塔式起重機是建築工程進行起重運輸作業的重要設備，塔式起重機事故關係國計民生、危wei害hai重zhong大da，而er目mu前qian眾zhong多duo的de塔ta式shi起qi重zhong機ji司si機ji雖sui然ran有you上shang崗gang證zheng，由you於yu缺que少shao監jian督du和he複fu核he手shou段duan，實shi際ji工gong作zuo中zhong違wei規gui嚴yan重zhong。加jia強qiang檢jian查zha和he考kao核he非fei常chang重zhong要yao。塔ta式shi起qi重zhong機ji傾qing翻fan事shi故gu發fa生sheng的de原yuan因yin可ke以yi分fen為wei兩liang大da方fang麵mian：一方麵由於塔式起重機管理不到位，違章操作、違章超載、斜拉斜吊現象普遍存在；二是由於對塔式起重機安全隱患不能夠及時發現，例如，在塔式起重機基礎發生傾斜、關鍵焊縫出現微裂紋、luoshuansongdongdeqingkuangxiameiyoujishijianzhaweixiu，zhishizaitashiqizhongjijixushiyongguochengzhongshiqianzaidequexianjinyibuehua，zuizhongdaozhitashiqizhongjideqingfan。xiamianduixingchengmuqianzhezhongxianzhuangdeyuanyinjinxingtantao，bingfenxishiyongtajiheixiazi（塔機安全監控管理係統）的意義。
一、原因分析
1、主觀原因：
塔ta式shi起qi重zhong機ji使shi用yong單dan位wei從cong其qi施shi工gong速su度du考kao慮lv，總zong想xiang在zai最zui短duan時shi間jian內nei吊diao完wan所suo有you需xu吊diao起qi的de材cai料liao，因yin而er在zai起qi吊diao次ci數shu一yi定ding的de條tiao件jian下xia，就jiu想xiang通tong過guo增zeng加jia每mei吊diao重zhong量liang來lai實shi現xian上shang述shu目mu的de。在zai其qi主zhu觀guan上shang存cun在zai超chao載zai的de嚴yan重zhong傾qing向xiang。
部分塔式起重機租賃單位為保持客戶不斷增長、租zu賃lin業ye務wu的de不bu斷duan擴kuo大da，對dui使shi用yong單dan位wei的de超chao載zai等deng違wei章zhang操cao作zuo行xing為wei，睜zheng隻zhi眼yan閉bi隻zhi眼yan，甚shen至zhi個ge別bie業ye務wu人ren員yuan為wei賺zhuan取qu租zu賃lin差cha價jia，將jiang低di規gui格ge塔ta式shi起qi重zhong機ji以yi高gao規gui格ge塔ta式shi起qi重zhong機ji外wai租zu，即ji使shi使shi用yong單dan位wei按an租zu賃lin協xie議yi噸dun位wei起qi吊diao，對dui塔ta式shi起qi重zhong機ji本ben身shen已yi造zao成cheng了le超chao載zai，放fang縱zong了le超chao載zai等deng違wei章zhang作zuo業ye行xing為wei，因yin而er無wu論lun租zu賃lin單dan位wei或huo使shi用yong單dan位wei受shou利li益yi驅qu使shi，從cong主zhu觀guan上shang抵di製zhi有you效xiao監jian管guan。
2、客觀原因：
塔ta式shi起qi重zhong機ji原yuan有you的de安an全quan限xian位wei器qi，現xian場chang因yin缺que少shao砝fa碼ma無wu法fa及ji時shi調tiao試shi，造zao成cheng安an全quan限xian位wei器qi成cheng了le擺bai設she。當dang塔ta式shi起qi重zhong機ji司si機ji發fa現xian危wei險xian時shi，很hen容rong易yi出chu現xian急ji停ting急ji回hui。
塔式起重機技術檔案特別是累計運轉記錄多為使用或租賃單位填寫，管理部門無法查證其真實性，給違章操作造成可乘之機。
