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摘要：起重機(jī)是現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。它在我們的生活中扮演著越來越重要的位置，它能代替人的操作去做對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害的作業(yè)。但是起重機(jī)也有最大荷載限度，超過這個(gè)限度則會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，損壞器件，也可能給操作人員帶來生命危險(xiǎn)。為了防止事故的發(fā)生，就需要我們控制起重量在安全范圍之內(nèi)，因此就產(chǎn)生了起重量限制器。 起重量限制器通過測(cè)量起重機(jī)起吊物的重量進(jìn)行分析，來限制起重機(jī)的起吊重量，防止起重器超過安全限度。起重量限制器的安全保護(hù)設(shè)置包括稱重顯示、聲音報(bào)警和切斷電源等功能。 起重量限制器主要通過測(cè)量起重機(jī)負(fù)載的起吊或者舉起的重量是否超重來防止起重機(jī)負(fù)載過重所帶來的安全隱患的起重量限制保護(hù)裝置。這種保護(hù)裝置主要由對(duì)負(fù)載的稱重、顯示、分析、聲報(bào)警以及切斷電源組成。它的存在就是為了避免因起重機(jī)過載而造成設(shè)備的損壞和人員的事故。 現(xiàn)代化的起重量限制器產(chǎn)品是復(fù)合功能的產(chǎn)品系統(tǒng)，主體主要由傳感器子系統(tǒng)、測(cè)控子系統(tǒng)和主控計(jì)算機(jī)組成。傳感器安裝在起重機(jī)的不同部位，實(shí)時(shí)測(cè)量并傳輸起重機(jī)作業(yè)時(shí)的重量、力矩、風(fēng)速等，然后將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶訙y(cè)控系統(tǒng)。子測(cè)控系統(tǒng)是具有特定功能的集成單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)收到傳感器傳至的信息時(shí)，就將信息整理并發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)接收子系統(tǒng)傳來的運(yùn)行特征數(shù)據(jù)，完成分析、存儲(chǔ)和運(yùn)輸，發(fā)出具體命令控制起重機(jī)動(dòng)作。另外，主控計(jì)算機(jī)還能進(jìn)行特征數(shù)據(jù)打包的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)行全方位監(jiān)控。 本設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩個(gè)部分，包含操作人員控制電路和傳感器電路。使用重量傳感器來感測(cè)重物的壓力，將此壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該輸出模擬信號(hào)的輸出電壓為1.5mV—2V。通過放大器放大為0—5V電壓后輸送到AD轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將AD轉(zhuǎn)換器送出的8位數(shù)字信號(hào)送入AT89C2051傳感器，AT89C2051根據(jù)接受到的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，輸出信號(hào)到LED數(shù)碼顯示管，當(dāng)采集到的起吊重量達(dá)到額定起吊重量的90％時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路來斷續(xù)發(fā)出報(bào)警聲。當(dāng)采集到的起吊重量達(dá)到額定起吊重量的105％時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出連續(xù)報(bào)警聲，并由繼電器延時(shí)2s后切斷起重機(jī)電源。當(dāng)采集到的起吊重量達(dá)到額定起吊重量的120％時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出連續(xù)報(bào)警聲，并由繼電器立刻切斷起重機(jī)電源。 關(guān)鍵詞：起重量限制、單片機(jī)、聲報(bào)警
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論1 1.1背景發(fā)展及研究意義.1 1.1.1起重機(jī)的背景發(fā)展1 1.1.2起重量限制器的背景發(fā)展1 1.1.3起重量限制器的安裝調(diào)試1 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2 1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀.2 1.2.2國外研究現(xiàn)狀.2 1.3課題研究的內(nèi)容.2 第2章 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)方案5 2.1系統(tǒng)總體方案5 2.2系統(tǒng)最終目標(biāo)5 2.3本設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo).5 2.4傳感器的介紹6 2.4.1應(yīng)變式電阻傳感器的主要特性.7 2.4.2電感式傳感器的主要特性7 2.4.3電容式傳感器的主要特性7 2.4.4壓電式傳感器.8 2.4.5傳感器的選擇.8 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).9 3.1傳感器電路.9 3.1.1壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理.9 3.1.2壓電式傳感器的等效電路10 3.2微處理器的選型.11 3.3測(cè)量模塊13 3.3.1信號(hào)放大器13 3.3.2A/D轉(zhuǎn)換器.14 3.4整流穩(wěn)壓電路15 3.5看門狗電路.15 3.6聲報(bào)警電路.16 3.7數(shù)碼LED顯示電路.17 3.7.1 LED顯示管.17 3.7.2 74HC595芯片17 3.8 時(shí)鐘電路.18 3.9單元間通信.19 3.10故障分析.20 3.10.1增益電路故障分析21 3.10.2傳感器故障分析21 3.10.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障分析.21 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).23 4.1軟件設(shè)計(jì)概述23 4.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì).24 4.2.1系統(tǒng)主流程圖.24 4.2.2系統(tǒng)主程序24 4.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序27 4.4 初始化子程序.29 4.5 中斷服務(wù)子程序30 4.6 UART0接口中斷30 4.7 對(duì)FLASH的讀寫程序31 第5章 總結(jié)與展望.33 5.1 總結(jié)與未來展望33 5.2 系統(tǒng)不足之處.33 參考文獻(xiàn).34 致 謝.35 附錄A LED原理圖37 附錄B 顯示器原理圖.38 附錄C 變送器原理圖.39 附錄D 起重量限制器程序40 |
