专利名称：卷扬机电脑控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种卷扬机电脑控制器。
目前，卷扬机是建筑工地不可缺少的一种建筑机械，长期以来都是采用凸轮开关或接触器的简单控制，操作者往往不能一次定位准确，而要反复多次，专利93203359.8卷扬机升降安全自动控制器，专利93222682.5卷扬机使用安全控制装置，功能较单一，定位不够准确，故障率高，调试和操作不够方便，不太受用户欢迎。
本实用新型的目的在于提供一种能控制吊笼准确停在需要上下物料的位置，且功能多，故障率低，操作简便的卷扬机电脑控制器。
本实用新型由单片机U1、地址锁存芯片U2、程序存储器U3、数据存储器U4、楼层高度存储器U5、可编程输出芯片U6、可编程输入芯片U7、译码器U8、光电耦合器、显示器组成，采用MC8-51系列单片计算机8031作为中央控制单元，即U1，其数据口P0-P7为提供数据交换通道，同时经地址锁存芯片74LS373提供A0-A7低8位地址。P20-P27提供高8位地址，P25、P26、P27作为译码器U8的地址输入，并由U8提供各芯片所需的片选信号U8为74LS139，P10-P17设定为动作输出，P3口中的T1和INT1，定义为楼层高度计数脉冲信号输入端；INT0为停止信号输入端；程序存储器EPROM为U3，即为2716，数据存储器RAM为U4即为6264，楼层高度数据存储选用EEPROM系列的2816A，由于2816A是电可擦除存储芯片，数据可反复存取修改，而且断电后数据不会丢失。可编程输入、输出芯片均为8255A，作为显示和键盘接口，U6为输出接口，其PA口作“预置层数”的两位显示输出，PB口和PC口的低四位作“实际层数”的的三位显示输出，经译码器U8即4511译码后驱动数码管显示；U7为输入接口，其PA口和PB口作键盘输入，PC口作操作信号输入。信号输入和动作输出都经过P521光电耦合器组成的隔离单元进行隔离，同时电源采取两级稳压，以确保运行的可靠性和稳定性。
本控制器具有不冲顶、运行前状态指示、故障自诊断告警停机，自动重置预置层数，空车重车平层选择、手动自动操作选择、预选实际层数、自动修正停层误差，停层准确、安装调试方便快捷、有线对讲方便调度等功能，适用于高速机、低速机和平衡锤式机。卷扬机通过钢丝绳牵引吊笼，卷扬机工作就带动吊笼作上升或下降的运行，本控制器通过对卷扬机的控制使吊笼准确停在需要上下物料的位置，进行电脑自动平层。
图1为本实用新型线路图；图2为本实用新型的动作输出、计数输入部分线路图；图3为本实用新型键盘输入操作信号输入部分线路图；图4为本实用新型显示部分线路图；图5为本实用新型继电器和强电控制部分控制线路图。
如图1所示，楼层高度数值的设置是根据楼层的高度一层一层分别储存在U5即2816A的不同存储单元里，卷扬机工作时就从2816A中取出相应层数的高度数与输入的脉冲数进行减一计数，当此高度数减到0时，即表示这一层已到达；高度数的设置是通过键盘操作完成的，由键盘输入的高度数据先存储在U4即6264RAM中，并由U6输出至数码管显示，在确认该数值无误后则由键盘输入命令存入U5即2816A中保存，并可根据需要随时修改。需要上升、下降动作时，通过键盘输入相应的数字(代表楼层数)，此时在“预置层数”两位数码显示器即显示出输入的数字，并由U1即8031根据“预置层数和“实际层数”的数值进行比较，若前者大于后者，则由U1的P11口输出2HZ的频率信号，如图2、3、4所示，此信号经光电隔离放大后驱动发光二极管阵列组成的箭头闪烁显示，以指示卷扬机将要作上升的动作，这也是本控制器所具有的运行前状态指示的功能；同理若“预置层数”小于“实际层数”，则U1的P13口输出2HZ的频率信号，指示卷扬机将作下降的动作；在确认数字正确后，按压“自动运行”按钮，此运行信号经光电隔离输入U7即8255的PC口，经8031确认后即由P10或P12口输上升或下降的信号，经光电隔离放大后驱动继电器工作，如图5所示再由继电器驱动相应的交流接触器动作而带动卷扬机作上升或下降的工作。如图2所示，楼层高度的取样信号是由装在卷扬机转轴上的光电编码器或光电计数器提供的，当卷扬机转动时，即发出脉冲信号；由于已设定卷扬机每转一圈所产生的脉冲个数，因此可根据输入的脉冲数来换算高度，脉冲信号经光电隔离后输入到U1即8031的T1口和INT1口，INT1口的作用主要是卷扬机工作时，输入的脉冲信号不断刷新INT1口寄存器，当INT1口不被刷新时，则证明无脉冲信号输入，说明卷扬机工作不正常，如果这时再继续工作下去的话，可能会发生意外，此时8031即发出告警信号并停机，这亦是本控制器特有的故障自诊断功能之一。当T1口接收到脉冲信号时，即将从2816A中相应层数取出的数据减一，一直到0，此时即完成一层工作，再由8031指挥完成层数的加一或减一，停层前自动减速，到层停机等工作。
