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[摘要]塔机安全保护系统是一种对可靠性和安全性极高的一种特殊设备，塔机结构构件的强度和稳定性是确保塔机安全保护系统安全运行的主要因素，而自动监测技术的应用，可以对塔机安全保护系统中的各个构件进行安全检测，同时，还可以对其运行状态的主要参数进行安全性检测，包括幅度、起重量、方位角、速度、风速、回转速度以及复合动作等，进而达到预期的安全性目标。
[关键词]塔机安全保护系统自动监测技术安全性检测应用
中图分类号：TD325+.4 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）31―0230―01
目前塔机安全保护系统已经在现代工程中得到了广泛的应用，为了全面提升系统运行的可靠性与安全性，保证工程的经济效益，引入了自动监测技术，而该技术的应用，更是全面提升了系统的可靠运行，具有很好的发展前景。因此，对自动监测技术在塔机安全保护系统中的应用的探讨有其必要性。
一、研究背景
塔机安全保护系统广泛应用于软弱地层、复杂地层、高承压水地层的锚固施工中，比如铁路、高速公路的边坡加固、水库、水坝的坝基稳固、建筑基础施工、建筑物地基处理与稳固、隧道加固等各个方面，同时，还包括导航塔、电视发射塔、高压输变铁塔、港口、水工等的处理等，根据实际应用与研究证实：塔机安全保护系统的应用有着较好的发展前景和可观的经济效益，如施工效益，通过该系统和设备的应用，不仅有利于土体的锚固，而且可以加快施工进度、提高工程质量，根据有关数据分析，若是按照每年每台施工2万延米进行计算，其效益可以超过700多万元；又比如锚机效应，通过该设备的应用取代国外的同类设备，其中每一台机械可以节约40万美元，是一笔非常可观的经济效益。
另外，在塔机安全保护系统中，自动监测技术的应用更是促进其应用与发展，通过随时监测反映系统的运行状态，包括其运行中的各项参数，增强系统运行机制的稳定性，同时，利用现代信息融合技术，将监测到的各种数据进行融合，监测参数值是否超过限定值，并将出现意外的运行状态记录下来，全面实现运行状态识别、空间定位、安全保护以及典型故障诊断等，并在此基础上，结合现代网络通讯技术，有效地实现塔机安全运行的远程控制与管理。
二、工作原理
塔机安全保护系统由坐标系统、计算机、换能器、操纵器、控制器、闭路控制传感器、集成传感器等各个部分组成，同时，与其他的子系统一起，实现系统的决定制作、目标捕获等功能。同时，在该系统中，主要的相关配套设施包括：主控微处理器、存储模块、万年历模块、报警模块、数据传输模块、数据采集模块和显示模块等，这些子模块在数据总线的连接作用下，与总控制系统连接起来，从而进行数据采集、收集与分析。因此，在这样的配置环境下，系统具有良好的抗干扰能力、数据采集能力、数据存储能力以及传输性能，在实际应用中，可以将采集到的数据自动记录、自动显示、计算与分析，并且通过相关的处理，达到很好的兼容性，以下针对系统的工作原理进行具体的分析：
首先，该系统采用分辨率0.1"的显示器，角度测量精度以0.5"为标准，不仅可以完成数据的自动采集，并且可以实现自动正倒镜测量，精确地瞄准目标，可以在较短的时间内自动辨识目标。同时，通过绝对编码的应用，结合对径、连续测量方法，达到预期的测量目标。
其次，在测量过程中，系统采用电子双轴补偿方式，可以全面提升测量补偿范围，一般其补偿范围为4'，同时，在系统测量时，其精度被确认为0.3"的精度，最大限度地减少了测量误差。
