CN202924501U - 一种施工升降机集成控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种施工升降机集成控制器，其包括：一高度检测单元，用以获取升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据；一运动控制单元，用以控制动力装置调整升降机吊笼的运动方向和加速度状态；一处理单元，其分别与所述的高度检测单元和运动控制单元相连接，将所述升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据与目标楼层高度绝对值数据进行比较，向所述运动控制单元发送控制升降机吊笼的运动方向的信号；一荷载检测单元，其用以获取所述升降机吊笼的载荷量，其与所述的处理单元相连接，所述的处理单元接收所述的载荷量，并将其与一荷载阈值比较，在超过所述荷载阈值时停止所述升降机吊笼的运动。

Description

一种施工升降机集成控制器

技术领域

本实用新型涉及一种施工升降机集成控制器，特别涉及的是一种具有自动平层功能的施工升降机集成控制器。

背景技术

现有的施工升降机控制系统主要由升降机自带的普通联动台控制，基本上具有重量检测及控制、呼叫功能、平层功能中的一种或几种的组合，具备上述功能的施工升降机控制系统多采用PLC、变频器等集中控制以及配以复杂的电路系统。

如中国专利CN201362531Y公布了一种升降机智能控制装置，上述装置采用PLC模块为核心，各数据模块通过CAN总线与PLC连接，其具有荷载检测及超载，楼层呼叫及平层功能，平层功能采用编码器采集楼层位置信息传递到变频模块，由变频模块通过CAN总线将位置信息传递到PLC，实现平层功能；但所述装置采用位置检测模块与变频器作为施工升降机平层检测电路，电路复杂，平层功能采用编码器实现，在使用过程会出现零点漂移、平层误差大等问题；采用单一的PLC为控制核心，实现上述各功能，系统反应速度慢、维修难度大；上述方案仅为荷载检测及超载、楼层呼叫及平层功能模块，而没有将其整合为一体的联动台部分，其在与施工升降机自身联动台结合时需增加相关电路，使得施工升降机系统很复杂，存在安全隐患。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种施工升降机集成控制器，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于提供一种施工升降机集成控制器，其包括：

一高度检测单元，用以获取升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据；

一运动控制单元，用以控制动力装置调整升降机吊笼的运动方向和加速度状态；

一处理单元，其分别与所述的高度检测单元和运动控制单元相连接，将所述升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据与目标楼层高度绝对值数据进行比较，向所述运动控制单元发送控制升降机吊笼的运动方向的信号；

一荷载检测单元，其用以获取所述升降机吊笼的载荷量，其与所述的处理单元相连接，所述的处理单元接收所述的载荷量，并将其与一荷载阈值比较，在超过所述荷载阈值时停止所述升降机吊笼的运动。

较佳的，所述的控制器还包括：

一人机交互接口单元，其与所述的处理单元相连接，用以与一人机接口设备相连接，供使用者向所述控制器输入控制指令。

较佳的，所述的控制器还包括：

一无线呼叫接收单元，其与所述的处理单元相连接，用以接收一无线呼叫器发射的包含楼层呼叫信息的射频信号，并将其解调为数字基带信号；

一无线呼叫数据存储单元，其用以存储所述的无线呼叫器的楼层编码信息，供所述的处理单元识别对应的所述无线呼叫器。

较佳的，所述的运动控制单元包括：

一速度控制继电器电路，用以控制所述动力装置调整升降机吊笼的加速，减速和匀速运动；

一起升和下降控制继电器电路，其用以控制所述动力装置调整升降机吊笼的上升运行、下降运行以及停止。

较佳的，所述的速度控制继电器电路包括：一加速控制继电器和一减速控制继电器分别与所述的处理单元相连接。

较佳的，所述的高度检测单元包括：一绝对值高度传感器，其设置于所述的升降机吊笼上，用以获取实时的垂直的高度位置。

较佳的，所述的荷载检测单元包括：一销轴传感器，其设置于所述的升降机吊笼上，用以测量载荷并转换为电压信号；

一模拟放大电路，其与所述的销轴传感器相连接，将所述的电压信号转换为数字信号传输给所述的单元。

较佳的，所述的控制器还包含：一辅助供电系统，其为所述的控制器提供电源。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：本实用新型施工升降机集成控制器将荷载检测与超载控制、自动平层、楼层呼叫功能单元与联动台集成为一体，简化了实际施工中与升降机的电路连接。

