目前市場上絕大部分塔式起重機采用變頻器作為系統電動機的調速電源，控制器采用PLC，將變頻器的起動轉矩大、調試性能好和PLC控制可靠、靈活的特點結合在一起，提高塔式起重機運行的性能，而塔機監控系統大部分為起重量限

制、力矩限制、幅度限位、起升高度限位和回轉限位等通過開關量信號輸出，串聯或并聯方式接人原塔機控制系統安全回路中，實現安全保護作用，本系統為基于PLC控制的塔式起重機量身研發一種新型的安全監控系統。

1、新型塔式起重機安全監控系統的組成

本系統由重量傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、回轉傳感器、風速傳感器、監控主機及人機界面組成，如圖1所示

各模塊CPU采用主頻率為100MHz的ARM開發平臺，提高系統運算速度，程序移植了嵌入實時操作系統，同時提高系統的實時|生和穩定陛。各從機模塊將采集到的數據轉換成數字量后，需要及時將數據轉送給主機，主機根據上傳的數據進行數據運算，邏輯比較后將命令傳送給PLC控制器，PLC根據主機下發的命令執行相應的輸出動作，這樣則對模塊與主機數據交換的實時性要求非常高。選用了CAN總線作為模塊與主機數據交換的通路；現場實際應用CAN波特率設置為100kbit同時保證通訊速率及有效通訊距離。

塔式起重機安全監控主機與PLC及變頻器交換數據方式采用的是RS一485總線，由于RS一485總線是一種成熟的工業總線方式，并且目前市場上主流產品如三菱、歐姆龍、西門子等PLC，安川、ABB、三菱、東芝等變頻器都是RS一485接口。眾所周知變頻器的輸出部分一般采用的是IGBT等開關器件，在輸出能量的同時將在輸出線上產生較強的電磁輻射干擾，影響周邊電器的正常工作，特別是在設備啟動或停止瞬間。監控主機為避免變頻器的干擾，選用了具備±15kV ESD保護功能的

完全集成式隔離數據收發器ADM2587E，增強了系統的抗干擾性；監控主機、PLC及變頻器采用標準的MEMOBUS協議交換數據，表1所示為部分標準MEMOBUS協議格式。表2所示為監控主機上傳限位數據格式。

數據具體分配如下。

BYTE3：Bit0：高速右轉限位，Bitl：右轉限位，Bit2：高速前進限位，Bit3：前進限位，Bit4：高速后退限位，Bit5：后退限位。BYTE4：Bit0：報警信號，Bitl：預警信號，

Bit2：高速上升限位，Bit3：上升限位，Bit4：高速下降限位，Bit5：下降限位，Bit6：高速左轉限位，Bit7：左回轉限位。BYTE5：Bit0：一檔起重，Bitl：二檔起重，Bit2：三檔起重，Bit3：四檔起重，Bit4：五檔起重，Bit5：100％力矩，Bit6：90％力矩，Bit7：80％力矩。PLC定時將IO口狀態及獲取的變頻器信息，通過485傳遞給監控主機，變頻器與PLC間的協議根據所需監控具體內容確定，在此不再一一列出。

2、塔式起重機安全監控系統現場指導維修人員排查故障

監控主機將采集到的變頻器信息(故障代碼、輸出電流及頻率)及PLC的IO狀態，通過8寸的人機界面實時展現給操作者，如圖2、圖3所示。當現場設備出現故障時，維修人員可通過人機界面顯示的IO狀態及變頻器信息盡快查找到故

障原因，比如現場設備不能起升，故障原因為變頻器過流造成，維修人員通過人機界面顯示變頻器故障代碼后，便可確定是變頻器過電流，按照人機界面提示的原因實施對策后，使設備盡快投入使用。

3、如何提升安全性能

目前市場上大部分塔式起重機監控系統通過開關量輸出，并相應串入或并入原塔機安全回路中，工地維修人員人為改動線路，便可違規操作，存在安全隱患，如起重機控制系統為PLC控制器，則按照本文介紹改成監控的限位通過485總線發送給PLC控制器，PLC控制器根據接收到的軟限位狀態執行相應的動作，杜絕了違規操作。

4、結語

本文介紹的塔式起重機安全監控系統，通過現場實際應用，PLC能及時準確執行監控限位信息，為設備的使用提供了安全保證；同時監控系統通過人機界面將PLC控制系統的IO狀態及變頻器信息展示給維修人員(或操作人員)，大大縮短排查故障時間。