高速物料提升機自動控制系統的應用

摘 要：本文介紹了高速物料提升機自動控制系統原理，軟、硬件結構，并對系統的特色部分作了進一步的分析。

關鍵詞：物料提升機; 單片機; 編碼器

1 前言

　　高速物料提升機是近年出現的適應高層建筑垂直物料運輸的一種新型設備,工作速度大于50m/min。隨著高層建筑的發展和施工機械化水平的提高，高速物料提升機必將獲得更廣泛的應用。但是，由于操作人員在地面對其控制，高速物料提升機目前均無樓層的呼叫顯示及吊籠的選層、平層功能，因此操作人員不能預知哪個樓層有呼叫需求，中間樓層的呼叫要求僅能在吊籠返回時才能執行。設備的運行是被動的，運輸效率很低。同時操作人員無法準確控制吊籠平層，從而造成安全事故隱患。

2 系統控制原理

　　系統自動檢測每個施工層的呼叫信號,判斷呼叫信號的上、下行狀態，并根據吊籠的運行位置及載荷情況，自動控制吊籠的上升、下降。當允許吊籠在指定樓層停靠時，系統在吊籠接近—到達指定樓層時自動發出減速—停靠指令，使吊籠準確停靠在指定樓層上，方便施工物料的上、下。

　　系統根據同向優先、就近優先的原則處理呼叫信號。系統根據吊籠載荷情況，當呼叫信號方向與吊籠運行方向同向時，優先停靠且優先停靠離吊籠最近的樓層。當吊籠處于滿載狀態時，則不理會一切呼叫信號，直達目的層。

3 系統硬件設計

　　系統硬件結構圖如圖1所示。

　　3.1樓層呼叫信號

　　在高層建筑施工中，由于施工層多，樓高高，以33層為例，樓高近100米。如果按傳統方法在每一施工層上設置上/下行呼叫按鈕，則信號線就需要66根，這勢必造成信號線多，成本高，為盡可能減少信號線的數量，本系統采用二進制數字編碼技術，即26=64，需6根信號線，再加2根電源線共需8根線就解決了問題。這樣大大的減少了信號線的數量。同時根據施工樓層的基本層高，將信號線制作成標準線段，隨著施工樓層的升高，只需增加標準信號線段即可，組裝、拆卸方便。

　　3.2自動選層及平層

　　由于高速物料提升機是通過卷揚機驅動的。在卷揚機同軸安裝一個旋轉編碼器，隨著軸的轉動，旋轉編碼器提供一組與樓層高度成正比的脈沖數，通過對脈沖的計數，可以準確的反映吊籠的運行位置，系統因而能夠進行可靠的平層控制。

4 系統軟件設計

　　4.1主控程序流程圖

　　系統主控程序流程圖如圖2。

　　為保證系統每次的正常使用，特設了一個自檢子程序，在每次使用前進行一次系統自檢。

　　為保證提升機吊籠停層的準確性，系統在每次吊籠落至底層時進行一次記數校正，以消除由于鋼絲繩伸長所帶來的系統記數誤差。

　　4.2呼叫信號處理子程

　　呼叫信號處理子程如圖3.

　　4.3呼叫信號編碼圖表

　　呼叫信號編碼圖表如表1
　　表1:呼叫信號編碼圖表

　　
　　表1中以32層為例，其中：D0～D4為呼叫信號位，D5為上/下行信號位，即只需6根信號線就可實現32層的呼叫。如果要實現64層呼叫系統，只須再增加一根信號線即可。

5 系統存儲器

　　在本系統中，將程序存儲器和數據存儲器合二為一。由于不同的工程有著不同的層高和隨著施工的進行樓高不斷增高，對應的層高和樓高脈沖計數不同，因此系統選用E2PROM作為系統的RAM和ROM。在每一工程使用前先對對應層高進行一次脈沖計數，以確定每層所對應的脈沖數，作為設定值，并進行存儲。隨著施工進度的進行，樓高也在不斷升高，需要將施工最高層數不斷修正并存儲。因此選用施工現場讀寫方便的E2PROM作為系統RAM 和ROM。

6 結論

　　經過靈活的硬件電路設計和軟件設計，利用MCS—51單片機（80C51）和編碼技術，系統根據吊籠的載荷率、樓層呼叫信號、吊籠的運行方向，自動選擇最需要的停靠層站和使吊籠準確可靠的平層，很好地解決了物料提升機實際使用中遇到的問題，提高了物料提升機的施工自動化水平，具有良好的應用前景。

　　隨著微電子技術的廣泛應用，建筑機械自動化水平的日益提高，智能化、自動化、機電一體化是建筑機械行業發展的必然趨勢。

參考文獻：

　　[1]何立民著,《MCS-51系列單片機應用系統設計》,北京航空航天大學出版社,1998.

　　[2]李華主編,《MCS-51系列單片機實用接口技術》, 北京航空航天大學出版社,1993.