附图说明

图1为本实用新型施工升降机集成控制器的实施例一功能框图；

图2为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二的控制部分原理图；

图3为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二楼层呼叫功能框图；

图4为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二荷载检测与超载控制功能框图；

图5为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二运动加速度控制功能框图；

图6为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二平层功能框图；

图7为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本实用新型施工升降机集成控制器将荷载检测与超载控制、楼层呼叫、自动平层控制等功能模块和联动台集成为一体，实现控制系统的四合一功能，极大的简化了施工升降机控制系统的电路结构，在与施工升降机相匹配时，避免单独的控制模块加装在施工升降机联动台上时，增加复杂的相关线路。

请参阅图1所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器的实施例一功能框图；在本实施例中与处理单元0相连接的包括：荷载检测单元13，其用以获取所述升降机吊笼的载荷量，所述的处理单元0接收所述的载荷量，并将其与一荷载阈值比较，在超过所述荷载阈值时停止所述升降机吊笼的运动；高度检测单元12，用以获取升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据，所述的处理单元0将所述升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据与目标楼层高度绝对值数据进行比较，向一运动控制单元发送控制升降机吊笼的运动方向的信号；所述运动控制单元10，用以接收所述处理单元的控制信号，从而控制动力装置调整升降机吊笼的运动方向和加速度状态。

与所述处理单元0相连接的包括：人机交互接口单元24，其用以与一人机接口设备相连接，供使用者向所述控制器输入控制指令，还包括一无线呼叫接收单元22、无线呼叫数据存储单元23、液晶显示屏21和辅助供电系统25。

请参阅图2所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二的控制部分原理图，与上述实施例一比较本实施例的一特点在于，采用双处理器的并行工作模式，各处理器分别处理各自数据，提高了数据处理能力和系统运行的可靠性。所述控制系统的控制核心为第一处理单元1和第二处理单元2，在本实施例中与第一处理单元1相连接的包括：楼层数据存储单元11，其用以存储目标楼层高度绝对值数据，并供所述第一处理单元调取；荷载检测单元13，其用以获取所述升降机吊笼的载荷量，所述的第一处理单元1接收所述的载荷量，并将其与一荷载阈值比较，在超过所述荷载阈值时停止所述升降机吊笼的运动；高度检测单元12，用以获取升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据，所述的第一处理单元1将所述升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据与目标楼层高度绝对值数据进行比较(所述的目标楼层高度绝对值数据可以设置在一楼层数据存储单元11中，供所述第一处理单元调取，也可以设置于第一处理单元1中)，向一运动控制单元发送控制升降机吊笼的运动方向的信号；所述运动控制单元10，用以接收所述第一处理单元的控制信号，从而控制动力装置调整升降机吊笼的运动方向和加速度状态。

所述第二处理单元2具有辅助控制功能，与其相连接的包括：人机交互接口单元24，其用以与一人机接口设备相连接，供使用者向所述控制器输入控制指令，还包括一无线呼叫接收单元22、无线呼叫数据存储单元23、液晶显示屏21和辅助供电系统25。

所述第一处理单元1和第二处理单元2为微处理器，其相对于PLC成本较低，两处理单元之间通过数据总线RS485/422交换数据。所述第一处理单元1包括一片高性能单片机及外围电路，所述单片机可以为MCS51系列、PIC系列及AVR系列等，其负责控制施工升降机吊笼的自动平层控制、荷载检测、数据处理与超载保护，其内部存储有所述施工升降机的速度、加速度曲线数据及算法运行程序，荷载与加速度转换算法运行程序，同时将平层数据、荷载数据编码打包送给所述第二处理单元2并接受来自所述第二处理单元2的数据，所述平层数据包括当前楼层高度信息、与目标楼层距离信息等实时高度数字数据。

所述第二处理单元2也包括一片高性能单片机及外围电路，负责呼叫数据处理、人机交互数据处理，荷载信息、楼层呼叫信息和平层数据信息的显示驱动，同时将平层数据编码打包送到第一处理单元1，并对接收于第一处理单元1的数据拆包处理，所述平层数据包括所述显示器显示的楼层高度、目标楼层等数字信息。第一、二处理单元中央处理器工作于并行数据处理模式，提高了数据处理能力又降低了系统硬件成本。

