專利名稱：智能型卷揚(yáng)機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬一種智能型卷揚(yáng)機(jī)控制器。
卷揚(yáng)機(jī)作為一種起重運(yùn)輸設(shè)備在建筑工地上是必不可少的一種建筑機(jī)械，使用量大面廣，到目前為止還沒有一種較為理想的控制器。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有跟蹤思維能力的智能型卷揚(yáng)機(jī)控制器，是在專利95228815.X卷揚(yáng)機(jī)電腦控制器的基礎(chǔ)上根據(jù)建筑工地的實(shí)際情況加以改進(jìn)完成。
本實(shí)用新型由單片機(jī)(1)、地址鎖存器(2)、程序儲存器(3)、數(shù)據(jù)存儲器(4)、樓層高度存儲器(5)、可編程輸入輸出蕊片(6)(7)、譯碼器(8)、光電耦合電路和顯示器及外部繼電器接觸器執(zhí)行電路組成，中央控制單元采用mcs-51系列單片機(jī)，其數(shù)據(jù)口P0提供數(shù)據(jù)交換通道，經(jīng)地址鎖存器(2)提供A0-A7低8位地址，單片機(jī)(1)的P2口提供高8位地址，其中P25、P26、P27作為譯碼器(8)的地址選通輸入，并由譯碼器(8)提供各蕊片所需的片選信號，單片機(jī)(1)的P3口中的INT1作樓層高度計數(shù)信號輸入端，INT0作沖頂信號輸入端，RXD端作運(yùn)行/停止控制信號輸入端，目標(biāo)樓層和當(dāng)前樓層均采用兩位LED顯示，由可編程輸入輸出蕊片(7)8255A或82C55A的PA口和PB口輸出驅(qū)動；鍵盤陣列由可編程輸入輸出蕊片(7)的PC口輸入，可編程輸入輸出蕊片(6)的PC口的低端作為上升和下降信號輸入；單片機(jī)(1)的P1口經(jīng)過光電隔離和放大器分別驅(qū)動各動作繼電器，由繼電器再驅(qū)動相應(yīng)的接觸器而作上升、下降、減速、渦流、剎車、平層等動作；信號輸入和動作輸出都經(jīng)過由P521光電耦合器組成的隔離單元進(jìn)行隔離，同時電源采用兩級穩(wěn)壓，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；在下降到即將停機(jī)時，控制器停止供電給卷揚(yáng)機(jī)，改由7C吸合向電機(jī)定子供入直流電，以達(dá)到類似渦流電機(jī)的緩慢平穩(wěn)減速作用。
本實(shí)用新型公開了一種較為理想的卷揚(yáng)機(jī)控制器，設(shè)計有電機(jī)短路和過載保護(hù)，斷相和相序保護(hù)，電腦和機(jī)械雙重防沖頂?shù)妆Ｗo(hù)，故障自診斷報警保護(hù)，掉電和過壓保護(hù)，限高保護(hù)，運(yùn)行前狀態(tài)指示，自動重置目標(biāo)樓層數(shù)，完善的聲光提示等多種功能；可根據(jù)不同重量、不同機(jī)種自動修正停層誤差，準(zhǔn)確度達(dá)1CM以內(nèi)，菜單式操作提示，簡便易于掌握，還設(shè)有能帶10個喇叭的高性能有線對講。


圖1為本實(shí)用新型原理圖；圖2為本實(shí)用新型輸出、計數(shù)輸入部分線路圖；圖3為本實(shí)用新型鍵盤輸入及樓層顯示部分線路圖；圖4為本實(shí)用新型樓層脈沖顯示部分線路圖；圖5為本實(shí)用新型控制執(zhí)行部分線路圖；圖6為本實(shí)用新型電機(jī)線路圖；圖7為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)編碼器安裝位置圖。
如圖1所示，單片機(jī)(1)的P0口提供數(shù)據(jù)交換通道，并經(jīng)地址鎖存器(2)提供低8位地址，單片機(jī)(1)的P2口提供高8位地址，并經(jīng)譯碼器(8)后向程序存儲器(3)、數(shù)據(jù)存儲器(4)、樓層高度存儲器(5)、可編程輸入輸出蕊片(6)(7)分別提供所需的片選信號；如圖2所示，各種命令及數(shù)字通過鍵盤陣列由可編程輸入輸出蕊片(7)的PA口和PB口輸出經(jīng)過七段譯碼器4511譯碼后驅(qū)動LED數(shù)碼顯示管顯示；如圖4所示，樓層脈沖數(shù)由可編程輸入輸出蕊片(6)的PC口高端PA口和PB口經(jīng)4511譯碼后驅(qū)動LED顯示，顯示脈沖最小為0，最大為99999個脈沖，PC口的低端PC0、PC1分別作上升CE1和下降CE2信號輸入，單片機(jī)(1)的P1口作為動作輸出信號，經(jīng)光電隔離電路和驅(qū)動電路到外部執(zhí)行電路，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)作相應(yīng)的動作，其中運(yùn)行停止信號輸入單片機(jī)(1)的P30腳，單片機(jī)(1)在接收到此信號時則指令控制器相應(yīng)作運(yùn)行或停止的動作，脈沖和沖頂信號CE3、CE4經(jīng)光電隔離電路輸入單片機(jī)(1)的INT1和INT0端。
