专利名称：施工升降机安全保护和运行状态监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及升降机安全监控的技术领域，特别是一种升降机安全保护和运 行监控装置。
背景技术：
在升降机中，为了能避免事故的发生，通常提供安全保护和运行状态的监控装置， 以便监控升降机的运行行为是否正常。目前，大多数升降机的安全监控，都是采用电铃或者 有线对讲机上下通信联系，也有些升降机是将摄像机安装在吊笼的提升装置上，从地面用 一条电源线提供电源，摄像机输出的视频信号通过一条信号线与电视监控器连接，给电视 监控器提供图像信号。前两种通信方式，操作人员不能对升降装置的安全状态进行实时监控，容易发生 失误操作。后者，楼层较高的时候，传输图像较差，严重影响对施工安全的实时监控。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种施工升降机安全保护和运行状态监控装置，要解决 操作人员不能对升降装置的安全状态进行实时监控，容易发生失误操作，当楼层较高的时 候，传输图像较差，不能对施工安全进行实时监控的技术问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种施工升降机安全保护和运 行状态监控装置，它包括可编程序控制器、变频器、控制主板、拉力传感器、称重控制器、防 冲顶传感器、安全限位、操作键盘、液晶显示器、语音提示装置组成。拉力传感器的信号输出端与称重控制器的信号输入端相连接，可编程序控制器的 信号输入端与变频器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘的信号输出端相连 接，可编程控制器的串行通讯接口与控制主板的信号输入端相连接，控制主板信号输出端 与液晶显示器、语音提示装置的信号输入端相连接。所述拉力传感器为两个环板式拉力传感器，环板式拉力传感器的两环分别与施工 升降机的驱动板销轴和吊笼销轴连接。拉力传感器将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。变频器用于将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。控制主板将安全系数和运行状态进行的计算，并输出结果。操作键盘为0-9数字键盘，选定要达到的楼层。液晶显示器用于显示载荷比例、目标层、当前层、升降机运行状态、吊笼位置比例 显示和限位开关的状态。语音提示装置用于在设备超载、超速、限位开关故障、冒顶开关故障、选层错误、 设备运行故障或人员误操作的情况下输出报警和真人语音提示。所述防冲顶传感器的信号输出端与信号放大器连接，信号放大器的信号输出端与 磁场线圈的信号输入端相连接，磁场线圈的信号输出端与振荡电路的信号输入端相连接，振荡电路的信号输出端与调解器的信号输入端相连接，调解器的信号输出端与触发器的信 号输入端相连接，触发器的信号输出端通过输出驱动端子与施工升降机的驱动电机的电源 控制系统连接。与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果本实用新型包括液晶显示 器、控制主板、可编程序控制器和各种传感器组成。可以通过液晶显示器实时动态显示升降 机的各种运行参数并将其储存记忆，显示各安全限位开关的工作状态，还可以记录并显示 电气控制系统的故障并发出真人语音报警提示等。所述的工升降机安全保护和运行状态监控装置通过液晶显示器可图文并茂的实 时动态显示吊笼实际的载重量、运行速度、运行高度、各个限位开关的状态和所处的层站等 信息，并将各种运动参数记忆储存。本实用新型可在实现上述显示内容的基础上，在设备超载、超速、限位开关故障、 冒顶开关故障、选层错误、设备运行故障或人员误操作等情况下输出报警和真人语音提示， 方便操作人员了解故障位置和原因，同时其记录存储的信息便于事后分析研究设备的工作 时数及故障。所述的施工升降机安全保护和运行状态监控装置可以记录升降机出现的故障和 操作者的误操作的内容，以便查询和监控。升降机控制单元(PLC)通过各种传感器、监测仪表、限位开关、选层键盘等设备获 取升降机自身的各种安全系数和运行状态，并将数据传送给监测装置控制单元(MCU)，监测 装置控制单元(MCU)将安全系数和运行状态进行相应的计算，并把最终结果显示到液晶显 示模组上面，同时对于升降机自身的错误和误操作等信息，监测装置控制单元(MCU)根据重 要性级别采用高级别优播技术进行真人语音告警。本实用新型可应用于各种施工升降机。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是本实用新型的液晶显示器在升降机运行时显示状态示意图。图2是本实用新型的液晶显示器在升降机静止时显示状态示意图。图3是本实用新型的装置示意图。图4是本实用新型的原理示意图。图5是本实用新型控制主板的语音电路。图6是本实用新型控制主板的主控电路。图7是本实用新型控制主板的单片机的串口电平转换电路。图8是防超载及称重保护器的安装位置示意图。图9是图5的A点放大图。图10是拉力传感器、驱动板与吊笼之间的结构示意图。图11是防冒顶装置的安装位置侧视示意图。图12是防冒顶装置的工作原理示意图。附图标记1 一驱动板销轴、2 —环板式拉力传感器、3 —吊笼销轴、4 一升降机导 轨、5 —驱动板、6 —驱动电机、7 —升降机吊笼、8 —交流型接近开关。