另外，本系统采用相位测量的方法，实现自动定位精度及目标识别，驱动的最大旋转角度可达45°/s，根据实践分析，系统的定位精度可以达到1mm，与此同时，与之相应的切向跟踪速，也可以达到100 m 处 1m/s。
此外，该系统还采用现代化的数字影像处理技术，其放大倍数可以达到30倍，在测量时与其他系统和模块一起，自动照准目标、自动测距、自动测角，而且还可以实现目标丢失等异常情况的及时处理。
三、现场监测
通过以上对系统工作原理和技术应用分析，以下我们通过工程案例，对其具体的现场监测情况进行具体分析：
某工程的基坑面积约为9000m2，基坑的开挖深度为4.0-4.75m。基坑的周围围护施工采用水泥土搅拌桩重力坝，局部设置土钉墙，土钉要求3-4排即可，本工程中，土钉长度约为6m。由于工程基坑施工正处于梅雨季节，基坑开挖时的雨水量突增，这给基坑的稳定和安全造成极为不利的影响。当开挖到2.5m时，发现塔身有所倾斜，后经实测，其垂直度偏西约为1.8‰、偏南5.6‰，因此，为了避免工程施工中垂直度超过工程允许的偏差，要求加强施工监测，实现塔机跟踪监测，将监测的结果和数据录入系统，从而对塔机进行自动控制。
1.监测依据
本项目工程主要是以GB50026-2007《工程测量规范》、《塔式起重机安全规程》以及《建筑变形测量规范》为主要参照标准。
2.垂直度测量
在测量过程中，以塔机南北向垂直度实际偏差情况为准，在距离基坑外的西侧12m处，同时，距塔机28m处设置自动监测站，并且要每天自动定条件、定时间，进行实时跟踪监测。一般情况下，监测一天进行2次为宜，分别定为上午9时、下午2时，当超预警值，那么系统就会出现报警，与此同时，出现超报警值时，塔机也会相应地起动电控自动保护作用，将塔机工作电源自动切断，从而预防和避免其他设备受到影响，在具体的测量时，塔机垂直度监测原理及其公式如下所示：
图1
图中，O点----监测中心点，
A点----塔机塔身上部监测点，
B点----被监测塔机塔身下部监测点；
D1----OD间距离，
D2----OC间距离，
△H1----AD间距离，
△H2----BC间距离；（△H1和△H2有正负）
根据以上图示，水平距离偏差：
△D= D1- D2（1）
垂直高度：
H=△H1-△H2（2）
因此，根据图示和以上说明及垂直度计算公式，就可以得到解决相对垂直方向上的垂直度，具体为：
i（‰）=△D/ H （3）
总之，这套系统使用了自动监测系统，采用分辨率0.1"显示器，既在有限时间内完成数据的自动采集，实现自动测量、目标精确瞄准、目标自动辨识，全面提升测量精度，又可以扩大测量自动监测范围，同时，在测量时，其精度值极高，不仅降低工作强度，提高工作作业精度和效率，而且最大限度地减少了测量误差，有效地提升了测量工作质量。
总结：
在特种设备安全技术规范（ＴＳＧＱ７０１６）的修订版中，对安全监控管理系统提出了诸多强制性的要求。可以预见，自动监测技术会在大型起重机的安全保护系统中占有越来越重要的地位．因此塔机安全保护系统中，自动监测技术的应用，将单片机技术与信息融合技术结合起来，实现了系统的显示、监测、自动保护功能，同时，通过系统在工作时所产生的信号，与预先存储的安全工作数值进行对比分析，全面优化系统的工作幅度、速度、回转速度、起升高度、起重力矩、起重量等各项参数，确保塔机运行的可靠性与安全性。
参考文献
[1] 李春雷. 建筑塔吊监控系统远程终端的开发[D].电子科技大学，2012.
[2] 余向阳. 基于GPRS的塔式起重机远程监测系统的设计与实现[D].湖南大学，2012.
[3] 陈颖. 基于超声信号塔式起重机安全预警信息获取技术研究[D].西安建筑科技大学，2010.
[4] 邓翠艳. 塔式起重机工作状态监控系统的研究[D].太原理工大学，2012.