yinyishangyuanyinzaochengletashiqizhongjishiyongguochengzhongdepubianchaozaidengweizhangzuoye，chulebenshenjiyizaochenganquanshiguwai，pinfandechaozaijiyoukenengyinfatashiqizhongjigangjiegoumouxiebuweidepilaosunshang，tebieshichaozaiqingkuangxiademengqimengluo，duitashiqizhongjijiegousunshangjuda，jiyixingchengelieshigu。
二、使用塔機黑匣子，起重機安全監控管理裝置的意義分析
目前已開發使用的安全監控裝置有“塔機黑匣子”和防傾翻監控儀，其中監控儀通過觀察塔式起重機的傾斜而進行記錄和報警，無論是塔式起重機工作狀態（如超載、斜拉等），或非工作狀態（如螺栓鬆動、基礎不均勻下沉），使造成的塔式起重機機身傾斜度超過臨界狀態均可記錄和報警提示。
1、使用塔吊黑匣子，塔式起重機安全監控管理裝置，通過高科技手段（如記錄芯片）獲取真實的第一手數據，而且不可人為更改，為真實貫徹《建設工程安全生產管理條例》（國務院第393號令）、《建築起重機械備案登記辦法》（建質[2008]76號）、《特種設備安全監察條例》（國務院第373號令）、《建築起重機械安全監督管理規定》（建設部第166號令）、《塔式起重機技術條件》GB/T9462-1999、《塔式起重機安全規程》GB5144-2006、《塔式起重機操作使用規程》JB/T100-1999的相關要求提供有力的技術支持。
2、使shi用yong塔ta機ji黑hei匣xia子zi，塔ta式shi起qi重zhong機ji安an全quan監jian控kong管guan理li係xi統tong裝zhuang置zhi，是shi加jia大da監jian督du管guan理li力li度du，消xiao除chu事shi故gu隱yin患huan的de需xu要yao。安an裝zhuang塔ta吊diao黑hei匣xia子zi，塔ta式shi起qi重zhong機ji安an全quan監jian控kong管guan理li裝zhuang置zhi可ke以yi有you效xiao地di減jian少shao違wei規gui現xian象xiang，首shou先xian，塔ta式shi起qi重zhong機ji管guan理li人ren員yuan已yi經jing習xi慣guan的de灰hui色se地di帶dai經jing過guo數shu據ju整zheng理li將jiang全quan部bu透tou明ming；其次，不熟練的甚至不具備資質的操作人員的技能評估將通過數據統計被暴光；最後，所有的塔式起重機使用過程（包括吊載狀態和非吊載狀態）數據將通過數據分析得到再現，從而使相關人員習慣於被監督的工作狀態；而以前是相反的（即幾乎所有的相關人員的工作內容包括司機、拆裝工、指揮人員（信號工）的維護、使用、拆裝工作是不被監督的）。
有(you)的(de)管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)錯(cuo)誤(wu)地(di)認(ren)為(wei)隻(zhi)要(yao)保(bao)證(zheng)目(mu)前(qian)的(de)安(an)全(quan)限(xian)位(wei)器(qi)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)即(ji)能(neng)保(bao)證(zheng)塔(ta)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)安(an)全(quan)，實(shi)際(ji)上(shang)，非(fei)超(chao)載(zai)狀(zhuang)態(tai)的(de)安(an)全(quan)和(he)所(suo)有(you)的(de)運(yun)行(xing)記(ji)錄(lu)是(shi)無(wu)法(fa)通(tong)過(guo)目(mu)前(qian)的(de)安(an)全(quan)限(xian)位(wei)器(qi)實(shi)現(xian)的(de)。
3、使用塔機黑匣子，塔式起重機安全監控管理裝置，是培養隊伍、提高從業人員素質、提高監督管理技術水平的需要。通過處罰司機操作過程中打反車、急停急吊、斜xie拉la斜xie吊diao等deng錯cuo誤wu行xing為wei，教jiao育yu司si機ji和he管guan理li者zhe，將jiang有you效xiao地di消xiao除chu惡e性xing事shi故gu的de發fa生sheng概gai率lv。特te別bie是shi當dang塔ta吊diao司si機ji觀guan察cha不bu到dao所suo吊diao重zhong物wu時shi，若ruo指zhi揮hui人ren員yuan不bu限xian製zhi工gong人ren裝zhuang配pei的de貨huo物wu狀zhuang態tai（重量、位置），起吊時司機可通過監控儀獲知所吊重物是否超載或斜拉，及時采取措施糾正。
