塔吊群防撞系统使用说明.docx

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塔吊群防撞系统使用说明

塔吊群防撞系统使用说明（总25页）

GLP-ACS800塔吊防碰撞系统

用户使用说明书

陕西盖勒普电子科技有限公司

2007．3

·目录

第一章系统概述

1导言

2概述

3系统部件清单

第二章系统接线说明

1继电器输出接线说明

2传感器插头接线说明

第三章系统操作流程

1总塔吊数和本机号的设定

2现场塔吊静态信息发送

3现场塔吊静态信息接收

4系统参数设置

5传感器标定

6环境的设置

7系统吊重表设置

8LCD显示箱面板介绍

9系统工作模式下，显示界面

10塔吊静态参数修正

11其它

第一章系统概述

·导言

GLP-ACS800系统是用于复杂施工环境下多塔吊作业的安全防碰撞报警系统。

它安装操作简单，可对工地特定区域内的多台塔吊进行路径防碰撞报警及保护。

同时，ACS800系统是安全有效的动态监视系统，它能够帮助塔吊操作员避免那些由于操作失误造成的严重甚至致命的事故。

因此，利用这一有效的辅助装置，能够大大提高建筑作业的工作效率，提供更为安全的施工环境。

系统主要功能：

·具有碰撞可能性的现场塔吊状态显示（实时更新）

·现场塔吊静态信息（包括吊重表）设定（包括无线发送与接收）

·两种工作模式切换（即管理员模式和工作模式）

·传感器零位调整功能

·时间日期显示

·传感器标定

·环境区域设置

·Bypass功能切换

·系统安全保护：

继电器输出控制以及蜂鸣器报警

·风速检测与报警（选配）

·吊重检测与力矩限制（选配）

·系统可用于塔式起重机和动臂式起重机两种机型；

·系统可在2绳或4绳两种方式下工作；

·系统超载记录（黑匣子）；

·塔吊静态参数修正；

另外，根据用户需求可以在本系统上配备PC机地面监视系统。

系统的突出优点是：

·可控制10台以内的塔吊群协同作业，相互间不发生碰撞事故；该工作塔群内可以有平臂或斜臂两种塔吊；

·每台塔吊可进行各自的限制区设置，分内、外两种限制区域；

·在塔吊组成通讯网络中，任意1台塔吊可随意进入或退出，管理方便；

·系统中各塔机静态参数可由地面的主监控机进行在线修正，不需要管理人员上塔机处理，同时，工地所有塔机的状态信息可以通过该监控机进行时时监控；

·彩用液晶显示屏可以动态显示现场塔吊的状态信息。

·传感器标定功能；

·工地上所有塔机的相对位置，可由塔吊自身的传感器进行检测；

·系统安装方便、操作简单；

本用户说明书介绍了如何安装使用GLP-ACS800塔吊安全防碰撞系统，请您务必仔细阅读，如有疑问，请致电咨询。

·概述

ACS800系统主要由四部分组成，主机箱、LCD显示器、无线数据传输模块、各种传感器。

主机箱完成系统的信号采集以及控制输出，右侧为传感器输入接口，分别为塔吊主轴转角，小车半径，重物高度以及吊重和风速信号。

LCD为系统的显示器，显示塔吊的实时运行状态等，同时，LCD显示箱上装有2/4绳切换键以及Bypass键。

无线模块完成现场塔吊之间的信息传输。

·系统部件清单：

·主机箱一台

·LCD显示器一台

·无线数据传输模块一台（附吸盘天线）

·15针线并口线一根（连接主机箱和LCD显示箱）

·4针插孔～4插针线一根（连接主机箱和LCD显示箱，为2/4绳及Bypass信号线）

·9针插针～25针插针线一根（连接主机箱和无线数传电台）

·2芯粗针航空插头两根（一根连接主机箱和无线电台，另外一根连接主机箱和LCD显示箱）

·绝对旋转编码器一个

·小车半径以及吊重高度传感器

·吊重传感器

·风速传感器

第二章系统接线说明

·继电器输出接线说明

该系统的输出为9对继电器的常闭触点，输出接线柱位于主机箱的右侧，输出引脚定义如表1所示：

表1系统输出引脚

继电器号

继电器功能

继电器号

继电器功能

1，2

主轴左、右转高速

13，14

上、下绳高速

3，4

主轴左转低速

15，16

上绳低速

5，6

主轴右转低速

17，18

下绳低速

7，8

小车进、出高速

9，10

小车出低速

11，12

小车进低速

·传感器插头接线说明：

系统可输入信号种类较多，除了塔吊转角的旋转编码器信号以外，其它输入信号的接线端子定义是相同的，均为三芯端子，定义如下：

表23针插头各针定义

1

电源

3

信号

2

地

·系统电源接线说明

主机箱有两个2芯航空插头，分别为显示器以及无线模块供电，两个电源均为+12V，可以任意接。

注意：

1.系统电压应有大地线！

！

！

2.系统之间的所有连线都应可靠连接，否则会引起系统异常！

！

！

第三章系统操作流程

ACS800系统有两种工作模式：

管理员模式以及工作模式；

ACS800系统上电后首先进入密码输入界面（如图4-2所示）：

图4-2密码输入界面

密码输入正确进入管理员界面（如图4-3），否则进入工作界面（如图4-11）。

本系统的密码原则上只能由管理人员掌握，所以本说明书不便直接提供。

注意：

管理人员必须在6s内输入密码的第一个数字，否则系统

自动进入工作界面。

输入密码错误，系统自动回到工作界面。

首次运行ACS800系统时，用户必须首先进入管理员模式，严格按照操作流程（如图4-1所示）运行系统各部分参数设置，各项参数设置后将会保存，用户在下次运行时可以直接进入工作模式，直至外界环境发生变化后根据需要重新设置。

