智能儀表 起重機超載限制器設計

1、遼寧、遼寧、寧寧、工商大學智能儀器課程設計(論文)。標題：起重機超載限制器設計研究所(系):研究所(系):電氣工程學院電氣工程學院專業(yè)課：專業(yè)課：測量與控制102102學生編號：學生姓名：張請張楠請張楠講師：講師：起止時間：2013年12月30日、2012年12月30日、2012年1月10日課程設計(論文)、任務與評語：學校(系):電氣工程學院教研室：測控技術與儀表專業(yè)，學生姓名：請任務設計任務設計任務：為了稱量起重機吊鉤吊起的重物，為操作人員進行操作提供參考數(shù)據(jù)， 并避免生產(chǎn)過程中不必要的安全事故，根據(jù)工業(yè)作業(yè)現(xiàn)場的特點和要求，嘗試設計一種具有顯示載荷重量和報警功能的起重機超載限制器控制系統(tǒng)

2、。 設計要求：設計要求：1 .選擇合適的張力傳感器，設計相應的信號調節(jié)電路；2.具有顯示重量的功能，采用四位數(shù)字發(fā)光二極管數(shù)碼管；3.當額定負荷大于或等于105%時，2秒后切斷提升回路的電源；當額定負荷大于或等于110%時，立即切斷提升回路的電源；4.具有報警功能，當預報警大于或等于額定負荷的90%時，黃色發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器發(fā)出間歇報警；當額定負載大于或等于105%時，紅色發(fā)光二極管始終亮著，蜂鳴器發(fā)出持續(xù)的報警聲；當額定負載大于或等于110%時，紅色發(fā)光二極管始終亮著，蜂鳴器發(fā)出持續(xù)的報警聲；5.分析測試數(shù)據(jù)；6、完成任務書，字數(shù)應在4000字以上；7.盡可能降低設計中的硬件成本。技術參

3、數(shù)：技術參數(shù)：重量：0-5噸；系統(tǒng)精度為：1%；過載限制器的工作溫度為：-25-60；工作計劃1。分配任務，查閱數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)的設計要求。(2天)2 .確定系統(tǒng)的設計方案，選擇控制核心和外圍設備。(1天)3 .確定硬件電路。(1天)4、根據(jù)系統(tǒng)要求，設計系統(tǒng)軟件流程，并編寫程序。(3天)5 .在計算機上調試，修改程序和防御。(2天)6 .編寫并打印設計規(guī)范(1天)。教員的評語和成績通常是：論文質量：答辯：教員簽名：總分：年、月、日，注：成績：20%論文質量60%答辯20%按百分比制計算。簡要介紹了由壓力傳感器、模數(shù)轉換器和發(fā)光二極管顯示器組成的起重機超載限制器的基本結構，設計了起重機超載限制器

4、的硬件和軟件。詳細設計了電源電路、傳感器電路、模數(shù)轉換電路、鍵盤電路、顯示電路和報警電路。起重機超載限制器在當今社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，尤其是對工礦企業(yè)而言。它起著保護起重機和限制起重機額定起重重量的作用。在本設計中，當額定負載大于或等于105%時，提升電路的電源將在2秒鐘后切斷。當額定負荷大于或等于110%時，立即切斷提升回路的電源；具有報警功能，當預報警大于或等于額定負荷的90%時，黃色發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器發(fā)出間歇報警；當額定負載大于或等于105%時，紅色發(fā)光二極管始終亮著，蜂鳴器發(fā)出持續(xù)的報警聲；當額定負載大于或等于110%時，紅色發(fā)光二極管直亮，蜂鳴器連續(xù)報警。該系統(tǒng)設計避免了傳統(tǒng)

5、有線信號傳輸帶來的干擾，功能多，操作簡單，擴展性強。關鍵詞：限幅器；單片機；傳感器；警報。目錄第一章簡介.1第2章課程設計方案.2 2.1方案確定.2.2 .2系統(tǒng)組成總體結構和流程圖.3第3章硬件設計.4 3.1電源電路.4 3.2變速器傳感器電路.4 3.3模數(shù)轉換電路.6 3.4復位電路和振蕩時鐘電路.的設計.7 3.5顯示電路. 8設計3.6鍵盤設計.9 3.7報警電路.11第4章系統(tǒng)軟件設計. 13 4.1軟件設計概述.13 4.2軟件設計概念和軟件結構.14第5章模擬結果和誤差分析.17第6章課程設計總結.參考文獻.19 .20附錄一.21附錄二.第一章介紹.22 .隨著微電子技術

