卷揚機電腦控制器的製作方法

2024-02-15 03:44:15 1

專利名稱：卷揚機電腦控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬一種卷揚機電腦控制器。
目前，卷揚機是建築工地不可缺少的一種建築機械，長期以來都是採用凸輪開關或接觸器的簡單控制，操作者往往不能一次定位準確，而要反覆多次，專利93203359.8卷揚機升降安全自動控制器，專利93222682.5卷揚機使用安全控制裝置，功能較單一，定位不夠準確，故障率高，調試和操作不夠方便，不太受用戶歡迎。
本實用新型的目的在於提供一種能控制吊籠準確停在需要上下物料的位置，且功能多，故障率低，操作簡便的卷揚機電腦控制器。
本實用新型由單片機U1、地址鎖存晶片U2、程序存儲器U3、數據存儲器U4、樓層高度存儲器U5、可編程輸出晶片U6、可編程輸入晶片U7、解碼器U8、光電耦合器、顯示器組成，採用MC8-51系列單片計算機8031作為中央控制單元，即U1，其數據口P0-P7為提供數據交換通道，同時經地址鎖存晶片74LS373提供A0-A7低8位地址。P20-P27提供高8位地址，P25、P26、P27作為解碼器U8的地址輸入，並由U8提供各晶片所需的片選信號U8為74LS139，P10-P17設定為動作輸出，P3口中的T1和INT1，定義為樓層高度計數脈衝信號輸入端；INT0為停止信號輸入端；程序存儲器EPROM為U3，即為2716，數據存儲器RAM為U4即為6264，樓層高度數據存儲選用EEPROM系列的2816A，由於2816A是電可擦除存儲晶片，數據可反覆存取修改，而且斷電後數據不會丟失。可編程輸入、輸出晶片均為8255A，作為顯示和鍵盤接口，U6為輸出接口，其PA口作「預置層數」的兩位顯示輸出，PB口和PC口的低四位作「實際層數」的的三位顯示輸出，經解碼器U8即4511解碼後驅動數碼管顯示；U7為輸入接口，其PA口和PB口作鍵盤輸入，PC口作操作信號輸入。信號輸入和動作輸出都經過P521光電耦合器組成的隔離單元進行隔離，同時電源採取兩級穩壓，以確保運行的可靠性和穩定性。
本控制器具有不衝頂、運行前狀態指示、故障自診斷告警停機，自動重置預置層數，空車重車平層選擇、手動自動操作選擇、預選實際層數、自動修正停層誤差，停層準確、安裝調試方便快捷、有線對講方便調度等功能，適用於高速機、低速機和平衡錘式機。卷揚機通過鋼絲繩牽引吊籠，卷揚機工作就帶動吊籠作上升或下降的運行，本控制器通過對卷揚機的控制使吊籠準確停在需要上下物料的位置，進行電腦自動平層。


圖1為本實用新型線路圖；圖2為本實用新型的動作輸出、計數輸入部分線路圖；圖3為本實用新型鍵盤輸入操作信號輸入部分線路圖；圖4為本實用新型顯示部分線路圖；圖5為本實用新型繼電器和強電控制部分控制線路圖。
如圖1所示，樓層高度數值的設置是根據樓層的高度一層一層分別儲存在U5即2816A的不同存儲單元裡，卷揚機工作時就從2816A中取出相應層數的高度數與輸入的脈衝數進行減一計數，當此高度數減到0時，即表示這一層已到達；高度數的設置是通過鍵盤操作完成的，由鍵盤輸入的高度數據先存儲在U4即6264RAM中，並由U6輸出至數碼管顯示，在確認該數值無誤後則由鍵盤輸入命令存入U5即2816A中保存，並可根據需要隨時修改。