物料裝卸稱量控制儀的製作方法

2024-03-22 11:17:05

專利名稱：物料裝卸稱量控制儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是適用貨物集中裝卸場地，如火車站、港口等貨物停運站或建築工地，可以對所使用的裝卸設備進行保護調控的一種稱量形和保護形控制儀表。
貨運站、碼頭及建築工地等重要物料裝運場所，已廣泛應用塔車、吊車等裝卸設備，實現了裝卸業的機械化。然而，在實際作業中，因現有塔車和吊車等沒有相應對所抓物料進行動態重量檢測的功能，僅僅靠作業人員的經驗來操作，沒有可靠的科學依據來判斷是否超載，更沒有辦法對超載情況給予限制，因此輕則造成這種大型設備的使用壽命的削減，重則造成設備殘損及人員傷亡，使所屬單位蒙受很大的經濟損失，另外與現代社會所需要的自動化、程控化大生產不相適應。因此本實用新型的發明目的在於提供一種能夠對裝卸設備所抓物料進行動態稱量，判斷其是否超載然後進行相應自動控制的稱量控制儀，實現裝卸自動化，保障作業安全的物料裝卸稱量控制儀。
本實用新型的發明目的是通過以下技術方案實現的，即特徵是本稱量控制儀是(1)以中央處理單元為處理和控制核心；還包括(2).數據採集和轉換通道，以應變片電阻電橋實現數據感應，進行A／D數據轉換後，向CPU輸入數據；(3).執行電路，接收中央處理器的控制指令，經光電耦合管及繼電器對裝卸設備中電機的工作狀態進行控制，並超載報警；(4).實時時鐘電路，以時鐘日曆晶片與CPU相連顯示現時的工作時間，進行連續走時；(5).鍵盤及數顯電路，通過擴展接口晶片將數碼顯示電路和各功能鍵與CPU聯繫起來，正常工作；(6).電源電路，向本控制儀各組成晶片提供各種直流電源。
本稱量儀的工作程序是由CPU導入A／D每次轉換的檢測數值，進行數據處理後，比較判斷是否超過爪鬥或吊鉤所能承受的負荷，超載時則由CPU向執行電路發出指令切斷提升電機的電源；不超載時則與已裝入容器中的物料重量累加，若判斷累加值已超過容量，除顯示、報警外，由CPU向執行電路發出指令切斷提升電機電源，使電機停止工作。
在上述方案中，為防止當出現突然斷電造成，隨機存貯器和實時時鐘電路中存有的數據丟失，分別在其電源端接有一斷電維持電路，該電路為電源端Vcc上並接的由電容和多節電池並聯電路，Vcc與並聯節點之間設有單向導通二極體；在數據採集和轉換通道中，其中數據採集通道是由應變片電阻電橋為重量傳感器和兩級放大器構成，向A／D轉換晶片輸入模擬數據，其中第一級放大器中設有調零電路，可以保證準確放大感應信號。
本實用新型提供的物料裝卸稱量控制儀，是以中央處理單元中的數值處理程序與硬體組成相結合，測量數據準確，可以在不停機的工作狀態下進行數據處理，予以累加並判斷其是否超載或超容量並予以實時控制，使設備在其所能承受的範圍內進行裝卸工作，使作業有序化、自控化。一方面延長裝卸設備的工作壽命，同時保證安全裝卸，又能夠保證連續工作，通過印表機列印數值，使裝卸工作日常管理自動化、科學化。