對(dui)於(yu)塔(ta)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)有(you)時(shi)出(chu)現(xian)連(lian)接(jie)銷(xiao)軸(zhou)孔(kong)與(yu)銷(xiao)軸(zhou)配(pei)合(he)不(bu)符(fu)合(he)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)，連(lian)接(jie)高(gao)強(qiang)螺(luo)栓(shuan)鬆(song)動(dong)後(hou)未(wei)及(ji)時(shi)擰(ning)緊(jin)的(de)現(xian)象(xiang)，通(tong)過(guo)及(ji)時(shi)維(wei)修(xiu)和(he)補(bu)救(jiu)措(cuo)施(shi)，可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)建(jian)築(zhu)工(gong)程(cheng)安(an)全(quan)、可靠的施工進度。
通(tong)過(guo)司(si)機(ji)上(shang)班(ban)觀(guan)察(cha)塔(ta)吊(diao)黑(hei)匣(xia)子(zi)儀(yi)器(qi)指(zhi)示(shi)的(de)塔(ta)身(shen)傾(qing)角(jiao)和(he)每(mei)月(yue)一(yi)次(ci)的(de)數(shu)據(ju)統(tong)計(ji)整(zheng)理(li)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)塔(ta)身(shen)軸(zhou)心(xin)線(xian)側(ce)向(xiang)垂(chui)直(zhi)度(du)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)，減(jian)少(shao)了(le)塔(ta)身(shen)軸(zhou)心(xin)線(xian)側(ce)向(xiang)垂(chui)直(zhi)度(du)的(de)測(ce)量(liang)次(ci)數(shu)，不(bu)必(bi)每(mei)次(ci)必(bi)須(xu)用(yong)經(jing)緯(wei)儀(yi)和(he)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)完(wan)成(cheng)塔(ta)身(shen)軸(zhou)心(xin)線(xian)側(ce)向(xiang)垂(chui)直(zhi)度(du)測(ce)量(liang)，簡(jian)化(hua)了(le)管(guan)理(li)環(huan)節(jie)、提高了管理水平。
塔機安全監控係統，基於傳感器技術、嵌入式技術、數據采集技術、數據融合處理、無wu線xian傳chuan感gan網wang絡luo與yu遠yuan程cheng數shu據ju通tong信xin技ji術shu，高gao效xiao率lv地di完wan整zheng實shi現xian建jian築zhu塔ta機ji單dan機ji運yun行xing和he群qun塔ta幹gan涉she作zuo業ye防fang碰peng撞zhuang的de實shi時shi監jian控kong與yu聲sheng光guang預yu警jing報bao警jing功gong能neng，並bing在zai報bao警jing的de同tong時shi自zi動dong中zhong止zhi塔ta機ji危wei險xian動dong作zuo。與yu過guo去qu塔ta機ji機ji械xie式shi限xian位wei器qi以yi及ji塔ta機ji“黑匣子”或塔機記錄儀的封閉式監控、記錄不同，塔機安全監控係統前端監控裝置和後端遠程監控平台無縫融合，實現了開放式的實時監控，在對塔機實現現場安全監控、運行記錄和聲光報警的同時，通過遠程高速無線數據傳輸，將塔機運行工況安全數據和預警報警信息實時發送到GIS可視化監控平台，並能在報警時自動觸發手機短信向相關人員報警，從而實現實時動態的遠程監控、遠程報警和遠程告知，使得塔機安全監控成為開放的實時動態監控。
一．塔機黑匣子回轉防碰撞監控必須選用絕對值多圈編碼器
根據國家十二五計劃規定，大型起重機械必須安裝安全保護記錄裝置（也稱為安全黑匣子），並且對生產銷售企業有嚴格要求，建築機械塔機黑匣子(又叫塔式起重機遠程安全監控係統）,主zhu要yao應ying用yong於yu塔ta機ji的de實shi時shi監jian控kong，避bi免mian因yin操cao作zuo者zhe的de疏shu忽hu或huo判pan斷duan失shi誤wu而er造zao成cheng的de安an全quan事shi故gu，尤you其qi在zai塔ta機ji群qun多duo台tai塔ta機ji之zhi間jian的de防fang碰peng撞zhuang功gong能neng，單dan台tai塔ta機ji的de禁jin行xing區qu防fang碰peng撞zhuang功gong能neng的de監jian控kong，可ke極ji大da地di保bao證zheng塔ta機ji的de安an全quan使shi用yong。
