專利名稱：一種智能旗幟升降系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旗幟升降裝置及其控制方法，特別是一種能自動(dòng)卷繞或伸展旗幟 的升降系統(tǒng)，適合升降國(guó)旗、會(huì)旗等場(chǎng)合使用。
背景技術(shù)：
目前已有的國(guó)旗升降裝置主要實(shí)現(xiàn)升降功能和音樂(lè)播放的同步，但是在使用中發(fā) 現(xiàn)，旗幟經(jīng)常會(huì)纏繞在繩上或者沒(méi)有完全展開(kāi)，影響了莊嚴(yán)性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足之處提供一種智能旗幟升降系統(tǒng)及其控制方法，在 實(shí)現(xiàn)旗幟自動(dòng)升降的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用旗幟自動(dòng)收卷和展開(kāi)裝置，當(dāng)旗幟下降到達(dá)旗桿底 部后，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)旗幟的自動(dòng)收卷，不會(huì)出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象；當(dāng)旗幟自動(dòng)到達(dá)旗桿頂部后， 又可實(shí)現(xiàn)旗幟的自動(dòng)展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能旗幟自動(dòng)控制系統(tǒng)。
一種智能旗幟升降系統(tǒng)是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的智能旗幟升降系統(tǒng)包括旗 桿、旗桿筒、底座和控制/執(zhí)行單元，旗桿安裝在底座中部，旗桿筒套裝在旗桿上，兩端套有 繩索。
控制/執(zhí)行單元包括可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第一步進(jìn)電機(jī)、第 二步進(jìn)電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器和第一步進(jìn)電機(jī)安裝在底座 內(nèi)，可編程控制器的輸出端與第一、第二驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，第一驅(qū)動(dòng)器的輸出端與第一 步進(jìn)電機(jī)的輸入端相連；第二驅(qū)動(dòng)器和鼓風(fēng)機(jī)安裝在旗桿筒內(nèi)，第二驅(qū)動(dòng)器的輸出端與第 二步進(jìn)電機(jī)的輸入端相連，鼓風(fēng)機(jī)的輸入端與可編程控制器的輸出端相連。第一步進(jìn)電機(jī) 控制升降旗幟運(yùn)動(dòng)，第二步進(jìn)電機(jī)用以控制卷繞/伸展旗幟運(yùn)動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī) 同時(shí)啟動(dòng)用來(lái)防止旗幟在卷繞/伸展過(guò)程中發(fā)生纏繞。
在旗桿筒的頂端裝有上限位開(kāi)關(guān)，在旗桿筒的下部裝有下限位開(kāi)關(guān)，在旗桿的頂 端裝有上限位，在旗桿底部裝有下限位，以共同限制旗桿筒上、下移動(dòng)的位置。
在底座上設(shè)有控制板，控制板上設(shè)有若干按鈕。
所述按鈕包括上升按鈕和下降按鈕，上升按鈕和下降按鈕用以啟動(dòng)旗幟的升、降 狀態(tài)。
所述可編程控制器采用FX1S-10MT型可編程控制器作為的檢測(cè)和控制核心。
所述的第一、第二步進(jìn)電機(jī)采用A45HT型步進(jìn)電機(jī)，為了降低CPU的負(fù)載，避免讓 CPU產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖節(jié)拍以及驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)電路。
所述的第一、第二驅(qū)動(dòng)器采用與第一、第二步進(jìn)電機(jī)配套的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器采用HM_2H2A8型驅(qū)動(dòng)器。
一種智能旗幟升降系統(tǒng)具備可編程控制器控制和按鈕控制兩種控制方式，這兩種 控制方式能夠同時(shí)進(jìn)行或者單獨(dú)進(jìn)行。按鈕控制即采用按鈕作為控制開(kāi)關(guān)，給步進(jìn)電機(jī)正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的信號(hào)，用步進(jìn)電機(jī)脈沖控制速度，脈沖個(gè)數(shù)控制時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的作用。
工作原理本發(fā)明系統(tǒng)使用時(shí)，將旗幟卷繞在旗桿筒內(nèi)，采用可編程控制器PLC來(lái)控制第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旗幟升降，實(shí)現(xiàn)對(duì)旗幟升降的自動(dòng)控制。在旗桿的頂端和底部都裝有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)紅旗桿觸碰到旗桿上下兩端的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)裝設(shè)在旗幟旗桿筒中裝設(shè)的鼓風(fēng)機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)，第二步進(jìn)電機(jī)正/反轉(zhuǎn)的同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)吹風(fēng)，保證了旗幟在從旗桿筒里收起/展開(kāi)的同時(shí)不會(huì)發(fā)生纏繞。從而實(shí)現(xiàn)升旗時(shí)旗幟到達(dá)旗桿頂部旗幟自動(dòng)展開(kāi)，降旗時(shí)旗巾只到達(dá)旗桿底部自動(dòng)卷起的功能。
