(湖南中联重科智能技术有限公司 湖南 长沙 410205)

一、引言

随着我国经济社会的飞速发展，高层、超高层建筑越来越多，而在建筑工地上承担着运输任务的塔式起重机(下文简称：塔机)也随之越立越高，每次从地面将重物吊到施工作业面时，吊钩需要经历几百米的行程，通常需要耗费较长的时间，特别是当倍率较高、吊重较大的情况下，耗费的时间将会更长。在这种工况下，塔机司机需长时间将操作杆维持在相应档位，长期如此，容易疲劳，严重时可产生手抽筋等情况，有发生危险的可能。观察发现塔机司机在此情况下常用绳子绑住或用异物抵住操作杆，此属违规操作，有严重的安全隐患。

鉴于现状，笔者团队设计了一种塔机定速巡航系统，该系统基于现有的塔机安全监控系统，配合PLC可编程控制器，实现定速巡航功能。塔机定速巡航功能可以在档位稳定后，按下定速巡航开关，然后松开操作杆，让塔机按照当前档位自动工作，从而减小塔机司机的工作量，避免危险发生。

二、定速巡航系统构成

本文设计的定速巡航功能嵌入已有的塔机安全监控系统中，主要增加系统中通讯协议数据和软件开发，未增加硬件成本。整体系统包括塔机安全监控系统主机、联动台、PLC可编程控制器、变频器、以及幅度、高度、回转、重量、风速等传感器。

其中塔机安全监控系统主机带有显示屏和按键，可实现人机交互。塔机安全监控系统主机可通过幅度、高度、回转、重量、风速等传感器获得塔机状态信息，监控塔机运行状态，能在塔机朝危险方向运行时产生报警和限位信息。

而PLC可编程控制器可获得联动台档位，并将档位信息通过RS485接口发送给塔机安全监控系统，同时接收塔机安全监控系统发送过来的执行档位信息，按照执行档位控制变频器输出档位。

定速巡航控制器嵌入在塔机安全监控系统主机中，可通过显示屏和按键操作定速巡航开始与结束，设定定速巡航档位。定速巡航模块可以获得塔机安全监控系统主机的限位信息，从而在定速巡航过程中，保证塔机运行安全。

5.定速巡航过程中监控塔机整体运行状态，确保塔机安全运行。

三、工作流程：

(一)系统工作流程

患者家属应帮助患者做好日常生活的管理工作，如帮助其形成一个良好的生活习惯和方式，陪同患者进行适当的运动锻炼，帮助患者设计每日食谱、制作食物等，总以低热量、优质蛋白、富含维生素及纤维素的食物为主[2]，避免摄入含糖量高的食物而导致血糖的升高。

2.定速巡航开启条件判断，只有在满足开启条件时才启动定速巡航。

图1 工作流程图

(二)定速巡航控制器工作流程

定速巡航控制器工作流程中几个重要点说明如下：

6.定速巡航退出，退出定速巡航后，塔机开始按联动台档位运行。

在平头塔和垂头塔上，定速巡航控制器可同时控制幅度、高度、回转三个电机。但在实际应用中最多的场景是，幅度和回转暂时保持不变，只对高度起升或下降做巡航，即变幅和回转电机档位为0，起升电机档位设定某固定值(如III档上升)。

2.归纳整理，产生矛盾。调查后，出现了很多加数是相同的加法算式，比较极端的算式，比如9个2相加，8个4……，学生发现问题，算式太麻烦。引入乘法的时机到了，通过已学与现实产生矛盾，提示学生，解决此类问题，我们需要有另一种算式来代表这样的加法算式。

3.设定的档位在当前吊重下是否安全可行，若不符合安全档位要求，则降档到安全档位运行定速巡航。

1.设定开启条件：定速巡航必须在塔机安全监控系统不报警的情况下才能启动，吊钩离起重臂距离较近时只能起升定速巡航向下，吊钩离地面较近时只能定速巡航向上，变幅和回转也类似，风速预报警、超力矩、超重量时禁用定速巡航；高负载运行时，定速巡航档位限制在低档；塔机处于顶升状态及安全监控系统失效时禁用定速巡航。

4.定速巡航成功开启后，塔机司机的手可离开档位操作手柄，联动台档位自动归零，塔机会按照固定档位自动运行。

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1.定速巡航档位设定和功能开启，有两种方式：一种是将联动台档位调节到希望定速巡航的档位并保持，点击主机屏幕上定速巡航开始按钮，则触发定速巡航开启；另一方式是确保联动台档位归零的情况下，在主机屏幕上设置定速巡航档位信息，并点击定速巡航开始按钮，则触发定速巡航开启。

四、安全控制

安全性是工程机械设备首要考虑的，本系统从以下几个方面进行定速巡航过程安全控制：

系统工作流程图如图1所示，定速巡航控制器可直接利用塔机安全监控系统主机已获取的塔机静态参数(如：塔高，臂长)和动态参数(吊钩高度、幅度、回转、风速等)，及塔机安全监控系统处理的限位输出；通过PLC获得联动台档位信息。定速巡航控制器根据获取的塔机当前状态，分析处理后，输出执行档位信息到执行机构PLC，PLC根据档位信息控制各电机输出，从而控制塔机动作。

A Preliminary Study on the Function of Student Societies in Higher Vocational Colleges______________________________LI Guihuan 93

2.电子限位：主要通过软件分析后输出变幅、起升、回转电机的档位，控制吊钩运行的速度。

3.机械限位：机械限位是在结构上强制阻止吊钩的过度运动，以防电子设备失灵情况下吊钩吊物过度运动碰撞塔身，塔机安全监控系统已配置机械限位器。

4.强制退出：除以上提出的电子限位停止和机械限位需强制退出巡航，还有以下几种情况需强制退出：吊重值发生改变，进入顶升模式，塔机安全监控系统失效，电控柜断电、系统重启，塔机安全监控系统限位。

5.报、预警提示：塔机安全监控系统具备语音提示，屏上图标提示及声光告等多种报警、提示方式。在原报警、提示上增加巡航相关内容。如：在巡航开启时语音提示是否开启成功；成功开启后屏上主界面固定位置显示巡航图标和当前巡航档位，每一分钟语音提示一次“正在定速巡航模式”；当电子限位达到减速档值时，语音提示“请退出定速巡航”，屏上相关图标和提示变为黄色，声光报警器以长周期预警。

（2）采购阶段。该阶段包含智慧物流园区设备采购、信息化服务采购以及安装施工等工作安排。在采购环节囊括了绝大部分分包招标、合同签署、分包合同执行等事务工作，智慧物流园区涉及的采购资材和服务，包括数据库、系统软件、人工智能化设备、人机交互系统、可视化系统、云服务等，要求相比普通的物流园区技术含量更高，要求更为复杂。

五、结束语

笔者以工作中观察到的实际需求出发，借鉴汽车行业的定速巡航理念，在原有的塔机安全监控系统平台上，不增加硬件成本，设计出塔机定速巡航功能。此功能在塔高60米以上的塔机起升和下降工作时有很强的实用性。基于现有塔机安全监控系统的定速巡航功能，本文重点在于保障定速巡航运行过程的安全性，固本设计每一处都重点考虑实际操作性、安全性及可靠性。