图4-1系统操作流程图

下面详细介绍各部分的具体操作过程。

·总塔吊数和本机号的设定

在管理员界面下管理员可以输入现场总的塔吊数AllNum和本机的塔吊号MyNum。

本系统允许的现场总塔吊数最多为9台，AllNum的取值范围为1~9,MyNum的范围为1~9。

用户在操作中，可以用上、下键选择，用Del键删除所填的数据，然后输入新的数据，并用Enter键确认后数据保存。

开机时，该两项数据的默认值为上一次的数据。

图4-3管理员界面

注意：

1．本界面只有管理人员才可进入。

2．Mynum和Allnum的值均不能为0，当系统首次上电时，系统从磁盘中读入值为0，用户切记要修改其值，否则系统会出现Mynum值出错提示。

3．在运行其他功能之前，必须保证本界面中的Allnum和Mynum已被正确填写。

4．必须确保现场参加通讯的所有塔吊的Allnum应该为同一值，而Mynum两两不同，否则将会引起通讯异常。

在图4-3的管理员界面下，通过按键系统提供以下功能，

表4管理员功能键

按键名称

按键功能

按键名称

按键功能

Sensor（C）

进入标定传感器界面

Environ（E）

进入环境设置界面

Send（S）

进入现场塔吊静态信息（如各塔吊的坐标等）的发送界面

Accept（A）

进入现场塔吊静态信息的接收界面

Work（W）

进入工作模式

＃（P）

进入系统参数设置界面

＃（L）

进入塔吊安全吊重表设置界面

＃（R）

进入塔吊静态参数修正界面

＃（T）

进入系统输出测试界面

＃（O）

在管理员状态下，进入工作模式，可按O键设当前转角位置为零位

·现场塔吊静态信息发送

管理员界面下设置完Allnum和Mynum后，按Send（S）键进入现场塔吊静态信息设置、发送界面（如图4-4所示）：

图4-4静态信息发送界面

（现场塔吊的静态信息对所有的塔吊都是一样的，为了避免重复工作，本系统为该信息设计了无线传输功能）

此界面一旦进入，系统将自动读回上次用户输入的Allnum组静态数据。

如果上次输入静态数据不足Allnum组，则用零填充。

表中各项参数的意义如下：

X为塔机工地的横坐标；Y为塔机工地的纵坐标；L1为塔吊前臂长；L2为塔吊后臂长；H1为塔吊臂高；H2为塔吊上塔尖高；Type为塔吊类型，只能有两种：

平臂（0），斜臂

（1）；

在此界面下，管理员可以根据实际的情况修改现场塔吊的各类信息，具体方法是：

用上、下、左、右键可以移动光标到需要修改数据的地方，用Del键删除所填的数据后可以输入新的数值，按Enter键确认。

填完所有的数据后，利用上、下键移动光标到需要的塔吊行，按Send（S）键开始发送该塔吊静态信息，此时，现场其他塔吊必须进入接收静态信息的状态（下面详细介绍），发送完后，检查所有的接收机是否进入主界面，如果某一接收机没有进入主界面，则需要重新启动运行此接收机到接收界面，发送机按Send（S）键重新给其发送数据，确保所有的接收塔吊都自动运行到主界面后，按Esc键回到主界面。