一種智能旗幟升降系統(tǒng)的控制方法，包括按鈕控制和可編程控制器控制兩種方式。
所述的按鈕控制包括如下步驟O需要升旗時(shí)，按下升旗按鈕，第一步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，旗幟開(kāi)始上升至旗桿頂部；2)當(dāng)旗桿筒的上限位開(kāi)關(guān)觸碰到上限位時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)工作， 旗幟自動(dòng)伸展出旗桿筒；3)需要降旗時(shí)，按下降旗按鈕，第一步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，旗幟迅速下降到底；4)當(dāng)旗桿筒的下限位開(kāi)關(guān)觸碰到下限位時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)工作， 旗幟卷繞回旗桿筒。
所述的可編程控制器控制主要通過(guò)內(nèi)部的編寫(xiě)程序來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的行程、速度、方向進(jìn)行控制，具體包括如下步驟I)行程控制根據(jù)旗桿長(zhǎng)度或者旗幟的長(zhǎng)度來(lái)決定在PLC編程時(shí)程序輸出的脈沖個(gè)數(shù)，從而達(dá)到對(duì)步進(jìn)電機(jī)的行程控制。第一步進(jìn)電機(jī)的行程控制所需PLC輸出的脈沖數(shù)由旗桿長(zhǎng)度來(lái)決定；第二步進(jìn)電機(jī)的行程控制所需PLC輸出的脈沖數(shù)由旗幟的長(zhǎng)度來(lái)決定。
由于旗桿長(zhǎng)度或旗幟長(zhǎng)度正比·于第一、第二步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角，因此只要控制第一、第二步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。第一、第二步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個(gè)數(shù)，根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的位移量來(lái)確定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù)，所述脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為 n=DL/d ；式中DL表示伺服機(jī)構(gòu)的位移量，單位是mm，d表示伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量，單位是mm/ 脈沖。
在本發(fā)明中旗桿以IOm為例，第一步進(jìn)電機(jī)的位移量是IOOOOmm ;旗幟以旗幟 960mmX640mm為例，第二步進(jìn)電機(jī)的位移量是960mm。
2)進(jìn)給速度控制根據(jù)用戶設(shè)定的速度值決定PLC編程時(shí)程序輸出的脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)速度控制。
伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率，因此可以根據(jù)該旗幟上升/下降，旗幟收卷/展開(kāi)的速度，確定其PLC輸出的脈沖頻率，所述脈沖頻率的計(jì)算公式為f=Vf/60d，單位為Hz ；式中Vf表示旗幟上升/下降或旗幟收卷/展開(kāi)的速度，單位為mm/min。
3)進(jìn)給方向控制進(jìn)給方向控制，即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向可以通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來(lái)改變其轉(zhuǎn)向。例如三相步進(jìn)電機(jī)通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時(shí)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。
通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變各繞組的通電順序；本發(fā)明系統(tǒng)旗幟上升時(shí)， 第一步進(jìn)電機(jī)Ml正轉(zhuǎn)，旗幟下降時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)Ml反轉(zhuǎn)；旗幟展開(kāi)第二步進(jìn)電機(jī)M2正 轉(zhuǎn)，旗幟收卷第二步進(jìn)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)智能升降旗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，科學(xué)合理，可以根據(jù)不同需要制成不同 構(gòu)造形式、不同規(guī)格的系列產(chǎn)品，滿足社會(huì)不同部門單位的使用需求。