起重机在许多工业领域中都得到广泛的应用，尤其近几年，在工程建设领域对移动式起重机和其他起重机的需求量逐年上升。同时，起重机的安全作业也变得越来越重要。

与此同时，国家技术监督局专门制定并发布了起重机安全规程))(GB6067一l985)、《起重机械超载保护装置技术规范(GB12602l990)、《臂架型起重机起重安全保护装置通用技术条件》(GB7950—1999)等国家标准，要求各类起重机械装备载荷、力矩安全保护装置，并对安全保护装置的功能、性能检验等进行了严格规定…1。在《起重机械监督检验规程中也规定了轮式起重机起升重量大于16t、履带起重机起升重量大于32t，应装设安全保护装置。为此，本文针对桥式起重机专门设计了安全监控装置，以满足需要。

1、总体设计

本安全监控仪用于监测桥式起重机的承载重量，在一定范围内报警指示，若起吊时检测到吊车载重大干额定载重的l30％，立即断开继电器以保护吊车。若大干额定载重的ll0％则延时30秒断开继电器。载重在9O％到l1O％之间(可设定)时只报警指不。

传统的起重机安全监控仪大多采用8位51单片机作为系统微控制器，由于起重机安全监控仪的功能越来越强大，所以5l单片机有限的IO口、RAM和R0M，无法满足系统的要求，根据系统功能的要求必须对缺乏的资源进行扩展。另外，如果所选取的单片机片上没有集成的RTc模块和看门狗模块，系统还得进行配置。传统的5l单片机+R0M、RAM和10扩展+RTC+看门狗+LCD方案的缺点是硬件电路的器件多，造成电路板体积庞大。器件的增多也增加了故障的几率，检测变得困难，系统

的设计成本变高。由于外围电路器件的增多，增加电路设计的复杂性，使得PCB板布线难度加大，系统的抗干扰能力变差，系统的稳定性和可靠性也降低。

因此，本系统采用LPC2294+LCD的解决方案，系统只需一个嵌入式芯片就可代替传统的5l单片机+ROMRAM和10扩展+RTC+看门狗，无需任何扩展，此方案的优点是仪器体积小，硬件电路简单，检测故障容易，开发成本低，系统的稳定性和可靠性高，抗干扰能力得到了加强。

2、硬件设计

本安全监控仪由两个部分组成：一个与传感器相连，用于采集重量的前端变送器；一个用于参数修改设置和数据存储管理的监控记录仪。变送器的功能是将从传感器过来的模拟电压转换为对应的重量数据并即时通过电缆传送到监控记录仪；监控记录仪将从变送器传送来的重量实时显示在液晶屏上，同时对吊车的载重状态(过载或报警)做出判断，并输出相应动作。两机由四芯屏蔽电缆连接，用MAX485进行数字通信。这样就解决了模拟信号传送易受干扰的问题。系统硬件结构框图如图l所示。

3、软件设计

一个好的系统既要有好的硬件电路，也要有好的软件结构，且二者相辅相成。原则上硬件电路的功能如能用软件实现的，就用软件代替硬件，这样可以提高系统的可靠性，节约系统开发的成本。本系统的程序框图如图2所示，由于本系统移植了uC／0S—II操作系统，使得软件运行更可靠，时实性更好。

其软件设计的步骤如下：

【1)程序初始化，对LPC2148的端口和内部资源进行预配置。

(2)程序自检，检查内部资源配置，端口状态是否正常，以及与变送器通信是否正常等。

(3)自检成功后就开始启用操作系统。操作系统的应用可使本程序更加合理，实时性更高。本程序用的操作系统是RT0S的，该操作系统方便实用。程序中设置操作系统的任务有三个，包括：存储数据区清除接收重量值并显示和参数设置(用户通过面板上的按键来设置)。在创建任务时需设置任务优先级，上面所述任务优先级依次降低

4、结语

本系统在现场试运行期间，出现了干扰问题，其中最主要的问题在于过程通道受到干扰。下面对抗干扰所采取的措施加以说明。

(1)针对供电系统干扰所采取的措施为防止从电源系统引入干扰，本系统使用DC／Dc电源隔离模块，给系统各个模块提供稳定的电压。在电源模块的输入端设有瞬间电压抑制二极管TvS324和一个容量为1000F的电容，消除电源的浪涌和纹波，在电源模块的输出端增加0．1F高频滤波电容，消除高频干扰。在各个Ic的电源输入端设置一个0．1F的电容，减低IC对电源的干扰。

(2)针对过程通道干扰所采取的措施本系统在试运行期间，曾因受到干扰而几乎无法正常工作。经研究发现干扰来自485的通讯信，也就是干扰信号从485发送和接受端进来，严重影响LPC2294工作1。于是，我们采用高速光耦将干扰信号全部隔离，系统才恢复正常工作。

(3)PCB抗干扰。本系统的电路板设计中采用了如下述抗干扰措施：①地线要粗，布置在PCB板的边缘构成闭环回路；②配置去耦电容。最后，经测试可知，本系统是达标的。