6、、計算機技術、智能儀器技術和傳感器技術的迅速發(fā)展，如今起重機用戶不滿足于起重機只具有負載和過載限制功能這一事實。他們希望獲得更多關于起重機工作狀態(tài)的準確信息，包括提升高度、風速、提升角度、工作范圍，甚至鋼絲繩狀況、油溫、振動等信息?；谝陨显?，起重機超載限制器的功能不斷擴展，信息集成度更高、更人性化。國外許多起重機生產(chǎn)廠家較早地研究和應用了起重機超載限制器，現(xiàn)在已經(jīng)達到了很高的水平。我國在這一領域的工作起步較晚，技術水平不高，應用范圍也不廣。然而，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和安全管理意識的提高，國內起重機生產(chǎn)廠家和用戶對起重機超載限制器有很大的需求。國家技術監(jiān)督局專門制定并頒布了起重機安全規(guī)程(GB

7、 6067-1985)、起重機械過載保護裝置安全技術規(guī)范(GB 12602- 1990)、起重臂起重機起重力矩限制器通用技術條件(GB 7950-1999)等國家標準，要求對各種起重機械設備進行載荷和過載限制，并嚴格規(guī)定了過載限制器的功能和性能試驗。勞動和社會保障部還規(guī)定，超過16t的起重機必須配備超載限制器。除了近年來進口的先進起重機外，我國現(xiàn)有的大多數(shù)起重機械都需要安裝起重機超載限制器。一些帶有過載限制器的起重機由于使用過度和系統(tǒng)損壞等問題需要修改。因此，國內市場需求巨大。然而，國外起重機超載限制器價格昂貴，難以與國內起重機匹配。國內研究人員正致力于超載限制器的國產(chǎn)化之路，并取得了一定的成

8、果，但產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性有待提高?？梢哉f，國內起重機行業(yè)迫切需要符合國情、性能先進、功能完善、工作可靠的新型起重機超載限制器產(chǎn)品，以滿足國內需求。第二章課程設計方案2.1方案確定方案1:模數(shù)轉換元件采用ADC0809。ADC0809芯片是美國國家半導體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道、8位逐次逼近型模數(shù)轉換器。內部有一個8通道多通道開關，可以根據(jù)地址碼鎖存解碼后的信號，并且只選8路模擬輸入信號中的一路進行模數(shù)轉換。ADC0809轉換器芯片是8路模擬信號的分時采集，帶有8個模擬門控開關和相應的通道鎖存電阻解碼電路，轉換時間約為100秒。不推薦使用ADC0809，因為它應該簡單、可行且操作方便，而且

9、它比較笨重，有很多通信接口。方案二：模數(shù)轉換元件采用ADC0804。ADC0804是一款8位COMS主次比較模數(shù)轉換器，具有三態(tài)鎖定輸出功能，最短轉換時間為100us。該芯片的外圍電路相對簡單。由于本設計需要檢測8個通道，雖然ADC0804電路簡單，但只能檢測單個信號，所以在本設計中選擇ADC0809更合適。模數(shù)轉換器選用ADC0804，系統(tǒng)主機選用89S51單片機，數(shù)字顯示部分選用BS212共陽極數(shù)碼管，音頻部分選用KD9561。硬件系統(tǒng)通電后，來自壓力(張力)傳感器的微弱電信號(約20V)被送到ADC0809進行模數(shù)轉換。ADC0809發(fā)送的8位信號發(fā)送到89C51單片機的P1端口，89S

10、51根據(jù)P0端口的信號進行處理和判斷，然后發(fā)送到發(fā)光二極管顯示。如果采集到的物體重量達到或超過額定值的90%，P2.5發(fā)出低電平驅動聲光預警電路。如果采集到的物體重量達到或超過額定值的105%，過載技術單元將增加1，P2.6發(fā)出低電平，驅動聲光報警電路。起重機的電源由繼電器切斷。2.總體結構和流程圖壓力傳感器89S51報警電路鍵盤電路顯示電路制動保護電路圖2.1系統(tǒng)總體框圖123456A B C D 654321D C B A標題數(shù)字修訂B日期：14-5月-2 010文件頁：E:顯示Protel xuhuiling01。DDB由： vin1 gn2 vout 3 u1lm 7805 c 3 0

11、.1 fc 70.1 fc 12200 ufc 5100 uf 5t 1 trans 1 D2 in 4007 7 D6 D5 D1第3章硬件設計3.1電源電路圖3.1電源電路220V交流市電經(jīng)電源變壓器轉換為交流低壓，然后經(jīng)橋式整流電路整流并經(jīng)濾波電容濾波，在Vin和gnd形成不穩(wěn)定的DC電壓)。該DC電壓由LM7805穩(wěn)定并求和。濾波電容器的濾波在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生高精度和良好穩(wěn)定性的DC輸出電壓。這種穩(wěn)壓電源可用作TTL電路或單片機電路的電源。3.2傳感器電路中半導體的壓阻效應：固體的電阻率在受力后會發(fā)生變化，這種效應稱為壓阻效應。半導體材料的壓阻效應特別強。壓阻式傳感器具有高靈敏度系數(shù)和高分辨率。高頻響應和小尺寸。它主要用于測量壓力、加速度和負載。由于半導體材料