隨著城市建設的飛速發展，塔式起重機被越來越多地使用在市政建設、橋梁、高gao層ceng建jian築zhu等deng施shi工gong場chang所suo。但dan是shi由you於yu塔ta式shi起qi重zhong機ji在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong具ju有you較jiao大da危wei險xian性xing，重zhong大da傷shang害hai事shi故gu的de發fa生sheng率lv也ye在zai提ti高gao。為wei有you效xiao地di預yu防fang和he降jiang低di施shi工gong現xian場chang塔ta式shi起qi重zhong機ji的de安an全quan事shi故gu，保bao證zheng起qi重zhong機ji的de安an全quan正zheng常chang運yun行xing，2008年8月，國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會，聯合發布塔式起重機國家標準，規定從2009年2月1日起，塔式起重機必須裝備具有采集、記錄、顯示、傳輸、預警、報警功能的安全記錄裝置-塔機黑匣子。
塔機安全監控係統，是基於傳感器技術、嵌入式技術、多數據采集技術、數據融合處理、wuxianchuanganwangluoyuyuanchengshujutongxinjishu，gaoxiaolvdiwanzhengshixianjianzhutajidanjiyunxinghequntaganshezuoyefangpengzhuangdeshishijiankongyushengguangyujingbaojinggongneng，bingzaibaojingdetongshizidongzhongzhitajiweixiandongzuo。qizhongchuanganqijishushizhenggejiankongdehexinjikekaoxingzuizhongyaodehuanjie。
在塔機黑匣子的監控係統中，塔機吊臂高度、小車位置、吊(diao)臂(bi)回(hui)轉(zhuan)角(jiao)度(du)及(ji)速(su)度(du)監(jian)控(kong)等(deng)都(dou)需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)角(jiao)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)，其(qi)中(zhong)，吊(diao)臂(bi)回(hui)轉(zhuan)角(jiao)度(du)關(guan)係(xi)到(dao)塔(ta)機(ji)群(qun)中(zhong)兩(liang)個(ge)塔(ta)機(ji)吊(diao)臂(bi)之(zhi)間(jian)防(fang)碰(peng)撞(zhuang)的(de)關(guan)鍵(jian)性(xing)安(an)全(quan)監(jian)控(kong)，由(you)於(yu)防(fang)碰(peng)撞(zhuang)計(ji)算(suan)的(de)吊(diao)臂(bi)長(chang)度(du)對(dui)於(yu)測(ce)量(liang)角(jiao)度(du)的(de)三(san)角(jiao)函(han)數(shu)放(fang)大(da)作(zuo)用(yong)，測(ce)量(liang)回(hui)轉(zhuan)角(jiao)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)精(jing)度(du)及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)往(wang)往(wang)決(jue)定(ding)了(le)安(an)全(quan)監(jian)控(kong)的(de)成(cheng)敗(bai)。為(wei)此(ci)，在(zai)比(bi)較(jiao)了(le)各(ge)種(zhong)角(jiao)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)特(te)點(dian)適(shi)用(yong)性(xing)及(ji)成(cheng)本(ben)要(yao)求(qiu)，高(gao)位(wei)數(shu)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)絕(jue)對(dui)值(zhi)多(duo)圈(quan)編(bian)碼(ma)器(qi)是(shi)必(bi)須(xu)的(de)選(xuan)擇(ze)。