[5] 周旭，晏伟光，孙勇，张立斌，陈亚. CAN总线在矿用柴油机车安全保护系统中应用的必要性和可行性分析[J]. 工矿自动化，2011，（01）：59-61.
[关键词]塔机安全保护系统自动监测技术安全性检测应用
中图分类号：TD325+.4 文献标识码：TD 文章编号：1009―914X（2013）31―0230―01
目前塔机安全保护系统已经在现代工程中得到了广泛的应用，为了全面提升系统运行的可靠性与安全性，保证工程的经济效益，引入了自动监测技术，而该技术的应用，更是全面提升了系统的可靠运行，具有很好的发展前景。因此，对自动监测技术在塔机安全保护系统中的应用的探讨有其必要性。
一、研究背景
塔机安全保护系统广泛应用于软弱地层、复杂地层、高承压水地层的锚固施工中，比如铁路、高速公路的边坡加固、水库、水坝的坝基稳固、建筑基础施工、建筑物地基处理与稳固、隧道加固等各个方面，同时，还包括导航塔、电视发射塔、高压输变铁塔、港口、水工等的处理等，根据实际应用与研究证实：塔机安全保护系统的应用有着较好的发展前景和可观的经济效益，如施工效益，通过该系统和设备的应用，不仅有利于土体的锚固，而且可以加快施工进度、提高工程质量，根据有关数据分析，若是按照每年每台施工2万延米进行计算，其效益可以超过700多万元；又比如锚机效应，通过该设备的应用取代国外的同类设备，其中每一台机械可以节约40万美元，是一笔非常可观的经济效益。
另外，在塔机安全保护系统中，自动监测技术的应用更是促进其应用与发展，通过随时监测反映系统的运行状态，包括其运行中的各项参数，增强系统运行机制的稳定性，同时，利用现代信息融合技术，将监测到的各种数据进行融合，监测参数值是否超过限定值，并将出现意外的运行状态记录下来，全面实现运行状态识别、空间定位、安全保护以及典型故障诊断等，并在此基础上，结合现代网络通讯技术，有效地实现塔机安全运行的远程控制与管理。
二、工作原理
塔机安全保护系统由坐标系统、计算机、换能器、操纵器、控制器、闭路控制传感器、集成传感器等各个部分组成，同时，与其他的子系统一起，实现系统的决定制作、目标捕获等功能。同时，在该系统中，主要的相关配套设施包括：主控微处理器、存储模块、万年历模块、报警模块、数据传输模块、数据采集模块和显示模块等，这些子模块在数据总线的连接作用下，与总控制系统连接起来，从而进行数据采集、收集与分析。因此，在这样的配置环境下，系统具有良好的抗干扰能力、数据采集能力、数据存储能力以及传输性能，在实际应用中，可以将采集到的数据自动记录、自动显示、计算与分析，并且通过相关的处理，达到很好的兼容性，以下针对系统的工作原理进行具体的分析：
首先，该系统采用分辨率0.1"的显示器，角度测量精度以0.5"为标准，不仅可以完成数据的自动采集，并且可以实现自动正倒镜测量，精确地瞄准目标，可以在较短的时间内自动辨识目标。同时，通过绝对编码的应用，结合对径、连续测量方法，达到预期的测量目标。
其次，在测量过程中，系统采用电子双轴补偿方式，可以全面提升测量补偿范围，一般其补偿范围为4'，同时，在系统测量时，其精度被确认为0.3"的精度，最大限度地减少了测量误差。
另外，本系统采用相位测量的方法，实现自动定位精度及目标识别，驱动的最大旋转角度可达45°/s，根据实践分析，系统的定位精度可以达到1mm，与此同时，与之相应的切向跟踪速，也可以达到100 m 处 1m/s。
此外，该系统还采用现代化的数字影像处理技术，其放大倍数可以达到30倍，在测量时与其他系统和模块一起，自动照准目标、自动测距、自动测角，而且还可以实现目标丢失等异常情况的及时处理。