功耗小，控制方式簡(jiǎn) 單，國(guó)旗實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卷繞和展開(kāi)，解決了在升、降旗過(guò)程中遇到刮風(fēng)旗幟就會(huì)纏繞在繩索或旗 桿上之不足，保證了升國(guó)旗的嚴(yán)肅性，操作方便，制作工藝簡(jiǎn)單?？刂凭冗_(dá)毫米級(jí)以上，功 能先進(jìn)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新，技術(shù)領(lǐng)先具有較好的市場(chǎng)推廣價(jià)值。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明圖1是本發(fā)明的智能旗幟升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的智能旗幟升降系統(tǒng)的工作原理框圖。
圖中1、旗桿，2、旗桿筒，3、底座，Ml、第一步進(jìn)電機(jī)，M2、第二步進(jìn)電機(jī)，M3、鼓風(fēng) 機(jī)，4、上限位開(kāi)關(guān)，5、下限位開(kāi)關(guān)，6、上限位，7、下限位，8、按鈕，9、旗幟。
具體實(shí)施方式
參照附圖f 2，本發(fā)明一種智能旗幟升降系統(tǒng)包括旗桿1、旗桿筒2、底座3和控制 /執(zhí)行單元，旗桿I安裝在底座3中部，旗桿筒2套裝在旗桿I上，兩端套有繩索。
控制/執(zhí)行單元包括可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第一步進(jìn)電機(jī)Ml、 第二步進(jìn)電機(jī)M2和鼓風(fēng)機(jī)M3，可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器和第一步進(jìn)電機(jī)Ml 安裝在底座3內(nèi)，可編程控制器的輸出端與第一、第二驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，第一驅(qū)動(dòng)器的 輸出端與第一步進(jìn)電機(jī)Ml的輸入端相連；第二驅(qū)動(dòng)器和鼓風(fēng)機(jī)M3安裝在旗桿筒內(nèi)，第二驅(qū) 動(dòng)器的輸出端與第二步進(jìn)電機(jī)M2的輸入端相連,鼓風(fēng)機(jī)M3的輸入端與可編程控制器的輸 出端相連。第一步進(jìn)電機(jī)Ml控制升降旗幟運(yùn)動(dòng)，第二步進(jìn)電機(jī)M2用以控制卷繞/伸展旗 幟運(yùn)動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)M3和第二步進(jìn)電機(jī)M2同時(shí)啟動(dòng)用來(lái)防止旗幟9在卷繞/伸展過(guò)程中發(fā)生 纏繞。
在旗桿筒2的頂端裝有上限位開(kāi)關(guān)4，在旗桿筒2的下部裝有下限位開(kāi)關(guān)5，在旗 桿I的頂端裝有上限位6，在旗桿I底部裝有下限位7，以共同限制旗桿筒2上、下移動(dòng)的位置。
在底座3上設(shè)有控制板，控制板上設(shè)有若干按鈕8。
所述按鈕8包括上升按鈕和下降按鈕，上升按鈕和下降按鈕用以啟動(dòng)旗幟的升、 降狀態(tài)。
可編程控制器(Programmable Logic Controller,通常稱PLC)是一種工業(yè)控制 計(jì)算機(jī)，具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、多種控制功 能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)越的性價(jià)比等性能，能充分適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性 高，是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一?？删幊炭刂破鲗?duì)步進(jìn)電機(jī)也具有良好的控制能力， 利用其高速脈沖輸出功能或運(yùn)動(dòng)控制功能，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。利用可編程控制 器控制步進(jìn)電機(jī)，其脈沖分配可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由硬件組成。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)的 輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成 正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。步進(jìn)電機(jī)不需要使用傳感器 就能精確定位，而且通過(guò)給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動(dòng)，定距運(yùn)動(dòng)較精確。雖然步 進(jìn)電機(jī)不能高速轉(zhuǎn)動(dòng)，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求的時(shí)間和移動(dòng)距離，步進(jìn)電機(jī)完全能夠符合要求，而 且步進(jìn)電機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)，它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰?，即給一個(gè)脈沖，步進(jìn) 電機(jī)就轉(zhuǎn)一個(gè)角度，因此非常合適可編程控制器控制，在輕載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止 的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖個(gè)數(shù)，累積誤差小，控制精度高。
