随着科学技术的发展,钢厂对钢包吊装的安全检测提出了较高的要求。目前的钢包吊装方式是通过地面人员的目视指挥,结合起重机驾驶员的目视确认来保证起重机双吊钩同时钩住钢包的两个耳轴,避免在钢包起吊时由于只要一个吊钩勾住钢包耳轴从而导致钢包倾覆事件的发生。由于冶炼现场存在大量的粉尘、烟雾导致能见度较低,同时地面工作人员和起重机驾驶员距离钢包的距离较远,故传统的钢包吊装方式难以保证起重机双吊钩同时勾住钢包的两个耳轴。因此设计一套能够及时准确地检测出起重机双吊钩和钢包耳轴挂钩状态的“钢包吊装监控系统”具有重要意义。本文针对钢厂的钢包吊装,基于加速度计、陀螺仪和磁力计的测量原理设计搭建一套精度高、体积小、功耗低、可靠性高和结构简单的钢包吊装监控系统。首先,通过选择合理的姿态检测方式、MEMS姿态检传感器、物联网传输传感器、单片机等有效地降低了系统的设计成本,提高了系统的可靠性和稳定性。其次,根据钢包吊装监控系统的测量要求设计了硬件电路、姿态检测主机和姿态检从机的机械结构,实现了起重机吊钩的姿态检测、姿态检测从机电源电量的AD采集和无线数据传输等功能,达到了精确测量起重机吊钩空间姿态信息以及姿态检测主机和姿态检测从A(B)无电缆连接通信的目的。最后,基于LabVIEW软件编写了检测系统的上位机程序,实现了数据采集、数据处理和吊钩空间姿态实时显示等功能。为了检验“钢包吊装监控系统”的各项性能是否满足设计需求,对系统进行了静态实验和现场钢包吊装的系统同步性实验。实验结果表明:(1)在室内温度为25℃、采样频率为8Hz的条件下,姿态检测从机A和姿态检测从机B的漂移速度分别为0.021°/h和0.077°/h,漂移速度小于0.1°/h满足系统的设计需求。(2)根据在太原重工股份有限公司铸造车间的现场实验可知,系统在车间的通信状态良好,并且两个姿态检测从机具有较高的同步性。系统能够通过两个姿态检测从机采集的双吊钩姿态信息有效地识别出双吊钩是否同时勾住钢包的两个耳轴。