三、现场监测
通过以上对系统工作原理和技术应用分析，以下我们通过工程案例，对其具体的现场监测情况进行具体分析：
某工程的基坑面积约为9000m2，基坑的开挖深度为4.0-4.75m。基坑的周围围护施工采用水泥土搅拌桩重力坝，局部设置土钉墙，土钉要求3-4排即可，本工程中，土钉长度约为6m。由于工程基坑施工正处于梅雨季节，基坑开挖时的雨水量突增，这给基坑的稳定和安全造成极为不利的影响。当开挖到2.5m时，发现塔身有所倾斜，后经实测，其垂直度偏西约为1.8‰、偏南5.6‰，因此，为了避免工程施工中垂直度超过工程允许的偏差，要求加强施工监测，实现塔机跟踪监测，将监测的结果和数据录入系统，从而对塔机进行自动控制。
1.监测依据
本项目工程主要是以GB50026-2007《工程测量规范》、《塔式起重机安全规程》以及《建筑变形测量规范》为主要参照标准。
2.垂直度测量
在测量过程中，以塔机南北向垂直度实际偏差情况为准，在距离基坑外的西侧12m处，同时，距塔机28m处设置自动监测站，并且要每天自动定条件、定时间，进行实时跟踪监测。一般情况下，监测一天进行2次为宜，分别定为上午9时、下午2时，当超预警值，那么系统就会出现报警，与此同时，出现超报警值时，塔机也会相应地起动电控自动保护作用，将塔机工作电源自动切断，从而预防和避免其他设备受到影响，在具体的测量时，塔机垂直度监测原理及其公式如下所示：
图1
图中，O点----监测中心点，
A点----塔机塔身上部监测点，
B点----被监测塔机塔身下部监测点；
D1----OD间距离，
D2----OC间距离，
△H1----AD间距离，
△H2----BC间距离；（△H1和△H2有正负）
根据以上图示，水平距离偏差：
△D= D1- D2（1）
垂直高度：
H=△H1-△H2（2）
因此，根据图示和以上说明及垂直度计算公式，就可以得到解决相对垂直方向上的垂直度，具体为：
i（‰）=△D/ H （3）
总之，这套系统使用了自动监测系统，采用分辨率0.1"显示器，既在有限时间内完成数据的自动采集，实现自动测量、目标精确瞄准、目标自动辨识，全面提升测量精度，又可以扩大测量自动监测范围，同时，在测量时，其精度值极高，不仅降低工作强度，提高工作作业精度和效率，而且最大限度地减少了测量误差，有效地提升了测量工作质量。
总结：
在特种设备安全技术规范（ＴＳＧＱ７０１６）的修订版中，对安全监控管理系统提出了诸多强制性的要求。可以预见，自动监测技术会在大型起重机的安全保护系统中占有越来越重要的地位．因此塔机安全保护系统中，自动监测技术的应用，将单片机技术与信息融合技术结合起来，实现了系统的显示、监测、自动保护功能，同时，通过系统在工作时所产生的信号，与预先存储的安全工作数值进行对比分析，全面优化系统的工作幅度、速度、回转速度、起升高度、起重力矩、起重量等各项参数，确保塔机运行的可靠性与安全性。
参考文献
[1] 李春雷. 建筑塔吊监控系统远程终端的开发[D].电子科技大学，2012.
[2] 余向阳. 基于GPRS的塔式起重机远程监测系统的设计与实现[D].湖南大学，2012.
[3] 陈颖. 基于超声信号塔式起重机安全预警信息获取技术研究[D].西安建筑科技大学，2010.
[4] 邓翠艳. 塔式起重机工作状态监控系统的研究[D].太原理工大学，2012.
[5] 周旭，晏伟光，孙勇，张立斌，陈亚. CAN总线在矿用柴油机车安全保护系统中应用的必要性和可行性分析[J]. 工矿自动化，2011，（01）：59-61.