摘要：塔式起重机具有足够的起升高度，较大的工作幅度和工作空间，是目前建筑行业中最主要的运输工具。但又极易引发重大安全事故。近年来，国内建筑起重机事故频发，且呈逐年上升趋势。国家最新颁布的GB/T5031—2008标准规定：塔式起重机必须安装安全监控装置，进行塔机工作数据的记录和警报。论文以信息化技术为切入点，对信息化管理技术在建筑施工塔机智能安全监控系统中的应用要点进行分析，以进一步保证塔机智能安全监控系统的可靠性。
关键词：信息化；建筑塔机；智能安全监控；应用
1工程概况
咸阳彩虹光电科技有限公司第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件（TFT - LCD）项目位于咸阳市以西咸阳高新技术产业开发区内。具体位于星火大道南侧，高科二路东侧，高科一路西侧。项目土建工程包括ACF厂房、OC厂房、门卫、连廊、雨水收集池、生活污水处理一体化装置、污水流量监测井、生活污水提升井、雨棚、围墙等13个单体建筑和构筑物，总建筑面积约662925.11m2。其中ACF厂房南北长478m，东西宽259m，建筑高度40.3m，钢结构最大跨度24.6m，建筑面积479549.71m2；OC厂房东西长约249m，南北宽约227m，建筑高度40.3m，钢结构最大跨度22.8m，建筑面积183375.40m2。
2实行塔机智能安全监控系统信息化管理技术的必要性
施工现场相邻塔吊塔身水平距离大于110m，小于160m，起重臂垂直距离大于4m，符合《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）中第10.5条规定“两台塔机之间的最小架设距离应保证处于低位的塔机的起重臂端部与另一台塔机的塔身之间至少有2米的距离；处于高位塔机的最低位置的部件（吊钩升到最高点或平衡重的最低部位）与低位塔中处于最高位置部件之间的垂直距离不应小于2m”的要求，但有可能存在相邻塔吊在同一区域内交叉作业的现象。
以1#塔吊和3#塔吊为例，存在如图1.2所示交叉作业区域。实行塔机智能安全监控系统信息化管理技术能够避免相邻塔吊在交叉作业区域内作业时发生碰撞，减少塔机安全生产事故的发生，确保塔机的运行安全和施工人员的生命安全。
3塔机智能安全监控系统信息化管理技术的应用要点
3.1 QTZ80系列塔式起重机安全监控管理系统
3.1.1系统功能
1）实时显示：以图形和数值实时显示当前工作参数，包括起重量、力矩、幅度、回转角度及起升高度；
2）临界报警：当起重量、起重力矩超过90%额定值时自动发出声光报警；
3）安全控制：24路控制信号输出，接入塔机控制系统即可实现GB/T5031-2008中的有关起重量、起重力矩、幅度、回转角度、起升高度等方面的安全控制要求；
4）参数记录：全工作参数记录储存并可方便下载，可用系统专用软件查看，也可保存为Excel格式，方便统计管理。
5）统计功能：可自动进行累计工作时间和累计工作循环统计和显示；
6）超载查询：可在下载数据中方便地查询超载次数、超载重量及超载工况数据；
7）单机区域限制：可通过预设参数防止吊钩进入限制工作区域；
8）群塔干涉预警：适用于动臂、平臂、平头等不同形式塔机混合复杂的施工情况。
9）违章短信提醒：塔机违章作业时刻通过短信形式发送至安全管理员手机。
10）远程管理：塔机的工作数据可以通过无线网络和互联网传输，授权后可以实时查看、管理。
11）密码功能：所有参数的设定都设有密码保护，防止非授权更改，确保了系统数据的可靠性和安全性。
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3.1.2系统特点
QTZ80系列塔式起重机安全监控管理系统拥有以下特点：
1）记录塔机工作全过程，（可连续存储16000个工作循环），管理者授权后可转存此数据并作为对塔机进行检查、检修和事故判定的依据；
2）系统自动判断司机的操作指令，能自动拒绝执行超出塔机能力范围的指令，同时发出声光报警并将相应工作参数数据记入违章档案；