具体实施方式
参见图1、图2所示，本实用新型的监控的液晶显示器的显示内容1、用图形和数 字显示载重量显示器左侧有载重量示意图，用图形直观显示目前吊笼的重量负荷，同时 显示详细的总载重量的精确数据，当到达最大载重量时，输出报警并真人语音提示。2、用图形和数字显示升降机的运行高度到达最大高度时，输出报警并真人语音 提示。3、显示升降机的运行速度值在该装置上设置一个超速值，该超速值小于升降机 防坠安全器的动作速度值，大于额定运行速度值。当升降机的运行速度值达到超速值时，该 装置可以控制吊笼停止运行并真人语音报警。4、显示安全限位开关的状态用图形给操作者清晰的显示进口门、出口门、天窗 门、冒顶装置、上下限位、上下减速限位和变频器等状态。在操作人员未关门或开关故障时， 输出报警并真人语音提示。如图2所示，天窗门显示为打开，升降机的大图显示其顶端的天 窗门处于打开状态。左门显示为关闭，升降机的大图显示其左门处于关闭状态。5、显示选层数字采用0 9数字键盘，可以任意选定要到达的目标楼层并显示。6、显示当前楼层用大字体显示升降机的当前楼层数字。预先设定可选的最大楼 层数，在自动平层时，操作者选择的楼层数如果超过设置最大的楼层数时，该装置可进行选 层无效报警并真人语音提示。7、显示当前升降机的运行状态上升箭头表示升降机处于上升的状态，等号表示 升降机处于停止的状态。8、显示吊笼位置显示器右侧按比例显示吊笼正处于楼层的位置。可记录升降机出现的故障和操作者的误操作的内容。参见图3所示，这种施工升降机安全保护和运行状态监控装置，它包括可编程序 控制器、变频器、控制主板、拉力传感器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘、 液晶显示器、语音提示装置组成。拉力传感器的信号输出端与称重控制器的信号输入端相连接，可编程序控制器的 信号输入端与变频器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘的信号输出端相连 接，可编程控制器的串行通讯接口与控制主板的信号输入端相连接，控制主板信号输出端 与液晶显示器、语音提示装置的信号输入端相连接。所述拉力传感器2为两个环板式拉力传感器，环板式拉力传感器的两环分别与施 工升降机的驱动板销轴1和吊笼销轴3连接。拉力传感器将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。变频器用于将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。控制主板将安全系数和运行状态进行的计算，并输出结果。操作键盘为0-9数字键盘，选定要达到的楼层。液晶显示器；用于显示载荷比例、目标层、当前层、升降机运行状态、吊笼位置比例 显示和限位开关的状态。语音提示装置用于在设备超载、超速、限位开关故障、冒顶开关故障、选层错误、 设备运行故障或人员误操作的情况下输出报警和真人语音提示。参见图4所示，本实用新型的实现原理框图，升降机控制单元(PLC)通过各种传感器、编码器、称重仪表、限位开关、选层键盘等设备获取升降机自身的各种安全系数和运行 状态，并将数据传送给监测装置控制单元(MCU)，监测装置控制单元将安全系数和运行状态 进行相应的计算，并把最终结果显示到液晶显示模组上面，同时对于升降机自身的错误和 误操作等信息，监测装置控制单元根据重要性级别采用高级别优播技术，将信号传给声音 告警装置并进行真人语音告警。参见图5所示，控制主板的Ul和U3构成语音电路。语音芯片采用ISD4002，采用 5. Ov的工作电压，经过用做电源指示灯的发光二极管后接到18、27脚，并添加0. IuF的去耦 电容，地线(VSSA、VSSD)直接接地。音频输入采用单端输入，故此将ISD400217脚经电容C8 接地，16脚经电容C9和P7的2脚相连，作为音频输入。不使用外部时钟，所以XCLK脚直接 接地。Ul为LM386用作音频功放，采用单端输入，故同相输入脚3通过电位器R2和耦合电 容C4接到ISD4002的输出端，Ul的反相输入脚2直接接到地即可。增益脚GAIN和BYP脚 悬空即可输出脚5经耦合电容C3接到音频输出口 P2上。参见图6所示，U2为主控芯片，采用宏晶科技的STC89C52芯片。U2的9脚RESET 为复位引脚，按照上电复位思路接电阻电容复位电路。电源脚VCC接到+5，并通过0. IuF去 耦电容到地。单片机的Pl 口用于驱动ISD4002芯片发声和模拟RS232串口。PO 口和P2 口 作为预留扩展备用。外部中断INTO和INTl用于获取ISD4002的中断。RXD和TXD作为程 序烧录引脚和主串口引脚接到MAX232上。