保證安全性的不利事實，在各標準節頂升過程中涉及的關鍵位置安裝相應的傳感器實時檢測就位和匹配狀態，主機將相關狀態進行顯示和語音提醒，并根據該狀態控制液壓頂升系統電源的通斷，從而實現安全隱患的提前預警與控制，杜絕了安拆過程發生安全事故的源頭，大大提高安拆過程的安全性。

圖1 理想安裝位置示意圖

安拆安全保護系統理想安裝位置如圖1所示，主要包括主機、上支座、套架、傾角傳感器、支架、銷軸配位傳感器、套架就位傳感器、過頂傳感器、液壓頂升系統、顯示模塊、語音模塊等部分。

2 系統工作原理

工作原理示意圖如圖2所示。

圖2 工作原理示意圖

主機安裝在司機室內，銷軸配位傳感器安裝在支架上，套架就位傳感器安裝在上支座上，過頂傳感器安裝在套架上，傾角傳感器安裝在支架上。銷軸配位傳感器、套架就位傳感器、過頂傳感器和傾角傳感器的檢測信號輸出端均連接至主機的信號輸入端。

主機的控制信號輸出端連接至液壓頂升系統的電源控制端；顯示模塊的信號輸入端連接至主機的信號輸出端；語音模塊的信號輸入端連接至主機的信號輸出端。

四種傳感器實時監測塔機各部位的工況，并將實時數據傳輸到駕駛室的主機上，如有誤操作、不規范操作，主機將輸出信號到液壓頂升系統、顯示模塊、語音模塊。收到信號后，液壓系統立即停止工作，顯示模塊會將不當操作處顯示“紅色”提示，語音模塊將發出語音提示。

3 系統工作過程

在需塔機進行頂升作業時，按下主機的安拆保護系統按鈕，系統進行安拆狀態啟動，同時彈出顯示模塊的顯示界面。在啟動安拆保護系統按鈕后，通過套架就位傳感器檢測套架是否就位，若套架沒有就位，則主機會判斷不具備安拆條件并控制斷掉液壓頂升系統的電源，頂升動作無法進行，同時語音模塊發出語音提示“套架未就位，不能頂升”，顯示模塊的顯示界面上套架就位信號點將會顯示為“紅色”提示。

若套架就位檢測正常，則通過銷軸配位傳感器檢測下支座與套架銷軸是否配位，如銷軸沒有配位，則主機同樣控制斷掉液壓頂升系統的電源，頂升動作無法進行，同時語音模塊發出語音提示“銷軸未配位，不能頂升”，顯示模塊的顯示界面上套架就位信號燈將會顯示為“綠色”提示，銷軸配位信號燈將會顯示為“紅色”提示。

若套架就位正常且銷軸配位正常，語音模塊發出語音提示“注意塔機配平”，可以開始頂升作業，顯示模塊實時顯示傾角傳感器測得的頂升過程傾角大小，以方便操作人員注意頂升過程中的塔機平衡。

若頂升過程中司機室操作人員不小心誤動作回轉或者有意動作回轉，系統會根據動作命令進行判斷控制不能回轉，同時語音模塊發出語音提示“頂升作業，不能回轉”，顯示模塊的顯示界面回轉互鎖信號燈將會顯示為“紅色”提示。

若頂升過程中，作業人員不按規范操作超出規定頂升范圍出過頂現象時，過頂傳感器將檢測到頂升位置過高，此時主機將控制液壓頂升系統斷電，頂升上升動作無法進行，同時語音模塊發出語音提示“頂升過高、頂升過高” 顯示模塊的顯示界面過頂保護信號燈將會顯示為“紅色”提示。

4 結 語

塔機工作環境復雜，且重心高、危險性較大。一旦發生事故，將導致巨大的生命財產損失。而在所有事故中，頂升時發生的事故占很大比例，必須根據相關規程規范操作。安拆安全保護系統將起到監督工人、監視起重機、確保操作正確規范的作用，對頂升安全增加了一道屏障，也是對安全控制技術新的嘗試，新的突破。