如圖7所示，樓層高度數(shù)值的檢測是安裝在卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的光電旋轉(zhuǎn)編碼器隨卷揚(yáng)機(jī)作同步轉(zhuǎn)動時發(fā)出脈沖經(jīng)CE3端口輸入到單片機(jī)的INT1腳；如圖2所示，由于已設(shè)定卷揚(yáng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)，因此單片機(jī)(1)可根據(jù)INT1腳輸入的脈沖來換算成高度；利用INT1作脈沖輸入有兩個作用，一是計算脈沖的數(shù)目，二是利用INT1產(chǎn)生一個刷新信號，不斷刷新T0口寄存器，若在工作時，T0口不被刷新，則說明卷揚(yáng)機(jī)工作不正常，此時單片機(jī)(1)即發(fā)出警告信號并停機(jī)，這亦是本實(shí)用新型特有的故障自診斷功能之一。
如圖3所示，控制器的工作狀態(tài)是通過接在可編程輸入輸出蕊片(7)的PC口的鍵盤陣列設(shè)定；工作時，根據(jù)需要由鍵盤輸入相應(yīng)的數(shù)字，此時可編程輸入輸出蕊片(7)的PB口經(jīng)LED顯示驅(qū)動器4511輸出兩位數(shù)字在“目標(biāo)樓層”數(shù)碼管顯示，并由單片機(jī)(1)根據(jù)“當(dāng)前樓層”和“目標(biāo)樓層”顯示的數(shù)值進(jìn)行比較，同時單片機(jī)(1)將此兩數(shù)值儲存在內(nèi)部RAM中，若前者大于后者，則由單片機(jī)(1)的P1口相應(yīng)地輸出約2HZ的頻率信號，經(jīng)光電隔離電路和放大電路驅(qū)動向下的箭頭閃爍顯示，表示卷揚(yáng)機(jī)將要作下降的動作，同理若“當(dāng)前樓層”小于“目標(biāo)樓層”，則驅(qū)動向上的箭頭閃爍顯示，表示將作上升動作，這亦是本實(shí)用新型所特有的運(yùn)行前狀態(tài)指示功能。如圖2所示，按壓“運(yùn)行”按鈕CE5，信號經(jīng)P30腳輸入單片機(jī)(1)，單片機(jī)(1)根據(jù)內(nèi)部RAM的“當(dāng)前樓層”和“目標(biāo)樓層”數(shù)的大小，由P1口輸出相應(yīng)的“上升”或“下降”信號經(jīng)光電隔離驅(qū)動繼電器接觸器，使卷揚(yáng)機(jī)作上升或下降的動作；此時，在單片機(jī)(1)的INT1腳即有連續(xù)的脈沖信號輸入，單片機(jī)(1)則由數(shù)據(jù)存儲器(4)、樓層高度存儲器(5)相應(yīng)單元取出高度數(shù)與輸入脈沖數(shù)的和相比較，而通過單片機(jī)(1)的P1口發(fā)出多種動作指令，完成預(yù)定的各種動作功能。
如圖1所示，控制器在工作過程中，單片機(jī)(1)將所有動態(tài)數(shù)據(jù)同步儲存入數(shù)據(jù)存儲器(4)指定的單元內(nèi)，一旦外部供電停止，所有數(shù)據(jù)均由后備電池組成的掉電保護(hù)電路保護(hù)而不至于丟失，從而保證恢復(fù)供電后控制器能繼續(xù)原來的工作。
如圖6所示，由接觸器7C觸頭的30V直流電源可以達(dá)到渦流電機(jī)卷揚(yáng)機(jī)的減速效果，當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)需要減速緩慢下降時，單片機(jī)(1)停止3C接觸器的動作，使卷揚(yáng)機(jī)馬達(dá)斷電，同時指令接觸器7C工作，向電機(jī)定子送入30V的直流電源，令到?jīng)]有渦流制動的卷揚(yáng)機(jī)下降時類似于有渦流制動器一樣，可以緩慢、平穩(wěn)地停止。
如圖1所示，本實(shí)用新型亦可不用光電旋轉(zhuǎn)編碼器樓層脈沖信號，改用單片機(jī)(1)內(nèi)部定時器T1，用時間作脈沖樓層信號，同樣可以達(dá)到相同的效果；卷揚(yáng)機(jī)工作時，單片機(jī)(1)從數(shù)據(jù)存儲器(4)和樓層高度存儲器(5)的指定單元取出設(shè)定樓層的時間數(shù)，與T1時間相比較，當(dāng)兩者相等時，即表示卷揚(yáng)機(jī)到達(dá)這一層。