参见图7所示，U5用MAX232ESE作为单片机的串口电平转换电路，用于烧录程序 和串口通信，这里电容均为0. luF，不同232芯片应该参照芯片资料的典型应用电路。P9为 扩展232 口，P8为单片机编程引脚。参见图8-图10所示，这种施工升降机防超载及称重保护器，包括安装于施工升降 机的拉力传感器和控制器，所述拉力传感器为两个环板式拉力传感器2，环板式拉力传感器 的两环分别与施工升降机的驱动板销轴1和吊笼销轴3连接。吊笼销轴与升降机吊笼的吊 耳固定连接，驱动板5上连接驱动电机6，驱动板5和升降机吊笼7与升降机导轨4导向连 接，驱动齿轮固定在升降机导轨的齿条上，吊笼通过2个拉力传感器板悬挂在驱动板上。这 样悬挂方式和安装位置，安装简单，克服了销轴式传感器的需要方向的缺点，在拆装后不需 要重新校正和设定，可以前后左右移动，变成单一的拉力。参见图11所示，这种施工升降机防冒顶装置，包括一个电开关，该电开关位于升 降机导轨4的上端附近，其输出端子与驱动电机6的电源控制系统连接。交流型接近开关 感应到导轨时，交流型接近开关闭合，电机运转升降机上下运行；当监测到升降机最上部超 出导轨架顶端后，交流型接近开关感应不到导轨时，交流型接近开关立即断开，切断升降机 的主电源，电机不能运转，升降机停止运行。防冒顶装置填补了升降机除常设的上限位、上 极限保护装置之外的另一种安全装置的空白，是目前升降机现有安全装置的有效补充。参见图12所示，电开关是交流型接近开关2，交流型接近开关8包括防冲顶传感 器、信号放大器、磁场线圈、振荡电路、调解器、触发器和输出驱动端子。所述防冲顶传感器 的信号输出端与信号放大器连接，信号放大器的信号输出端与磁场线圈的信号输入端相连 接，磁场线圈的信号输出端与振荡电路的信号输入端相连接，振荡电路的信号输出端与调 解器的信号输入端相连接，调解器的信号输出端与触发器的信号输入端相连接，触发器的 信号输出端通过输出驱动端子与施工升降机的驱动电机6的电源控制系统连接。
权利要求一种施工升降机安全保护和运行状态监控装置，其特征在于它包括可编程序控制器、变频器、控制主板、拉力传感器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘、液晶显示器、语音提示装置组成；拉力传感器(2)的信号输出端与承重控制器的信号输入端相连接，可编程序控制器的信号输入端与变频器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘的信号输出端相连接，可编程控制器的串行通讯接口与控制主板的信号输入端相连接，控制主板信号输出端与液晶显示器、语音提示装置的信号输入端相连接；所述拉力传感器(2)为两个环板式拉力传感器，环板式拉力传感器的两环分别与施工升降机的驱动板销轴(1)和吊笼销轴(3)连接；拉力传感器将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置；变频器用于将工频电源变换为另一频率的电能控制装置；控制主板将安全系数和运行状态进行的计算，并输出结果；操作键盘为0 9数字键盘，选定要达到的楼层；液晶显示器用于显示载荷比例、目标层、当前层、升降机运行状态、吊笼位置比例显示和限位开关的状态；语音提示装置用于在设备超载、超速、限位开关故障、冒顶开关故障、选层错误、设备运行故障或人员误操作的情况下输出报警和真人语音提示。
2.根据权利要求1所述的施工升降机安全保护和运行状态监控装置，其特征在于所 述防冲顶传感器的信号输出端与信号放大器连接，信号放大器的信号输出端与磁场线圈的 信号输入端相连接，磁场线圈的信号输出端与振荡电路的信号输入端相连接，振荡电路的 信号输出端与调解器的信号输入端相连接，调解器的信号输出端与触发器的信号输入端相 连接，触发器的信号输出端通过输出驱动端子与施工升降机的驱动电机(6)的电源控制系 统连接。
专利摘要一种施工升降机安全保护和运行状态监控装置，包括可编程序控制器、变频器、控制主板、拉力传感器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘、液晶显示器、语音提示装置组成；拉力传感器的信号输出端与承重控制器的信号输入端相连接，可编程序控制器的信号输入端与变频器、称重控制器、防冲顶传感器、安全限位、操作键盘的信号输出端相连接，可编程控制器的串行通讯接口与控制主板的信号输入端相连接，控制主板信号输出端与液晶显示器、语音提示装置的信号输入端相连接。本实用新型的显示器图文并茂的显示吊笼的实时动态信息，记录并显示电气控制系统的故障并发出真人语音报警提示，方便操作人员了解故障位置和原因，适用于各种施工升降机。
文档编号B66B3/02GK201737546SQ201020242848
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者何劝云, 何明, 孙红岩, 庞桂新, 李育平, 牛雅静, 田学坤, 石有, 肖洪涛, 赵涛, 陈浩, 鲍会丽 申请人:中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院;廊坊凯博建设机械科技有限公司