注意事项：

1．必须在操作此界面前正确填写Mynum和Allnum。

2．用户输入的L1（臂长）、L2（配臂长）以及H1（臂高）三类信息信息必须是大于0的数，否则在进入工作界面、测试界面或环境设置界面时系统会出现静态数据错误提示：

“Error,pleasesetthestaticparacorrectly!

!

!

Pressanykeytoreturn!

!

!

”这时用户应按任意键返回主界面，再次进入静态数据发送界面，检查修改错误数据后重新发送。

3．必须在其余塔吊进入接收界面后在按Send（S）键发送数据，否则接收机有可能接收不全数据。

按Send（S）键只发送当前光标所在行的塔吊信息。

·现场塔吊静态信息接收

主界面下设置完Allnum和Mynum后按Accept（A）键进入现场塔吊静态信息接收界面（如图4-5所示）：

图4-5静态信息接收界面

此时塔吊处于等待接收静态数据状态，接收完所有数据自动回到主界面。

注意事项：

1．必须在操作此界面前正确填写Mynum和Allnum。

2．如果此界面在发送机发送完数据后很长时间退不回主界面，则应该考虑数据发送发生错误，用户需要关闭本机电源，检查所有连接是否有误，确保无误后，本机重新启动运行到接收界面等待接收数据，发送机再次按Send（S）键重新发送。

·系统参数设置

主界面下按＃（P）键系统进入参数设置界面，界面表格如图4-6所示：

图4-6参数设置界面

此界面下，用户可以根据实际需要填入所需的参数。

也可以用

键移动光标到特定位置，用Del键删除错误数据，然后填入

数据，用Enter键确认。

系统参数表中各项意义说明：

AlarmDisS：

转角安全报警距离，是系统在塔吊与塔吊防碰撞计算中，切断转角高速运动的临界距离；

AlarmDisR：

半径、高度安全报警距离，是系统在塔吊与塔吊防碰撞计算中，切断半径/高度高速运动的临界距离；

Percent：

切断低速的百分比，是系统在塔吊与塔吊防碰撞计算中，切断当前低速运动的百分比；如Percent为80，则表示当实际距离小于当前运动安全报警距离的80％时切断当前运动的低速继电器。

Wind_Coef：

系统中所用风速传感器的灵敏度；

MaxAngle：

动臂塔吊倾角可到的最大角度。

此项参数对平臂塔吊不起作用,此时,该项参数可输入也可不输入。

AngleZero：

转角零位修正项。

在塔吊防碰撞系统中，所有塔吊的转角零位必须统一，一般默认工地水平正方向为零位，但实际塔吊安装过程中，很难保证零位传感器安装位置正确，该项参数用于修正零位传感器安装偏差。