如图2、图3所示，由0～9、+、-、预置(A)、置数(B)、确认(C)、重置(D)16个按键组成键盘阵列，楼层高度脉冲数和工作楼层数等通过此键盘阵列输入电脉储存和分析比较。CE1至CE5分别为外部输入的控制信号，其中CE1是自动运行信号，由外部运行按钮产生；CE2是停止工作信号，由外部停止按钮产生；CE3是自动/手动信号，由开关K产生；CE4是空车/重车信号，由外部空车/重车切换开关产生；CE5是计数脉冲输入信号，由外部光电旋转编码器产生；这些输入信号通过光电隔离电路送入8255A的PC口。
如图2所示，本控制的动作输出由U18031的P1口经过光电隔离和输出驱动电路驱动外部继电器，如图5所示，CQ1是上升驱动信号，驱动上升继电器2J；CQ2是上升状态指灯驱动信号，驱动↑指示；CQ3是下降驱动信号，驱动下降继电器3J；CQ4是下降状态指示灯驱动信号，驱动↓指示；CQ5是平层指示灯驱动信号；CQ6是减速继电器驱动信号，驱动继电器4J；CQ7是告警输出信号。
由于卷扬机停机时会有一定的惯性，同时，每台卷扬机的刹车性能不一致，因此对于准确平层产生一定的困难，而且还会产生累积误差，特别是在工程进入装修阶段，这种情况就更为明显，针对这种情况，系统在软件设计上进行了一些补偿措施，主要有四种情况(1)上升停机后再要上升，(2)上升停机后再要下降，(3)下降停机后再下降(4)下降停机后再要上升；采取的办法是先判别停机后是超出预先设定的高度数或是未到达预先设定的高度数，然后用当前需要上升或下降的层数的高度数值根据这四种情况分别减除或相加超出或来到的高度数即可，另外根据卷扬机所带负载是空车或是重车(由控制器操作面板上开关提供此信号)，程序自动给出停机的提前量。卷扬机在实际工作中，由于使用者的操作不当等原因经常造成卷扬机失控发生冲顶的事故，本控制器在软件设计上专门针对这种情况采取措施；由于卷扬机每上升一层都要从高度数据存储器2816A中取出该层的高度数，若取出的数据为0，则表示该层不在工作范围，电脑即命令停机并发出告警信号，因此在使用本控制器时，没有工作到的楼层数不允许输入高度数值，其单元数据应为0，一旦操作者发生误操作，卷扬机不会发生冲顶，从而避免事故的发生。为了防止程序在执行过程中发生“跑飞”的现象，在各程序之间都要安插一条长转移指令LJMP OOH，一旦程序发生跑飞，则会转入这条长转移指令执行，自动返回到程序动态。另一特征在于楼层高度的取样信号由装在卷扬机转轴上的光电编码器或光电计数器提供的，当卷扬机转动时，即发出脉冲信号；由于已设定卷扬机每转一圈所产生的脉冲个数，因而可根据输入的脉冲数来换算高度。脉冲信号经光电隔离后输入到U1即8031的T1口和INT1口，卷扬机工作时，输入的脉冲信号不断刷新INT1口寄存器，当INT1口不被刷新时，无脉冲信号输入，8031发出告警信号并停机，当T1口接到脉冲信号时，即将从2816A中相应层数取出的数据减一，一直到0，此时即完成一层工作，再由8031指挥完成层数的加一或减一，停层前自动减速，到层停机。
权利要求1.一种卷扬机电脑控制器，其特征在于由单片机U1，地址锁存芯片U2，程序存储器U3、数据存储器U4、楼层高度存储器U5、可编程输出芯片U6、可编程输入芯片U7、译码器U8、光电耦合器，显示器组成，单片机U1为8031，是中央控制单元，其数据口P0-P7提供数据交换通道，经地址锁存芯片U2提供A0-A7低8位地址，U2为74LS373，P20-P27提供高8位地址，P25、P26、P27作为译码器U8的选择输入，并由U8提供各芯片所需的片选信号，U8为74LS139，P10-P17设定为动作输出，P3口中的T1和INT1，为楼层高度计数信号输入端；INT0为停止信号输入端；程序存储器EPROM为U3即2716，数据存储器RAM为U4即6264，楼层高度数据存储选用EEPROM系列的2816A，2816A是电可擦除存储芯片，数据可反复存取修改，而且断电后数据不会丢失，采用两块可编程输入输出芯片均为8255A作为显示和键盘接口，U6为输出接口，其PA口作“预置层数”的两位显示输出，PB口和PC口的低四位作“实际层数”的三位显示输出，经译码器4511译码后驱动数码管显示，U7为输入接口，其PA和PB口作键盘输入，PC口作操作信号输入。
2.据权利要求1所述的卷扬机电脑控制器，其特征在于信号输入和动作输出都经过由P521光电耦合器组成的隔离单元进行隔离，同时电源采取两级稳压，以确保系统的可靠性和稳定性。
专利摘要一种卷扬机电脑控制器，由单片机、地址锁存芯片、系统程序存储器、数据存储器、楼层高度存储器、可编程输出芯片、可编程输入芯片、译码器、光电耦合器，显示器组成，具有不冲顶、运行前状态指示，故障自诊断告警停机、自动重置预置层数，空车重车平层选择、手动自动操作选择，预选实际层数，自动修正停层误差，停层准确、安装调试方便快捷、有线对讲方便调度等功能，适用于高速机、低速机和平衡锤式机。
文档编号B66B1/06GK2262020SQ9522881
公开日1997年9月10日 申请日期1995年11月29日 优先权日1995年11月29日
发明者傅健 申请人:傅健