需要上升、下降動作時，通過鍵盤輸入相應的數字(代表樓層數)，此時在「預置層數」兩位數碼顯示器即顯示出輸入的數字，並由U1即8031根據「預置層數和「實際層數」的數值進行比較，若前者大於後者，則由U1的P11口輸出2HZ的頻率信號，如圖2、3、4所示，此信號經光電隔離放大後驅動發光二極體陣列組成的箭頭閃爍顯示，以指示卷揚機將要作上升的動作，這也是本控制器所具有的運行前狀態指示的功能；同理若「預置層數」小於「實際層數」，則U1的P13口輸出2HZ的頻率信號，指示卷揚機將作下降的動作；在確認數字正確後，按壓「自動運行」按鈕，此運行信號經光電隔離輸入U7即8255的PC口，經8031確認後即由P10或P12口輸上升或下降的信號，經光電隔離放大後驅動繼電器工作，如圖5所示再由繼電器驅動相應的交流接觸器動作而帶動卷揚機作上升或下降的工作。如圖2所示，樓層高度的取樣信號是由裝在卷揚機轉軸上的光電編碼器或光電計數器提供的，當卷揚機轉動時，即發出脈衝信號；由於已設定卷揚機每轉一圈所產生的脈衝個數，因此可根據輸入的脈衝數來換算高度，脈衝信號經光電隔離後輸入到U1即8031的T1口和INT1口，INT1口的作用主要是卷揚機工作時，輸入的脈衝信號不斷刷新INT1口寄存器，當INT1口不被刷新時，則證明無脈衝信號輸入，說明卷揚機工作不正常，如果這時再繼續工作下去的話，可能會發生意外，此時8031即發出告警信號並停機，這亦是本控制器特有的故障自診斷功能之一。當T1口接收到脈衝信號時，即將從2816A中相應層數取出的數據減一，一直到0，此時即完成一層工作，再由8031指揮完成層數的加一或減一，停層前自動減速，到層停機等工作。
如圖2、圖3所示，由0～9、+、-、預置(A)、置數(B)、確認(C)、重置(D)16個按鍵組成鍵盤陣列，樓層高度脈衝數和工作樓層數等通過此鍵盤陣列輸入電脈儲存和分析比較。CE1至CE5分別為外部輸入的控制信號，其中CE1是自動運行信號，由外部運行按鈕產生；CE2是停止工作信號，由外部停止按鈕產生；CE3是自動/手動信號，由開關K產生；CE4是空車/重車信號，由外部空車/重車切換開關產生；CE5是計數脈衝輸入信號，由外部光電旋轉編碼器產生；這些輸入信號通過光電隔離電路送入8255A的PC口。
如圖2所示，本控制的動作輸出由U18031的P1口經過光電隔離和輸出驅動電路驅動外部繼電器，如圖5所示，CQ1是上升驅動信號，驅動上升繼電器2J；CQ2是上升狀態指燈驅動信號，驅動↑指示；CQ3是下降驅動信號，驅動下降繼電器3J；CQ4是下降狀態指示燈驅動信號，驅動↓指示；CQ5是平層指示燈驅動信號；CQ6是減速繼電器驅動信號，驅動繼電器4J；CQ7是告警輸出信號。
由於卷揚機停機時會有一定的慣性，同時，每臺卷揚機的剎車性能不一致，因此對於準確平層產生一定的困難，而且還會產生累積誤差，特別是在工程進入裝修階段，這種情況就更為明顯，針對這種情況，系統在軟體設計上進行了一些補償措施，主要有四種情況(1)上升停機後再要上升，(2)上升停機後再要下降，(3)下降停機後再下降(4)下降停機後再要上升；採取的辦法是先判別停機後是超出預先設定的高度數或是未到達預先設定的高度數，然後用當前需要上升或下降的層數的高度數值根據這四種情況分別減除或相加超出或來到的高度數即可，另外根據卷揚機所帶負載是空車或是重車(由控制器操作面板上開關提供此信號)，程序自動給出停機的提前量。