基于单片机AT89C52的升降机平层控制器的研制

笼运行的脉冲信号，将该计数值与标定模块的值进行了比较，利用新型接口芯片BC7281A实现了楼层的输入和显示，并采用BD1420语音芯片进行语音提示，利用C51进行软件编程。在软硬件方面，采取了各种抗干扰措施，提高了系统的可靠性。现场运行结果表明，该平层控制系统运行良好，平层精度较高。0刖目施工升降机是高层建筑施工中不可缺少的垂直运输工具，它主要担负着运送施工人员和施工设备及物料的任务。施工升降机的运送能力及运输高度日益提高，但目前施工升降机自动化控制水平还较低，还没有具备自动选层的功能；而采用其他控制方式所实现的平层精度低，价格昂贵，远不能达到施工单位的要求；并且也没有楼层的呼叫及显示功能，而只能依靠施工人员通过对讲机或喊话的方式来进行交互。因此，目前施工升降机在工作中不能预知哪个楼层需要停站，并且吊笼的平层精度不高，其运行是被动的，运输效率低下。本研究拟研制一套具有高可靠性的控制器，来实现对施工升降机的准确平层，并实时显示当前所处的楼层。1起升机械平层控制器总体介绍11平层控制器工作原理本研究所设计的是一种用于施工升降机专用的平层控制器，该平层控制器总体示意图，如所示。其总体结构图，如所示。其主要控制流程：通过位置检测装置（其上安装有光电编码器）卷扬机钢丝绳的直线位移转换成脉冲量；以单片机为主控器，通过计数器口将光电编码器产生的脉冲信号接入控制系统；由单片机计算处理并将其存入到数据存储区中以完成高度标定操作；在进行起升操作时同样根据计数器得到的脉冲数与相应楼层的脉冲数进行比对，以确定电机的启停。该控制器的输出信号由具有光电隔离功能的固态继电器构成，固态继电器控制交流接触器以达到驱动卷扬机电机的目的。12功能简介选层与平层功能。不论吊笼停在任何位置，操作人员只要按下楼层键，则吊笼即开始运行，到达目标楼层时，电机自动停止，此时数码管显示当前到达的楼层，并伴随语音提示。楼层显示功能。不论吊笼是处在运行状态，还是停机状态，数码管均能显示当前所处的楼层。简介通2刚ebookmark2-），男；安毫州人；博士研究生；主要从事电液伺服仿真及试验系统方面的研究。语音功能。当吊笼到达目标楼层时，语音系统自动提示操作人员目标楼层已到达。零位校正功能。将最底层作为基准楼层，安装有行程开关，其余各层将以此层作而设定，如在运行一段时间后，各层停层的位置出现误差，则只需重新校正零位，便可确保吊笼在其他楼层的平层精度。手动/自动切换功能。当主控系统出现故障时或者需要点动时，可切换到手动，此时可手动对升降机进行操作。复位功能。当平层控制器主系统受到严重干扰或误操作处于瘫痪状态时，此时可按下复位键，系统复位即可处于运行状态。2位置检测装置的方案及其设计本研究所设计的位置检测装置的原理34|，如所示。其中，压轮A的轴和光电编码器的轴以联轴器相连，另一压轮B的作用是保证钢丝绳和压轮A之间没有相对滑动。电机带动卷筒，进而带动钢丝绳上、下移动时，若压轮A和钢丝绳之间为纯滚动接触，那么压轮A转过的周长和钢丝绳移动的距离是相等的。由于吊笼的上、下移动的距离可以用光电编码器的转角表示，吊笼所处的状态可以以脉冲的形式准确地表达出来。由于光电编码器输出的是脉冲信号，是理想的单片机输入信号，从而简化了系统设计。◎该方案的关键部分是要保证压轮Al和钢丝C绳之间为纯滚动摩擦，为使控制器能在较恶劣的环境下工作，就需要对整个装置作一些改进措施，使其具备足够的摩擦系数而不至于打滑。在设计时，采取以下3种防打滑措施：①压轮A、B设计为V型槽，钢丝绳与A、B之间的接触由线接触变为面接触；②在压轮A、B上用一组弹簧，可使压轮A、B时刻处于压紧状态；③由于压轮与钢丝绳之间是刚性接触，摩擦系数很小，在压轮A、B表面覆盖一层耐磨橡胶可以提高压轮与钢丝绳之间的摩擦系数，从而消减它们之间的相对滑动。调试结果表明，改进后的装置运行良好，没有丢转现象，从而为主控系统提供了精确的脉冲，为平层精度打下了良好基础。3平层控制器硬件设计1主控电路总体设计平层控制器的硬件结构图，如所示。其基本的工作原理是位置检测装置采集的脉冲值与某一楼层的标定值相比较，决定吊笼的上行、下行还是停止。而各楼层的标定值是通过标定模块以及手动升降来完成的，并通过EEffiOM（AT28C64）记忆。人机接口部分由3部分组成：①利用BC7281A来完成楼层的输入（利用键盘）及显示（利用数码管）功能；②利用固态继电器完成主控系统与电机的强弱电的转换；③利用ISD1420语音芯片实现语音提示功能。2人机接口电路设计在本控制系统中，人机接口151主要有楼层的输入及其显示和语音提示。楼层输入和显示采用新型接口芯片BC7281A，该芯片是Bi-Code公司出品的8位/16外接移位寄存器（典型芯片如74HC164最多可以控制16位数码管显示或128只独立的LEDBC7281A的驱动输出极性及输出时序均为软件可控，从而可以与各种外部电路配合，适用于任何尺寸的数码管，并满足单片机进行大量外扩的需要。语音系统采用1SD1420系列芯片，该芯片采用直接模拟存储专利技术（DAST），把语音信号以模拟形式直接存储在片内存储器中，无需A/D转化和压缩，从而减少了语音失真，并且可以反复录放，开发使用方便，非常适合在建筑施工现场进行录放音。3信号输出控制电路设计单片机将控制信号输出到固态继电器（SSR）上，通过固态继电器（SSR）的通断来控制交流接触器的线圈，进而控制电机，达到启/停电机的目的。固态继电器（SSR）可以和控制系统放在一个控制柜里，而将交流接触器和电气控制柜远离控制系统，因而减小了干扰。根据以上分析得到的控制线路图，如所示。继电器-OUT一正转交流接触器线S间上0UTI反转继电器OUT2――|反转交流接触器线圈上升控制信号下降控制信号电机控制线路手动/自动切换电路设计4起升机械平层控制器软件设计系统主程序模块。主程序主要完成对其他各模块相应子函数的调用，完成系统的启动、停止、计数器初始化、系统复位等功能。主程序开始后先进行一定的延时，以确保接口芯片BC7281完成上电复位。其流程图，如所示。系统各功能模块，如所示。控制器的软件部分担负着控制器一切逻辑运算、I/O控制、人机交互等任务，是控制器的重要组成部（3）脉冲数据库标定模块。该模块主要完成各个楼层与不同的计数脉冲数映射关系的建立，并把这种关系存储在相应存储介质中（AT28C64），构成脉冲标分因此针对用新型的单单片机所构建的控制器ic开fchin定数据s库。标rTs序流程程图，如图cLnet起升工作模块。在起升工作状态下，该模块主要通过传感器采集脉冲数与标定数据库进行比对来控制电机的启停，以达到平层控制的目的。其流程图，如所示。转载请注明出处，谢谢。升降机