3）监控塔机工作参数液晶显示，使司机能直观地了解塔机的工作状态，作出正确操作，避免误操作和超载，减少塔机安全生产事故的发生；
4）管理者可对系统参数进行功能设置、也可以使用参数自恢复功能，方便系统管理；
5）CAN通讯保证高速、安全、可靠的数据传输，确保了传输数据的可靠性和安全性；
6）非接触式的测量技术，大大方便了系统安装，延长系统使用寿命；
7）高定位测量精度，使工作判断更精确；
8）监控系统的结构紧凑合理，需要空间小，接线简单，安装、调试方便；
9）操作功能强大、先进，监控系统在充分考虑到施工现场的各种需求，以安全实用、方便使用为目的，使现场使用和管理更加简便快捷。
10）在超载情况下，系统将自动输出切断外变幅和起升方向控制回路的指令信号。
11）本系统控制信号采用串联方式接入塔机控制系统原安全回路中，塔机原有安全装置保留，两重保护措施，使塔机工作更加安全可靠。
3.2群塔干涉预警系统
该系统采用定时查询的方式查询相应塔机的运行数据，根据接收到的应用数据判断当前塔机的运行装态，当一台塔机处于干涉区域内的时候，判断与之交叉的塔吊的状态，若都处于干涉区域则进行预警和报警警示，主机将相应的控制命令下发到塔吊设备，塔吊接收到控制指令后进行预警和报警提示。
1）报警功能，区域作业内的塔机转动到干涉范围后，如果存在干涉的两台塔机满足干涉报警条件时：
a\距离小于设定的预警距离，大于报警距离时，装有监控设备的塔机发出断续的声光报警提示；
b\距离小于设备的报警距离时，发出连续的强烈的声光报警提示的同时，控制输出信号控制塔机高度上下行动作、小车前进后退动作，但不控制回转输出。
2）数据显示：区域范围内作业的塔机通过Zigbee将塔机的实时发送到现场主机，现场主机可以对接收到的信息进行统计和数据分析，同时界面显示图片可以清晰的看到塔机大臂和小车运行位置。
3.3带状雷达防撞保护仪
带状雷达防撞保护仪采用雷达技术、微电脑技术和网络技术，由带状雷达测量板、控制器和报警装置构成。带状测量板采用超雷达测距原理，传感器在控制器的控制下发射超声波信号，当遇到障碍时，产生回波信号。传感器接收到回波信号后，经控制器进行数据处理，并判断出障碍物的位置，显示距离并发出警示信号，从而达到安全防撞的目的。
该带状雷达测量板采用优质铝型材一次成型，外形美观，安装便捷，采用支架或者金属锚固剂粘贴等形式固定在被保护装置上。带状雷达测量板不断发出雷达信号测量距离带状雷达测量板最近物体的距离，并将测量信号转化为电信号传输给控制主机。
控制主机内置微电脑主机，接收带状雷达测量板测量后的电信号，进行信号处理后，将电信号转换为数字信号，通过判断及时发出报警，并可通过网络接口实现多台设备联网工作。
针对履带式起重机，在履带两侧、履带前后、回转台前后、回转两侧以吊臂两侧安装带状雷达防撞保护仪，并将多台保护仪数据联网，将报警保护数据直接反馈给驾驶员，在碰撞之前发出预警，避免碰撞事故的发生。
结语
综上所述，通过塔机智能安全监控系统信息化管理技术对塔吊各限位器的运转情况进行监控，极大程度的减少了塔机操作人员的操作难度和塔机指挥人员的指挥难度。塔机操作难度和指挥难度的降低，能够有效的减少塔机操作人员和塔机指挥人员的工作强度，减少塔机操作人员和指挥人员工作疲劳的发生，从而降低塔机碰撞和倾覆等安全事故发生的几率。提高驾驶塔机的安全系数同时，减少了现场安全管理的工作难度。有利于项目安全生产工作的顺利进行，为企业间接的创造了经济效益，有利于企业良好社会形象的建立和维护。
参考文献
[1]崔楠.塔式起重机无线监测控制系统的研究[D].内蒙古农业大学，2016.
[2]袁则.小型办公楼自动化控制系统的设计[D].西安工业大学，2016.
论文作者:窦昊昊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/21
标签：塔机论文; 塔吊论文; 工作论文; 带状论文; 距离论文; 测量论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;