该项参数可正可负，当塔臂实际转角比系统检测值大

，则该项参数输入（-

）；当塔臂实际转角比系统检测值小

，则该项参数输入（

）；

Wind_Cut：

系统风速报警值；

AlarmDisES：

转角安全报警距离，是系统在塔吊与环境防碰撞计算中，切断转角高速运动的临界距离；

AlarmDisER：

半径、高度安全报警距离，是系统在塔吊与环境防碰撞计算中，切断半径/高度高速运动的临界距离；

PercentE：

切断低速的百分比，是系统在塔吊与环境防碰撞计算中，切断当前低速运动的百分比；如Percent为80，则表示当实际距离小于当前运动安全报警距离的80％时切断当前运动的低速继电器。

注意事项：

1.系统在上电时将读入上次所填数据，用户可以选择修正，方

法是：

用上下左右键移动光标到所需位置，用Del键删除原来的数据，然后填入新的数据，用Enter键确认即可。

2.零位调整的各项数据可以通过标定传感器自动得来，也可以用来在传感器标定后手动输入进行微调。

·传感器标定

ACS800塔吊安全防碰撞系统采用1个绝对旋转编码器采集塔吊转角，小车的半径以及重物的高度由电位器检测，由于选用不同类型的传感器器，本系统在使用前，必须对部分传感器进行标定，包括：

吊重、小车半径以及吊重高度，具体标定过程如下。

在主界面按（C）键系统进入传感器的标定界面（如图4-7所示）：

图4-7标定界面

标定界面由三部分组成，左半部分进行标定项选择（有吊重Load；小车半径Radius；高度Height；Quit为退出标定界面选择项），它的下面为对应的计数值；右半部分为数据填写和标定系数显示表格。

标定过程中需要采集两个数据点，BEGIN表示标定的第一个数字，END为标定的第二个数字，K为第一个标定系数，B为第二个标定系数，它的下面为各路当前的计数值和对应的物理量实际值（此值在各项的标定过程中不变）。

首先按或键选择所要标定的量，红色亮闪的项即为当前所

选项。

下面具体说明各项的标定过程：

（1）塔吊吊重标定：

（注意系统中2绳与4绳的标定要分开进行）

第一步：

通过LCD显示屏选择2/4绳工作方式，然后选择标定项Load，按Enter键确认；

第二步：

采样第一个值，塔吊不吊任何重物，在右边表格第一行的BEGIN处填入0，按Enter键确认，获得第一个采样点；

第三步：

采样第二个点，用塔吊吊起一个标准重物，同时在右边表格第二行的END处输入吊重值，按Enter键确认，于是获得第二个采样点。

至此，两个采样点全部采样完成，按Enter键后，右边表格的K、B两栏显示转角的标定系数。

（2）小车半径标定：

基本方法与塔吊吊重标定基本相同，但半径检测的传感器安装时，应该注意：

对于平臂塔吊，随着半径增大，传感器的值应该增大；对于斜臂塔吊，传感器的值应该随着塔臂倾角增加而增大。

标定过程如下：

第一步：

选择标定项Radius，按Enter键开始进行小车半径标

定。

第二步：

对于平臂塔吊，运行小车到半径小处（对于斜臂塔吊则应将塔吊臂放平，此时小车半径最大），在右边显示区的第二行BEGIN处，用户输入第一个标准位置值，该值为小车零位距塔基的水平距离（对于斜臂塔吊应为小车的水平投影距离），按Enter键确认，于是，获得第一个采样值。

第三步：

运行小车到第二个标准位置，（对于平臂塔吊，小车运行到塔臂最大半径处，对于斜臂塔吊则是将塔臂扬起最大角），

此时，在右边表格的END处，用户输入第二个标准位置值（对于平臂塔吊，可能是臂长即是一个大值；对于斜臂塔吊则是一个小半径），按Enter键确认，得到第二个采样值，此时表格K、B两栏显示半径的标定系数。