利用可編程控制器可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度和位置進(jìn)行控制，可靠地實(shí) 現(xiàn)各種步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的工作。可編程控制器的控制方法改變控制參數(shù)相 當(dāng)方便，只需改變可編程控制器程序中相應(yīng)部分即可，對(duì)任何相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)都可以使 用，在設(shè)計(jì)方法上簡(jiǎn)單易行，提高了控制系統(tǒng)的柔性和可靠性。通過(guò)與可編程控制器的通 信，實(shí)現(xiàn)操作監(jiān)控功能；可編程控制器發(fā)出脈沖、方向信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)。
所述可編程控制器采用FX1S-10MT型可編程控制器作為的檢測(cè)和控制核心。
所述的第一、第二步進(jìn)電機(jī)采用A45HT型步進(jìn)電機(jī)，為了降低CPU的負(fù)載，避免讓 CPU產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖節(jié)拍以及驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)電路。
所述的第一、第二驅(qū)動(dòng)器采用與第一、第二步進(jìn)電機(jī)配套的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器采用HM_2H2A8型驅(qū)動(dòng)器。
—種智能旗幟升降系統(tǒng)具備可編程控制器控制和按鈕控制兩種控制方式，這兩種 控制方式能夠同時(shí)進(jìn)行或者單獨(dú)進(jìn)行。按鈕控制即采用按鈕作為控制開(kāi)關(guān)，給步進(jìn)電機(jī)正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的信號(hào)，用步進(jìn)電機(jī)脈沖控制速度，脈沖個(gè)數(shù)控制時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的作用。
工作原理本發(fā)明系統(tǒng)使用時(shí)，將旗幟卷繞在旗桿筒內(nèi)，采用可編程控制器PLC來(lái) 控制第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旗幟升降，實(shí)現(xiàn)對(duì)旗幟升降的自動(dòng)控制。在旗桿的頂端和底部都裝 有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)紅旗桿觸碰到旗桿上下兩端的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)裝設(shè)在旗幟旗桿筒中 裝設(shè)的鼓風(fēng)機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)，第二步進(jìn)電機(jī)正/反轉(zhuǎn)的同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)吹風(fēng)，保證了旗 幟在從旗桿筒里收起/展開(kāi)的同時(shí)不會(huì)發(fā)生纏繞。從而實(shí)現(xiàn)升旗時(shí)旗幟到達(dá)旗桿頂部旗幟 自動(dòng)展開(kāi)，降旗時(shí)旗巾只到達(dá)旗桿底部自動(dòng)卷起的功能。
一種智能旗幟升降系統(tǒng)的控制方法，包括按鈕控制和可編程控制器控制兩種方 式。
所述的按鈕控制包括如下步驟O需要升旗時(shí)，按下升旗按鈕，第一步進(jìn)電機(jī)Ml正轉(zhuǎn)，旗幟9開(kāi)始上升至旗桿I頂部；2)當(dāng)旗桿筒2的上限位開(kāi)關(guān)4觸碰到上限位6時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)M2開(kāi)始正轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓 風(fēng)機(jī)M3工作，旗幟9自動(dòng)伸展出旗桿筒2;3)需要降旗時(shí)，按下降旗按鈕，第一步進(jìn)電機(jī)Ml反轉(zhuǎn)，旗幟9迅速下降到底；4)當(dāng)旗桿筒2的下限位開(kāi)關(guān)5觸碰到下限位7時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)Ml啟動(dòng)反轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓 風(fēng)機(jī)M3工作，旗幟9卷繞回旗桿筒2。
所述的可編程控制器控制主要通過(guò)內(nèi)部的編寫(xiě)程序來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的行程、速 度、方向進(jìn)行控制，具體包括如下步驟I)行程控制根據(jù)旗桿I長(zhǎng)度或者旗幟9的長(zhǎng)度來(lái)決定在PLC編程時(shí)程序輸出的脈沖個(gè)數(shù)，從而達(dá)到對(duì)步進(jìn)電機(jī)的行程控制。第一步進(jìn)電機(jī)Ml的行程控制所需PLC輸出的脈沖數(shù)由旗桿I 長(zhǎng)度來(lái)決定；第二步進(jìn)電機(jī)M2的行程控制所需PLC輸出的脈沖數(shù)由旗幟9的長(zhǎng)度來(lái)決定。