圖1為本控制儀的組成方框圖圖2為本控制儀的電源電路圖圖3為本控制儀組成的實施電路圖圖4為本控制儀鍵盤及數顯電路圖本物料裝卸稱量控制儀，由圖1可以看出是由以中央處理CPU單元為核心，以數據採集和轉換通道1實現當前鬥、鉤貨物的測量數據輸入，以執行電路2對裝卸設備的動作電機進行調控，實現對意外情況給予報警由鍵盤及數顯電路3顯示，並可由外接的印表機5列印數據。
該稱量控制儀的核心為中央處理單元，包括CPU、程序存貯器U9和隨機寄存器U10。在本實施例中，CPU採用的是高檔8位單片機晶片8032。
在上述物料裝卸稱量控制儀中，還設有實時時鐘電路4，對工作過程中的時間進行連續記時。在本實施例中，選用的是CMOS晶片M5832，在與CPU進行連接時序調整時，由於該晶片U15內部時間寄存器的數據存取速度較慢，所以設有一八D觸發器晶片U16如74LS374，與CPU的數據總線相掛，即5832的時間寄存器的地址線和HOLD、WR、RD控制線與八D觸發器U16相連，其時間輸出至CPU8032的P1.0～P1.3口線上。CPU上的RD、WR信號線經與非門選通該八D觸發器，實現實時時鐘電路4與CPU的連接。
為保證上述時鐘電路4和隨機寄存器U10在突然斷電的情況下，保持時間的連續和數據值不丟失，在時鐘晶片U15和隨機寄存器晶片U10的電源端各設有一組斷電維持電路，該電路由電解電容C1與電阻R1和電池組EN的串接支路相併接，連接在與電源端Vcc串接的二極體D1的負極上。突然斷電時，電容C1已充有的電能可以使晶片中的數據得以保持。
本稱量控制儀另一主要部分是數據採集和轉換通道1，在實施例中，爪鬥和吊鉤中設有引入重量數據的應變片電橋為重量傳感器11，經放大電路12中的U3、U4兩級放大將模擬信號輸到A／D轉換器U14中在上述數據採集通道中，為使所檢測到的數據準確放大，在第一級放大器U3上設有如圖所示的調零電路14。若為多爪鬥或多吊鉤同時進行裝卸工作時，數據採集通道與A／D轉換通道之間設有轉換開關，選擇相應通道的數據。
本稱量控制儀再一主要部分是進行鍵控和數顯的鍵盤及數顯電路3。為實現數據顯示和各功能鍵的監控，本儀表中採用並行擴展接口晶片U88255，將8位數碼管與14個功能鍵與CPU連接。在此，採用節省硬體，數顯部分採用動態掃描方式進行工作，其中U8的PA除作為七段碼和小數點信號線外，又作為其中6個功能鍵SW11～SW16的監控口；PB口作為其他8個功能鍵SW3～SW10的輸入接口，PC口作為掃描分時控制線。
本儀表中還設有列印部分5，可隨時接有微型印表機，如TPμD－16APE。
本物料裝卸稱量控制儀是這樣工作的從主鉤、付鉤或鬥三個功能鍵中設定其一，首先對A／D轉換的各位BCD轉換後，存入相應的寄存器中判斷其是否大於零點值，即是否抓貨，並使取樣次數達到七次以上後，進行處理取中間值，判斷是否超載，超載則音頻報警並顯示，切斷提升電機電源。不超載則將數據存入相應的寄存器中，建立標誌位。取樣還不到49次時，則再次時行數據比較，取出中間值，與前幾次所分裝貨物的重量值相預累加，判斷預累加值是否超過預定值，超量則由CPU向執行電路2發出信號切斷提升電機電源，並音頻報警；不超載則將累加值存入相應的存儲器中。當減料時，則由總重量傳題減去本鬥、鉤的值。
權利要求1.一種物料裝卸稱量控制儀，其特徵在於它是(1)，以微機中央處理單元為核心，即由CPU、程序存貯器(U9)和隨機存貯器(U10)構成；還包括(2).數據採集及轉換通道(1)，通過安裝於鉤或鬥中的應變片電橋為傳感器(11)，經放大電路(12)、A/D(U14)轉換後輸入到CPU中；(3).執行電路(2)，接收CPU根據數據處理後發出指令，切斷提升電機電源，並予以聲光報警；(4).實時時鐘電路(4)，連續記錄工作過程的時間，需要時，予以顯示或列印；(5).鍵盤及數顯電路(3)，經擴展接口晶片(U8)將數碼顯示與各功能鍵與CPU聯繫起來；及(6).電源電路(6)。
2.根據權利要求1所述的物料裝卸稱量控制儀，其特徵在於在數據採集及轉換通道(1)中，為保證對檢測數據的準確放大，在第一級放大器(U3)中設置有調零電路(14)。
3.根據權利要求1所述的物料裝卸稱量控制儀，其特徵在於在實時時鐘晶片(U15)和中央處理單元中的隨機存貯器(U10)的電源端設有斷電維持電路，即電源端(Vcc)並接有電解電容(C1)和電池組(EN)的並聯電路，電源與並接節點接有一單向二極體(D1)。
4.根據權利要求1所述物料裝卸稱量控制儀，其特徵在於鍵盤及數顯電路(3)是由多位數碼管、多個功能鍵和將數碼管、功能鍵與CPU相掛的並行擴展接口晶片(U8)組成，其中一擴展口除作為七段碼和小數點的信號線外，又作為其中若干個功能鍵的監控口，一擴展口作為分時掃描控制線，另一擴展口作為其餘功能鍵的監控口。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠使裝卸業實現自動化、科學化監控的物料裝卸稱量控制儀。該稱量控制儀是由中央處理單元為控制中心，包括數據採集和轉換通道、執行電路、實時時鐘電路、鍵盤及數顯電路和電源電路組成，這種儀表是經應變片電橋為傳感器可對爪、鉤中物料進行稱量，數據處理、判斷其是否超載，又可進行累加防止超過容器的容量，為實現安全作業和提高效率創造條件。
文檔編號B66C1/22GK2211988SQ94230439
公開日1995年11月8日 申請日期1994年10月18日 優先權日1994年10月18日
發明者郝連德, 莊凱, 吳得江 申請人:丹東市無損檢測設備廠