本實(shí)用新型與眾不同的創(chuàng)意在于其具有智能功能，此功能的實(shí)現(xiàn)由大量的軟件實(shí)現(xiàn)，不管輕載重載，還是卷揚(yáng)機(jī)工作不正常等，均能自動跟蹤較正偏差，根據(jù)不同的情況作出不同的處理；由于卷揚(yáng)機(jī)的起動和停止都有一定的慣性，而且每臺卷揚(yáng)機(jī)的性能都不一樣，分散性很大，對于一般的控制器準(zhǔn)確平層產(chǎn)生一定的困難，而且會產(chǎn)生累積誤差；針對這種情況，本實(shí)用新型在軟件設(shè)計上采取了如下措施，以設(shè)定高度時的單位時間內(nèi)通過的脈沖數(shù)作為基準(zhǔn)，同時以此基準(zhǔn)自動設(shè)定上升和下降的提前減速、剎車、停機(jī)等的各種參數(shù)，當(dāng)正常工作時，不論為何種負(fù)載，根據(jù)其單位時同內(nèi)通過的脈沖數(shù)與基準(zhǔn)脈沖的比較，單片機(jī)(1)根據(jù)比較結(jié)果自動修正各種參數(shù)，從而使卷揚(yáng)機(jī)工作時越走則其停層越準(zhǔn)。
本實(shí)用新型軟件設(shè)計合理，其操作非常簡便，在設(shè)定參數(shù)時，每一種參數(shù)都清晰地以P字頭帶出，當(dāng)要設(shè)定密碼時，則顯示P0，當(dāng)要設(shè)定高度時則顯示P1，同時對于自診斷的故障或外部故障亦清晰地以E1、E2等帶出顯示，并有聲響提示，以使操作人員引起重視。
本實(shí)用新型的地址鎖存蕊片(2)采用74LS373或74HC373，譯碼器蕊片(8)可采用74LS139或74HC139，程序存儲器(3)可采用EPROM2764或27C64，數(shù)據(jù)存儲器(4)可采用RAM6264，樓層高度數(shù)據(jù)存儲器(5)采用EPROM2816A或28C16A。
權(quán)利要求1．一種智能型卷揚(yáng)機(jī)控制器，由單片機(jī)(1)、地址鎖存器(2)、程序儲存器(3)、數(shù)據(jù)存儲器(4)、樓層高度存儲器(5)、可編程輸入輸出蕊片(6)(7)、譯碼器(8)、光電耦合電路和顯示器及外部繼電器接觸器執(zhí)行電路組成，其特征在于中央控制單元采用mcs-51系列單片機(jī)，其數(shù)據(jù)口P0提供數(shù)據(jù)交換通道，經(jīng)地址鎖存器(2)提供A0-A7低8位地址，單片機(jī)(1)的P2口提供高8位地址，其中P25、P26、P27作為譯碼器(8)的地址選通輸入，并由譯碼器(8)提供各蕊片所需的片選信號，單片機(jī)(1)的P3口中的INT1作樓層高度計數(shù)信號輸入端，INT0作沖頂信號輸入端，RXD端作運(yùn)行/停止控制信號輸入端，目標(biāo)樓層和當(dāng)前樓層均采用兩位LED顯示，由可編程輸入輸出蕊片(7)8255A或82C55A的PA口和PB口輸出驅(qū)動；鍵盤陣列由可編程輸入輸出蕊片(7)的PC口輸入，可編程輸入輸出蕊片(6)的PC口的低端作為上升和下降信號輸入；單片機(jī)(1)的P1口經(jīng)過光電隔離和放大器分別驅(qū)動各動作繼電器，由繼電器再驅(qū)動相應(yīng)的接觸器而作上升、下降、減速、渦流、剎車、平層等動作；信號輸入和動作輸出都經(jīng)過由P521光電耦合器組成的隔離單元進(jìn)行隔離，同時電源采用兩級穩(wěn)壓。
專利摘要一種智能型卷揚(yáng)機(jī)控制器,由單片機(jī)、地址鎖存器、程序儲存器、譯碼器等組成,中央控制單元采用mcs-51系列單片機(jī),其數(shù)據(jù)口PO提供數(shù)字交換通道,經(jīng)地址鎖存器提供A0—A7低8位地址,單片機(jī)的P2口提供高8位地址,其中P25、P26、P27作為譯碼器的地址選通輸入,并由譯碼器提供各芯片所需的片選信號,單片機(jī)的P3口中的INT1作樓層高度計數(shù)信號輸入端,INTO作沖頂信號輸入端,RXD端作運(yùn)行/停止控制輸入端;本實(shí)用新型設(shè)計巧妙合理,實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號B66D1/28GK2321769SQ97246139
公開日1999年6月2日 申請日期1997年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月16日
發(fā)明者傅健 申請人:傅健