（3）高度标定：

基本方法与小车半径标定相同。

第一步：

选择标定项Height，按Enter键开始进行高度传感器的

标定；

第二步：

首先采样第一个点，将吊钩放至在地面，在右边表格的

BEGIN处输入0，按Enter键计数值显示区的值变为0，表示吊钩在地面时高度为0；

第三步：

将吊钩上升到最高位置（注意此时，计数值应该由零逐

渐增大，否则重新连接传感器），在右边表格的END处输入标准高度，按Enter键确认，于是，完成高度传感器的标定，同时，在K、B两栏显示标定系数。

（5）退出标定界面：

选择标定项Quit处，按Enter键则会退出标定

界面，回到主界面，此时，系统保存所有的标定系数，如果系统传感器不变，这一套标定系数也不变。

注意：

（1）传感器标定时，所有标准位置值都需用户输入。

（2）安装塔吊转角的绝对旋转编码器时，要保证随着塔吊逆时针旋转，旋转编码器读出的角度值应该增大，如果安装方向相反，则应调整主机箱中的方向开关。

（3）当END处的数据确认后，标定系数没有显示，则表明输入的标定值有误或者传感器的计数值出现异常，此时，状态栏会出现错误提示，用户需要检查该路传感器连接，重新进行标定。

（4）系统2/4绳两种情况的吊重标定应该分开进行。

（5）动臂塔吊高度标定时，吊钩的最高位置应该为倾角最大时吊钩可以运行的最大位置。

（6）本系统中，塔吊转角以及风速传感器不用标定。

·环境的设置

在塔吊工作区中，有一些区域是塔吊不能进入的，因此，在塔吊工作前首先要设置这些危险区域，在工作过程中，防止塔吊误入这些区域。

这一项工作称为环境设置。

环境设置的基本思想是，利用多边形包围各种区域，本系统可以采用的5边以内的多边形包围区域，当选定多边形边数后，需要设置多边形各顶点，具体操作过程下面详细介绍。

图4-8区域类型

此外，塔吊的环境区域有内、外两种，type=1为内部区域，type=0为外部区域，当危险区域在塔吊工作区内形成全封闭的，称为内部区域，否则称为外部区域，如图4-8所示。

在进行环境设置之前首先要确保系统传感器已经标定，在主界面中按Environ（E）可以进入环境设置（如图4-9所示）：

图4-9环境设置界面

（一）

在环境设置第一界面，首先输入本塔吊区域总的障碍物数，按Enter键确认，进入环境设置第二个界面（如图4-9所示）。

图4-9环境设置界面

（二）

本界面的左半部为环境表，area为环境数目标栏，本系统最多允许一个塔吊有6个障碍物区域，area的值为0~5;type表示环境的类型，,本系统最多允许内、外区域各3个;edge表示区域的边数，即障碍物用多边形包围。

进入环境设置第二个界面后，光标停在第0个区域的type处，输入第0个区域的类型按Enter键确认，光标自动到edge处，输入区域的边数，按Enter键确认，光标自动到apex处，此时，运行塔吊到区域的第一个点（转角和小车都运行到相应的位置），按Enter键确认第一个点，同理完成多边形各点的设置（如为n边形，则要设置完n个点）后，光标自动运行到第1个区域的type处，同理完成第1个区域的设置，同理完成所有区域的设置后按Enter键光标停在最后一个区域的type处。

此时，按Esc键退出环境设置界面，回到主界面。

注意事项：

（1）在设置环境之前应确保传感器已经标定，系统参数已经设置，并且现场塔吊的静态信息已经储存，否则系统无法正常设置环境。

（2）设置内部区域时，封闭多边形各顶点一定要沿着n边形的顶点顺次（顺时针或逆时针）设置（图4-8中的内部区域各点设置）。

（3）设置外部区域时，要求开放区域的起始点和末尾点都要设置在塔吊大臂所在的圆上，中间各点依次设置（图4-8中的外部区域各点设置）。

（4）用户可以通过Del键删除当前已输入的数据，输入新的数据。

·系统吊重表输入

本系统具有力矩限制功能，首先需要输入塔吊吊重表。

在系统的管理员界面下，按（#L）键系统进入吊重表输入界面。

进入该界面后，系统自动调入原来塔吊的吊重表，如果需要修改，需先用Tab键删掉原来的吊重表段数，输入新值，用Enter键确认系统自动产生新表，然后在该表中输入新的吊重表。