按照塔機黑匣子監控標準的要求，應允許塔機吊臂做正反方向的回轉三圈，角度監控的分辨率優於1度，同時還有測量精度要求。為此，按此計算的總測量行程分辨率必須大於360度x3圈=1080，這樣的分辨率精度要求，原先塔機用電位器測量的方法是不能滿足的（電位器分辨率0.5%FS），用增量值編碼器也不符合抗幹擾及停電位置不丟失的要求，隻能用絕對值編碼器大於11位（大於1080分辨總數）及以上，而且是三圈以上測量量程。實際上因為安裝的方法，是依靠塔機回轉大齒輪帶動小齒輪測量，實際測量圈數值為幾十圈。
有一些塔機黑匣子廠家選用了電位器作為回轉角度的監控，還有一些廠家選用了10位(wei)單(dan)圈(quan)絕(jue)對(dui)值(zhi)並(bing)行(xing)信(xin)號(hao)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)，都(dou)不(bu)符(fu)合(he)塔(ta)機(ji)安(an)全(quan)監(jian)控(kong)的(de)要(yao)求(qiu)。電(dian)位(wei)器(qi)無(wu)論(lun)是(shi)分(fen)辨(bian)率(lv)還(hai)是(shi)精(jing)度(du)都(dou)太(tai)低(di)，其(qi)觸(chu)點(dian)接(jie)觸(chu)式(shi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)的(de)不(bu)可(ke)靠(kao)性(xing)，更(geng)不(bu)能(neng)應(ying)用(yong)在(zai)安(an)全(quan)性(xing)設(she)備(bei)中(zhong)。而(er)單(dan)圈(quan)絕(jue)對(dui)值(zhi)十(shi)位(wei)並(bing)行(xing)編(bian)碼(ma)器(qi)，依(yi)賴(lai)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)減(jian)速(su)齒(chi)輪(lun)達(da)到(dao)三(san)圈(quan)的(de)量(liang)程(cheng)，10位1024分辨率已經略低於1080，而(er)且(qie)還(hai)要(yao)經(jing)過(guo)機(ji)械(xie)減(jian)速(su)的(de)回(hui)程(cheng)誤(wu)差(cha)，其(qi)分(fen)辨(bian)率(lv)也(ye)是(shi)勉(mian)強(qiang)湊(cou)數(shu)的(de)，而(er)精(jing)度(du)更(geng)因(yin)為(wei)回(hui)轉(zhuan)齒(chi)輪(lun)的(de)誤(wu)差(cha)而(er)更(geng)差(cha)，如(ru)果(guo)嚴(yan)格(ge)一(yi)點(dian)要(yao)求(qiu)，也(ye)不(bu)能(neng)達(da)到(dao)安(an)全(quan)黑(hei)匣(xia)子(zi)標(biao)準(zhun)。為(wei)此(ci)，塔(ta)機(ji)黑(hei)匣(xia)子(zi)的(de)防(fang)碰(peng)撞(zhuang)回(hui)轉(zhuan)角(jiao)度(du)的(de)監(jian)控(kong)必(bi)須(xu)用(yong)較(jiao)高(gao)位(wei)數(shu)的(de)絕(jue)對(dui)值(zhi)多(duo)圈(quan)編(bian)碼(ma)器(qi)才(cai)能(neng)真(zhen)正(zheng)符(fu)合(he)塔(ta)機(ji)黑(hei)匣(xia)子(zi)監(jian)控(kong)標(biao)準(zhun)的(de)要(yao)求(qiu)。
二．絕對值多圈編碼器在塔機黑匣子上的應用
1.真正意義的安全性——絕對值真多圈編碼器。絕對值多圈編碼器，都是內部由高精密機械齒輪帶動的全行程真多圈絕對值編碼器（機械鍾表齒輪式），這種編碼器技術是真正意義上的唯一“絕對值”。其內部為非接觸式絕對值數字編碼測量原理，無需計數、無需電池、無需靠停電記憶，所有位置絕對唯一，不怕幹擾不怕停電，不僅僅可以在360度內測量，還可以依賴內部的鍾表式齒輪在多圈的角度絕對值測量，是真正意義的“安全性”角度傳感器。
2.絕對值多圈編碼器的特性描述：
a.測量圈數及每圈分辨率：分為2種，一種測量4096圈，每圈4096分辨率；另一種測量64圈，總測量分辨率為14位16384.
