專利名稱：智能型卷揚機控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬一種智能型卷揚機控制器。
卷揚機作為一種起重運輸設備在建筑工地上是必不可少的一種建筑機械，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機控制器，是在專利95228815.X卷揚機電腦控制器的基礎上根據(jù)建筑工地的實際情況加以改進完成。
本實用新型由單片機(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，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(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(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端作運行/停止控制信號輸入端，目標樓層和當前樓層均采用兩位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(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；在下降到即將停機時，控制器停止供電給卷揚機，改由7C吸合向電機定子供入直流電，以達到類似渦流電機的緩慢平穩(wěn)減速作用。
本實用新型公開了一種較為理想的卷揚機控制器，設計有電機短路和過載保護，斷相和相序保護，電腦和機械雙重防沖頂?shù)妆Ｗo，故障自診斷報警保護，掉電和過壓保護，限高保護，運行前狀態(tài)指示，自動重置目標樓層數(shù)，完善的聲光提示等多種功能；可根據(jù)不同重量、不同機種自動修正停層誤差，準確度達1CM以內(nèi)，菜單式操作提示，簡便易于掌握，還設有能帶10個喇叭的高性能有線對講。
圖1為本實用新型原理圖；圖2為本實用新型輸出、計數(shù)輸入部分線路圖；圖3為本實用新型鍵盤輸入及樓層顯示部分線路圖；圖4為本實用新型樓層脈沖顯示部分線路圖；圖5為本實用新型控制執(zhí)行部分線路圖；圖6為本實用新型電機線路圖；圖7為本實用新型旋轉編碼器安裝位置圖。
如圖1所示，單片機(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(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(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)行機構作相應的動作，其中運行停止信號輸入單片機(1)的P30腳，單片機(1)在接收到此信號時則指令控制器相應作運行或停止的動作，脈沖和沖頂信號CE3、CE4經(jīng)光電隔離電路輸入單片機(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機轉軸的光電旋轉編碼器隨卷揚機作同步轉動時發(fā)出脈沖經(jīng)CE3端口輸入到單片機的INT1腳；如圖2所示，由于已設定卷揚機每轉一圈所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)，因此單片機(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，則說明卷揚機工作不正常，此時單片機(1)即發(fā)出警告信號并停機，這亦是本實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口的鍵盤陣列設定；工作時，根據(jù)需要由鍵盤輸入相應的數(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“目標樓層”數(shù)碼管顯示，并由單片機(1)根據(jù)“當前樓層”和“目標樓層”顯示的數(shù)值進行比較，同時單片機(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(1)的P1口相應地輸出約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，表示卷揚機將要作下降的動作，同理若“當前樓層”小于“目標樓層”，則驅(qū)動向上的箭頭閃爍顯示，表示將作上升動作，這亦是本實用新型所特有的運行前狀態(tài)指示功能。如圖2所示，按壓“運行”按鈕CE5，信號經(jīng)P30腳輸入單片機(1)，單片機(1)根據(jù)內(nèi)部RAM的“當前樓層”和“目標樓層”數(shù)的大小，由P1口輸出相應的“上升”或“下降”信號經(jīng)光電隔離驅(qū)動繼電器接觸器，使卷揚機作上升或下降的動作；此時，在單片機(1)的INT1腳即有連續(xù)的脈沖信號輸入，單片機(1)則由數(shù)據(jù)存儲器(4)、樓層高度存儲器(5)相應單元取出高度數(shù)與輸入脈沖數(shù)的和相比較，而通過單片機(1)的P1口發(fā)出多種動作指令，完成預定的各種動作功能。
如圖1所示，控制器在工作過程中，單片機(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電路保護而不至于丟失，從而保證恢復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直流電源可以達到渦流電機卷揚機的減速效果，當卷揚機需要減速緩慢下降時，單片機(1)停止3C接觸器的動作，使卷揚機馬達斷電，同時指令接觸器7C工作，向電機定子送入30V的直流電源，令到?jīng)]有渦流制動的卷揚機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，本實用新型亦可不用光電旋轉編碼器樓層脈沖信號，改用單片機(1)內(nèi)部定時器T1，用時間作脈沖樓層信號，同樣可以達到相同的效果；卷揚機工作時，單片機(1)從數(shù)據(jù)存儲器(4)和樓層高度存儲器(5)的指定單元取出設定樓層的時間數(shù)，與T1時間相比較，當兩者相等時，即表示卷揚機到達這一層。
本實用新型與眾不同的創(chuàng)意在于其具有智能功能，此功能的實現(xiàn)由大量的軟件實現(xiàn)，不管輕載重載，還是卷揚機工作不正常等，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；由于卷揚機的起動和停止都有一定的慣性，而且每臺卷揚機的性能都不一樣，分散性很大，對于一般的控制器準確平層產(chǎn)生一定的困難，而且會產(chǎn)生累積誤差；針對這種情況，本實用新型在軟件設計上采取了如下措施，以設定高度時的單位時間內(nèi)通過的脈沖數(shù)作為基準，同時以此基準自動設定上升和下降的提前減速、剎車、停機等的各種參數(shù)，當正常工作時，不論為何種負載，根據(jù)其單位時同內(nèi)通過的脈沖數(shù)與基準脈沖的比較，單片機(1)根據(jù)比較結果自動修正各種參數(shù)，從而使卷揚機工作時越走則其停層越準。
本實用新型軟件設計合理，其操作非常簡便，在設定參數(shù)時，每一種參數(shù)都清晰地以P字頭帶出，當要設定密碼時，則顯示P0，當要設定高度時則顯示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。
權利要求1．一種智能型卷揚機控制器，由單片機(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，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(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(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端作運行/停止控制信號輸入端，目標樓層和當前樓層均采用兩位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(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機控制器,由單片機、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,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端作運行/停止控制輸入端;本實用新型設計巧妙合理,實用性強。
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)先權日1997年12月16日
發(fā)明者傅健 申請人:傅健