由于旗桿I長(zhǎng)度或旗幟9長(zhǎng)度正比于第一、第二步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角，因此只要控制第一、第二步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。第一、第二步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個(gè)數(shù)，根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的位移量來(lái)確定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù)，所述脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為 n=DL/d ；式中DL表示伺服機(jī)構(gòu)的位移量，單位是mm，d表示伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量，單位是mm/ 脈沖。
在本發(fā)明中旗桿以IOm為例，第一步進(jìn)電機(jī)Ml的位移量是IOOOOmm ;旗幟以旗幟 960mmX 640mm為例，第二步進(jìn)電機(jī)M2的位移量是960mm。
2)進(jìn)給速度控制根據(jù)用戶設(shè)定的速度值決定PLC編程時(shí)程序輸出的脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)速度控制。
伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率，因此可以根據(jù)該旗幟上升/下降，旗幟收卷/展開(kāi)的速度，確定其PLC輸出的脈沖頻率，所述脈沖頻率的計(jì)算公式為f=Vf/60d，單位為Hz ；式中Vf表示旗幟上升/下降或旗幟收卷/展開(kāi)的速度，單位為mm/min。
3)進(jìn)給方向控制進(jìn)給方向控制，即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向可以通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來(lái)改變其轉(zhuǎn)向。例如三相步進(jìn)電機(jī)通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時(shí)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。
通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變各繞組的通電順序；本發(fā)明系統(tǒng)旗幟上升時(shí)， 第一步進(jìn)電機(jī)Ml正轉(zhuǎn)，旗幟下降時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)Ml反 轉(zhuǎn)；旗幟展開(kāi)第二步進(jìn)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，旗幟收卷第二步進(jìn)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于包括旗桿、旗桿筒、底座和控制/執(zhí)行單元，旗桿安裝在底座中部，旗桿筒套裝在旗桿上，兩端套有繩索；控制/執(zhí)行單元包括可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器和第一步進(jìn)電機(jī)安裝在底座內(nèi)， 可編程控制器的輸出端與第一、第二驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，第一驅(qū)動(dòng)器的輸出端與第一步進(jìn)電機(jī)的輸入端相連；第二驅(qū)動(dòng)器和鼓風(fēng)機(jī)安裝在旗桿筒內(nèi)，第二驅(qū)動(dòng)器的輸出端與第二步進(jìn)電機(jī)的輸入端相連，鼓風(fēng)機(jī)的輸入端與可編程控制器的輸出端相連；第一步進(jìn)電機(jī)控制升降旗幟運(yùn)動(dòng)，第二步進(jìn)電機(jī)用以控制卷繞/伸展旗幟運(yùn)動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)用來(lái)防止旗幟在卷繞/伸展過(guò)程中發(fā)生纏繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于在所述旗桿筒的頂端裝有上限位開(kāi)關(guān)，在旗桿筒的下部裝有下限位開(kāi)關(guān)，在旗桿的頂端裝有上限位，在旗桿底部裝有下限位，以共同限制旗桿筒上、下移動(dòng)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于在所述底座上設(shè)有控制板，控制板上設(shè)有若干按鈕。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于所述按鈕包括上升按鈕和下降按鈕，上升按鈕和下降按鈕用以啟動(dòng)旗幟的升、降狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于所述可編程控制器采用FX1S-10MT型可編程控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于所述的第一、第二步進(jìn)電機(jī)采用A45HT型步進(jìn)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)，其特征在于所述的第一、第二驅(qū)動(dòng)器采用與第一、第二步進(jìn)電機(jī)配套的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用HM_2H2A8型驅(qū)動(dòng)器。