b.信號輸出：一種為RS485數字信號+4—20mA雙備份信號輸出（安全冗餘），另一種為RS485數字信號或者4—20mA（或1—5V）信號（選一）。
c.工作環境等級：標準工業等級（歐標），溫度-25度——80度，防護等級為外殼IP67，另外或輕載型經濟級。
其qi中zhong，防fang護hu等deng級ji是shi指zhi外wai殼ke的de防fang塵chen防fang水shui，編bian碼ma器qi的de防fang護hu等deng級ji是shi塔ta機ji黑hei匣xia子zi必bi須xu考kao慮lv的de重zhong要yao因yin素su，塔ta機ji在zai於yu露lu天tian工gong作zuo，即ji使shi是shi編bian碼ma器qi外wai部bu有you盒he子zi，但dan是shi對dui於yu日ri夜ye溫wen差cha產chan生sheng的de水shui汽qi，編bian碼ma器qi外wai殼ke必bi須xu是shi無wu螺luo絲si全quan密mi封feng的de，不bu然ran水shui汽qi容rong易yi浸jin入ru影ying響xiang編bian碼ma器qi光guang學xue係xi統tong，編bian碼ma器qi不bu穩wen定ding甚shen至zhi報bao廢fei（就好比戴眼鏡怕水汽一樣）。所以防護等級外殼要達到IP65以上，從外觀上看，就是外殼無螺絲金屬全密封。
d.編碼器的信號引線及可靠性：無論是選用RS485信號還是4—20mA信號，編碼器的信號引線都是2根。編碼器的信號引線的可靠性因素，並行信號接線多，電纜長，電纜成本接頭成本上去了，而且塔機工作環境振動、水汽等，線頭太多也帶來了接頭可靠性不穩定的問題。另外，並行信號芯線多，大多不會做TVS防浪湧保護，對於雨天潮濕、雷擊等很容易損壞。RS485信號隻用2根信號線，信號接頭的不可靠概率大大下降，一般RS485口都有TVS浪湧保護。另外，有些並行10位編碼器沒有用格雷碼，而是用了BCD碼或純二進製碼（BIN碼），這(zhe)種(zhong)編(bian)碼(ma)不(bu)如(ru)格(ge)雷(lei)碼(ma)，會(hui)產(chan)生(sheng)跳(tiao)碼(ma)，國(guo)外(wai)真(zhen)正(zheng)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)廠(chang)家(jia)從(cong)不(bu)生(sheng)產(chan)這(zhe)種(zhong)並(bing)行(xing)編(bian)碼(ma)的(de)，這(zhe)種(zhong)跳(tiao)碼(ma)概(gai)率(lv)帶(dai)來(lai)的(de)是(shi)黑(hei)匣(xia)子(zi)不(bu)穩(wen)定(ding)性(xing)，有(you)時(shi)在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)因(yin)跳(tiao)碼(ma)而(er)誤(wu)動(dong)作(zuo)。RS485信號為數字式通訊信號，抗幹擾可靠性高。
e.回轉精度，全行程真多圈絕對值編碼器有分辨率12位甚至14位的，回轉精度高；而如果用單圈10位編碼器通過外部減速的方法，精度損失較大，對於回轉5度的精度要求有時都難以滿足。
結語
tajiheixiazizuoweianquanxingjiankongshebei，qizhongdechuanganqidexuanyong，shiqikekaoxinganquanxingdehexin，tongshi，zuoweitajiheixiazideyanfajishengchanchangjia，yiyangyaokaolvdaochanpindepinzhiyinsu、價格因素、服務成本因素、性價比，以及遠期的發展戰略。在此，絕對值多圈編碼器作為吊臂回轉角度的監控，或者是吊臂高度、小車位置的監控，是真正到位的選擇，是塔機黑匣子廠家都需要重點考慮的產品。