卷揚機在實際工作中，由於使用者的操作不當等原因經常造成卷揚機失控發生衝頂的事故，本控制器在軟體設計上專門針對這種情況採取措施；由於卷揚機每上升一層都要從高度數據存儲器2816A中取出該層的高度數，若取出的數據為0，則表示該層不在工作範圍，電腦即命令停機並發出告警信號，因此在使用本控制器時，沒有工作到的樓層數不允許輸入高度數值，其單元數據應為0，一旦操作者發生誤操作，卷揚機不會發生衝頂，從而避免事故的發生。為了防止程序在執行過程中發生「跑飛」的現象，在各程序之間都要安插一條長轉移指令LJMP OOH，一旦程序發生跑飛，則會轉入這條長轉移指令執行，自動返回到程序動態。另一特徵在於樓層高度的取樣信號由裝在卷揚機轉軸上的光電編碼器或光電計數器提供的，當卷揚機轉動時，即發出脈衝信號；由於已設定卷揚機每轉一圈所產生的脈衝個數，因而可根據輸入的脈衝數來換算高度。脈衝信號經光電隔離後輸入到U1即8031的T1口和INT1口，卷揚機工作時，輸入的脈衝信號不斷刷新INT1口寄存器，當INT1口不被刷新時，無脈衝信號輸入，8031發出告警信號並停機，當T1口接到脈衝信號時，即將從2816A中相應層數取出的數據減一，一直到0，此時即完成一層工作，再由8031指揮完成層數的加一或減一，停層前自動減速，到層停機。
權利要求1.一種卷揚機電腦控制器，其特徵在於由單片機U1，地址鎖存晶片U2，程序存儲器U3、數據存儲器U4、樓層高度存儲器U5、可編程輸出晶片U6、可編程輸入晶片U7、解碼器U8、光電耦合器，顯示器組成，單片機U1為8031，是中央控制單元，其數據口P0-P7提供數據交換通道，經地址鎖存晶片U2提供A0-A7低8位地址，U2為74LS373，P20-P27提供高8位地址，P25、P26、P27作為解碼器U8的選擇輸入，並由U8提供各晶片所需的片選信號，U8為74LS139，P10-P17設定為動作輸出，P3口中的T1和INT1，為樓層高度計數信號輸入端；INT0為停止信號輸入端；程序存儲器EPROM為U3即2716，數據存儲器RAM為U4即6264，樓層高度數據存儲選用EEPROM系列的2816A，2816A是電可擦除存儲晶片，數據可反覆存取修改，而且斷電後數據不會丟失，採用兩塊可編程輸入輸出晶片均為8255A作為顯示和鍵盤接口，U6為輸出接口，其PA口作「預置層數」的兩位顯示輸出，PB口和PC口的低四位作「實際層數」的三位顯示輸出，經解碼器4511解碼後驅動數碼管顯示，U7為輸入接口，其PA和PB口作鍵盤輸入，PC口作操作信號輸入。
2.據權利要求1所述的卷揚機電腦控制器，其特徵在於信號輸入和動作輸出都經過由P521光電耦合器組成的隔離單元進行隔離，同時電源採取兩級穩壓，以確保系統的可靠性和穩定性。
專利摘要一種卷揚機電腦控制器，由單片機、地址鎖存晶片、系統程序存儲器、數據存儲器、樓層高度存儲器、可編程輸出晶片、可編程輸入晶片、解碼器、光電耦合器，顯示器組成，具有不衝頂、運行前狀態指示，故障自診斷告警停機、自動重置預置層數，空車重車平層選擇、手動自動操作選擇，預選實際層數，自動修正停層誤差，停層準確、安裝調試方便快捷、有線對講方便調度等功能，適用於高速機、低速機和平衡錘式機。
文檔編號B66B1/06GK2262020SQ9522881
公開日1997年9月10日 申請日期1995年11月29日 優先權日1995年11月29日
發明者傅健 申請人:傅健