基于單片機AT89C52升降機平層控制器研制

1、籠運行的脈沖信號，將該計數(shù)值與標定模塊的值進行了比較，利用新型接口芯片BC7281A實現(xiàn)了樓層的輸入和顯示，并采用BD1420語音芯片進行語音提示，利用C51進行軟件編程。在軟硬件方面，采取了各種抗干擾措施，提高了系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)場運行結果表明，該平層控制系統(tǒng)運行良好，平層精度較高。0刖目施工升降機是高層建筑施工中不可缺少的垂直運輸工具，它主要擔負著運送施工人員和施工設備及物料的任務。施工升降機的運送能力及運輸高度日益提高，但目前施工升降機自動化控制水平還較低，還沒有具備自動選層的功能；而采用其他控制方式所實現(xiàn)的平層精度低，價格昂貴，遠不能達到施工單位的要求；并且也沒有樓層的呼叫及顯示功能，而

2、只能依靠施工人員通過對講機或喊話的方式來進行交互。因此，目前施工升降機在工作中不能預知哪個樓層需要停站，并且吊籠的平層精度不高，其運行是被動的，運輸效率低下。本研究擬研制一套具有高可靠性的控制器，來實現(xiàn)對施工升降機的準確平層，并實時顯示當前所處的樓層。1起升機械平層控制器總體介紹11平層控制器工作原理本研究所設計的是一種用于施工升降機專用的平層控制器，該平層控制器總體示意圖，如所示。其總體結構圖，如所示。其主要控制流程：通過位置檢測裝置（其上安裝有光電編碼器）卷揚機鋼絲繩的直線位移轉(zhuǎn)換成脈沖量；以單片機為主控器，通過計數(shù)器口將光電編碼器產(chǎn)生的脈沖信號接入控制系統(tǒng)；由單片機計算處理并將其存入到數(shù)

3、據(jù)存儲區(qū)中以完成高度標定操作；在進行起升操作時同樣根據(jù)計數(shù)器得到的脈沖數(shù)與相應樓層的脈沖數(shù)進行比對，以確定電機的啟停。該控制器的輸出信號由具有光電隔離功能的固態(tài)繼電器構成，固態(tài)繼電器控制交流接觸器以達到驅(qū)動卷揚機電機的目的。12功能簡介選層與平層功能。不論吊籠停在任何位置，操作人員只要按下樓層鍵，則吊籠即開始運行，到達目標樓層時，電機自動停止，此時數(shù)碼管顯示當前到達的樓層，并伴隨語音提示。樓層顯示功能。不論吊籠是處在運行狀態(tài)，還是停機狀態(tài)，數(shù)碼管均能顯示當前所處的樓層。簡介通2剛ebookmark2 -），男；安毫州人；博士研究生；主要從事電液伺服仿真及試驗系統(tǒng)方面的研究。語音功能。當?shù)趸\到達

4、目標樓層時，語音系統(tǒng)自動提示操作人員目標樓層已到達。零位校正功能。將最底層作為基準樓層，安裝有行程開關，其余各層將以此層作而設定，如在運行一段時間后，各層停層的位置出現(xiàn)誤差，則只需重新校正零位，便可確保吊籠在其他樓層的平層精度。手動/自動切換功能。當主控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時或者需要點動時，可切換到手動，此時可手動對升降機進行操作。復位功能。當平層控制器主系統(tǒng)受到嚴重干擾或誤操作處于癱瘓狀態(tài)時，此時可按下復位鍵，系統(tǒng)復位即可處于運行狀態(tài)。2位置檢測裝置的方案及其設計本研究所設計的位置檢測裝置的原理3 4|，如所示。其中，壓輪A的軸和光電編碼器的軸以聯(lián)軸器相連，另一壓輪B的作用是保證鋼絲繩和壓輪A之間沒