8.權(quán)利要求1所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括按鈕控制和可編程控制器控制兩種方式，這兩種控制方式能夠同時(shí)進(jìn)行或者單獨(dú)進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述的按鈕控制包括如下步驟O需要升旗時(shí)，按下升旗按鈕，第一步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，旗幟開(kāi)始上升至旗桿頂部；2)當(dāng)旗桿筒的上限位開(kāi)關(guān)觸碰到上限位時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)工作， 旗幟自動(dòng)伸展出旗桿筒；3)需要降旗時(shí)，按下降旗按鈕，第一步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，旗幟迅速下降到底；4)當(dāng)旗桿筒的下限位開(kāi)關(guān)觸碰到下限位時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)工作， 旗幟卷繞回旗桿筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種智能旗幟升降系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述的可編程控制器控制通過(guò)內(nèi)部的編寫(xiě)程序來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的行程、速度、方向進(jìn)行控制，具體包括如下步驟I)行程控制根據(jù)旗桿長(zhǎng)度或者旗幟的長(zhǎng)度來(lái)決定在PLC編程時(shí)程序輸出的脈沖個(gè)數(shù)，從而達(dá)到對(duì)步進(jìn)電機(jī)的行程控制；第一步進(jìn)電機(jī)的行程控制所需PLC輸出的脈沖數(shù)由旗桿長(zhǎng)度來(lái)決定；第二步進(jìn)電機(jī)的行程控制所需PLC輸出的脈沖數(shù)由旗幟的長(zhǎng)度來(lái)決定；所述脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為n=DL/d ；式中DL表示伺服機(jī)構(gòu)的位移量，單位是mm，d表示伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量，單位是mm/ 脈沖；2)進(jìn)給速度控制根據(jù)用戶設(shè)定的速度值決定PLC編程時(shí)程序輸出的脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)速度控制；伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率，根據(jù)該旗幟上升/下降，旗幟收卷/展開(kāi)的速度，確定其PLC輸出的脈沖頻率，所述脈沖頻率的計(jì)算公式為f=Vf/60d，單位為Hz ；式中Vf表示旗幟上升/下降或旗幟收卷/展開(kāi)的速度，單位為mm/min ；3)進(jìn)給方向控制進(jìn)給方向·控制，即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來(lái)改變其轉(zhuǎn)向；通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變各繞組的通電順序；旗幟上升時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，旗幟下降時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；旗幟展開(kāi)第二步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，旗幟收卷第二步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旗幟升降裝置及其控制方法，特別是一種能自動(dòng)卷繞或伸展旗幟的升降系統(tǒng)，適合升降國(guó)旗、會(huì)旗等場(chǎng)合使用。包括旗桿、旗桿筒、底座和控制/執(zhí)行單元，旗桿安裝在底座中部，旗桿筒套裝在旗桿上，兩端套有繩索；控制/執(zhí)行單元包括可編程控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)；一種智能旗幟升降系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括按鈕控制和可編程控制器控制兩種方式，這兩種控制方式能夠同時(shí)進(jìn)行或者單獨(dú)進(jìn)行。智能升降旗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，科學(xué)合理，可以根據(jù)不同需要制成不同構(gòu)造形式、不同規(guī)格的系列產(chǎn)品，滿足社會(huì)不同部門單位的使用需求。
文檔編號(hào)E04H12/32GK103061569SQ20121058739
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者楊小平, 華旭奮 申請(qǐng)人:無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院