表的格式如下：

图4-10吊重表输入界面

其中：

右上角输入段数如上为2，下面自动产生2行的表格。

该表格中，第1列为段号，第2列为半径（Length,单位米）；第3列以及第4列分别为2绳以及4绳对应的安全吊重（单位为千克kg）；注意吊重表输入时，应随段号增大，半径增大（该表应该为塔吊厂家提供）。

·LCD显示箱面板介绍

在LCD显示面板上有Bypass钥匙开关以及2/4绳选择开关。

Bypass开关用于系统正常运行过程中，防碰撞功能的启动/关闭。

当Bypass钥匙开关处于OFF位置时，系统仍然正常运行，系统的声报警和界面显示报警仍然存在，但所有的系统输出将被忽略，即所有的继电器关闭，操作员本身的操作和判断代替了本系统的电机保护功能；反之，bypass处于ON状态时，继电器正常输出。

2/4绳选择开关用于系统两种工作模式的选择。

·系统工作模式下，显示界面

图4-11系统工作界面

如图4-11，LCD显示界面右边为塔吊自己当前状态，包括：

2/4绳，塔吊转角（Slewing），小车半径（radius），吊重高度（height），吊重（load）以及风速（WS），吊重百分比（RT,）当前安全吊重（SL），时间以及日期；界面右边为主界面显示与本塔吊相关塔吊的位置信息，图中TC2为自身塔吊，TC1为相关塔吊；界面左上角为自身塔吊当前各运动的状态；

·塔吊静态参数修正

本系统防碰撞计算完全是基于整个工作现场的一个绝对坐标系，当操作员在工程图纸上选定坐标系后，但由于各种原因，很难保证现场工作的每个塔吊坐标与图纸坐标一致，为了保证计算的准确，需要对现场塔吊进行静态参数修正，主要指塔机坐标X,Y以及塔吊转角的零位偏角三个参数。

图4-12静态参数修正界面一

本系统塔吊静态参数修正基本方法：

在需要进行参数修正的塔吊上，进入管理员界面按键“R”，进入图示的参数修正界面。

（1）进入该界面后，首先输入用于标定本塔机的基准塔机的塔机号（Choosenum，注意基准塔吊必须与本塔吊相关，有两个交点），用Enter键确认，在显示屏左边出现基准塔吊以及自身塔吊；

（2）此时，显示屏右边出现提示采样第一个交点坐标（PressEntertoConfirmfirstpoint）。

其方法是：

运行本身塔吊以及基准塔吊，直到两塔吊前臂端点相交（注意此交点是实际工程中两塔吊的交点，不是显示屏上的交点），用Enter键读取第1个交点的坐标；此时，屏幕会显示第1个交点处两塔吊各自角度；

（3）紧接着系统提示，采样第2个点的坐标，按上面同样的方法，将两个塔吊运行到第2个交点，用Enter键读取第2个值；

图4-13静态参数修正界面二

当系统读取两个值之后，待修正的塔吊立刻计算出当前塔吊的塔基坐标以及转角的零位偏角。

如果系统要修正该参数，可用Enter键确认并退出，如果用户不修正，可用Esc键退出。

·其它

（1）当系统出现故障时，工作界面的右上角会出现提示用户关机的字样，此时，用户应该关闭系统，检查各部分连接无误后重新启动。

（2）系统转角零位的修正方法二：

在工作模式下，如果需要修正转角零位，可以将塔吊前臂转到系统零位，只需按下”o”键即设定当前位置为零位。

（3）如果当前为斜臂塔吊，在进行小车半径标定前，必须先进入参数设置界面（#P），输入塔臂的最大仰角；

（4）系统运行过程中，如果出现发生碰撞系统却无任何提示，请检查系统参数界面下的各种碰撞距离是否设定。