5、有相對滑動。電機帶動卷筒，進而帶動鋼絲繩上、下移動時，若壓輪A和鋼絲繩之間為純滾動接觸，那么壓輪A轉(zhuǎn)過的周長和鋼絲繩移動的距離是相等的。由于吊籠的上、下移動的距離可以用光電編碼器的轉(zhuǎn)角表示，吊籠所處的狀態(tài)可以以脈沖的形式準確地表達出來。由于光電編碼器輸出的是脈沖信號，是理想的單片機輸入信號，從而簡化了系統(tǒng)設計。該方案的關鍵部分是要保證壓輪Al和鋼絲C繩之間為純滾動摩擦，為使控制器能在較惡劣的環(huán)境下工作，就需要對整個裝置作一些改進措施，使其具備足夠的摩擦系數(shù)而不至于打滑。在設計時，采取以下3種防打滑措施：壓輪A、B設計為V型槽，鋼絲繩與A、B之間的接觸由線接觸變?yōu)槊娼佑|；在壓輪A、B上用一組彈簧

6、，可使壓輪A、B時刻處于壓緊狀態(tài)；由于壓輪與鋼絲繩之間是剛性接觸，摩擦系數(shù)很小，在壓輪A、B表面覆蓋一層耐磨橡膠可以提高壓輪與鋼絲繩之間的摩擦系數(shù)，從而消減它們之間的相對滑動。調(diào)試結果表明，改進后的裝置運行良好，沒有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而為主控系統(tǒng)提供了精確的脈沖，為平層精度打下了良好基礎。3平層控制器硬件設計1主控電路總體設計平層控制器的硬件結構圖，如所示。其基本的工作原理是位置檢測裝置采集的脈沖值與某一樓層的標定值相比較，決定吊籠的上行、下行還是停止。而各樓層的標定值是通過標定模塊以及手動升降來完成的，并通過EEffiOM（AT28C64）記憶。人機接口部分由3部分組成：利用BC7281A來完成樓

7、層的輸入（利用鍵盤）及顯示（利用數(shù)碼管）功能；利用固態(tài)繼電器完成主控系統(tǒng)與電機的強弱電的轉(zhuǎn)換；利用ISD1420語音芯片實現(xiàn)語音提示功能。2人機接口電路設計在本控制系統(tǒng)中，人機接口151主要有樓層的輸入及其顯示和語音提示。樓層輸入和顯示采用新型接口芯片BC7281A，該芯片是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位數(shù)碼管顯示或128只獨立的LEDBC7281A的驅(qū)動輸出極性及輸出時序均為軟件可控，從而可以與各種外部電路配合，適用于任何尺寸的數(shù)碼管，并滿足單片機進行大量外擴的需要。語音系統(tǒng)采用1SD1420系列芯片，該芯片采用直接模擬存儲專利技

8、術（DAST），把語音信號以模擬形式直接存儲在片內(nèi)存儲器中，無需A/D轉(zhuǎn)化和壓縮，從而減少了語音失真，并且可以反復錄放，開發(fā)使用方便，非常適合在建筑施工現(xiàn)場進行錄放音。3信號輸出控制電路設計單片機將控制信號輸出到固態(tài)繼電器（SSR）上，通過固態(tài)繼電器（SSR）的通斷來控制交流接觸器的線圈，進而控制電機，達到啟/停電機的目的。固態(tài)繼電器（SSR）可以和控制系統(tǒng)放在一個控制柜里，而將交流接觸器和電氣控制柜遠離控制系統(tǒng)，因而減小了干擾。根據(jù)以上分析得到的控制線路圖，如所示。繼電器-OUT一正轉(zhuǎn)交流接觸器線S間上0UTI反轉(zhuǎn)繼電器OUT2|反轉(zhuǎn)交流接觸器線圈上升控制信號下降控制信號電機控制線路手動/自動切換電路設計4起升機械平層控制器軟件設計系統(tǒng)主程序模塊。主程序主要完成對其他各模塊相應子函數(shù)的調(diào)用，完成系統(tǒng)的啟動、停止、計數(shù)器初始化、系統(tǒng)復位等功能。主程序開始后先進行一定的延時，以確保接口芯片BC7281完成上電復位。其流程圖，如所示。系統(tǒng)各功能模塊，如所示?？刂破鞯能浖糠謸撝刂破饕磺羞壿嬤\算、I/O控制、人機交互等任務，是控制器的重要組成部（3）脈沖數(shù)據(jù)庫標定模塊。該模塊主要完成各個樓層與不同的計數(shù)脈沖數(shù)映射關系的建立，并把這種關系存儲在相應存儲介質(zhì)中（AT28C64），構成脈沖標分因此針對