所述楼层数据存储单元11由大容量芯片构成，其用以存储各楼层高度绝对值数据，所述第一处理单元1将从所述外围电路得到的平层数据与所述楼层数据存储单元11的各楼层高度绝对值数据进行比较对应，以实时确定当前楼层，所述楼层高度绝对值数据与第一处理单元1接收到的平层数据中的目标楼层数据做差值，以确定与目标楼层的距离。

所述高度检测单元12包括高度传感器电路，其上连接有绝对值高度传感器121，所述绝对值高度传感器121其包括高性能集成电路及与其连接的精密机械机构，并与齿条联动，以全数字化的方式测量所述施工升降机吊笼的实时垂直高度位置，并将高度数据传输到第一处理单元1，其也可以用具有相同功能的绝对值编码器替代。

所述荷载检测单元13包括一模拟放大电路，其包括一放大电路132和高精度模数转换电路133，与所述放大电路132相连接的为一销轴传感器131，所述销轴传感器131安装于所述施工升降机的吊笼上，用以测量吊笼荷载。通过销轴传感器131测量吊笼荷载，将吊笼荷载以线性的方式变换为销轴输出电压信号，经所述放大电路132和模数转换电路133，将吊笼荷载信号转换为数字荷载信号，送所述第一处理单元1处理。在测量荷载信息时，所述荷载检测单元13还能测量吊笼的加速度信号，即通过所述销轴传感器131测得荷载信号后，传输至所述第一处理单元1，经过第一处理单元1运用牛顿运动定律计算可得出所述升降机的加速度，将其与所述第一处理单元1储存的加速度曲线的阀值比较，进行降速或升速控制，实现所述施工升降机吊笼的平稳运行。

所述速度控制继电器电路15用以接收第一处理单元1的控制信号，其上设有加速控制继电器151、减速控制继电器152和匀速控制继电器153，由于本实用新型采用两种匀速、平层速度以及S形曲线的多种速度模式的方式实现平层，在第一处理单元1中存储有所述施工升降机吊笼的运行速度和加速度曲线数据，并且在运行距离和荷载确定的情况下，所述施工升降机吊笼速度转折时刻已经确定，在开始运行阶段需要加速度增加时，所述第一处理单元1驱动所述加速控制继电器151和匀速控制继电器153，实现加速度的增加，在需要加速度保持恒定时，所述加速控制继电器151和减速控制继电器152均断开；在高速运行阶段，所述匀速控制继电器153保持接通，当要达到平层时，所述匀速控制继电器153断开，施工升降机减速到低匀速状态；在需要降低加速度时，所述第一处理单元1驱动所述减速控制继电器152动作，实现加速度的降低，即此时以平层速度运行，而无需使用变频器来改变驱动电机的频率以实现多种速度的转换，并且平层精度与使用变频器相当。所述速度控制继电器电路15还串有升降机手柄加速档、减速档和匀速档，用以供操作人员直接控制所述升降机在多种速度模式下运行。

本实用新型中包括一无线呼叫器26，其采用专用编码芯片，对本楼层呼叫信息采用码分多址模式CDMA进行编码，将编码数据在315MHZ的ISM波段采用ASK调制后通过天线发送。

所述无线呼叫接收单元22采用超外差式专用接收集成电路及其外围电路，接收所述无线呼叫器26发送的射频RF信号，将包含楼层信息RF信号解调为数字基带信号，供第二处理单元2做解码处理。

所述无线呼叫数据存储单元23由大容量存储集成电路组成，用以存储楼层无线呼叫器26的楼层编码信息，供第二处理单元2识别对应无线呼叫器26，所述无线呼叫器26的编码与楼层对应关系可根据用户需求改变，维护方便。

所述人机交互接口单元24包括专用按键集成电路、键盘200或触摸屏、扬声器27等，其接受用户输入的平层按键信息，将按键信息打包送到第二处理单元2，同时接受处理器2输出的语音信息，通过扬声器27将声音信息传送给用户。

所述液晶显示屏21与所述第二处理单元2相连接，用以显示吊笼实时荷载、呼叫楼层、当前楼层、目标楼层等实时信息。

所述辅助供电系统25包括大容量蓄电池，在所述升降机联动台断电的情况下，给楼层呼叫部分供电，确保所述升降机联动台系统在没有供电的情况下仍然可以接受呼叫信息，驱动扬声器27；同时，在所述升降机联动台系统有供电的情况下辅助供电系统25自动停止供电改为充电状态。

所述施工升降机集成控制器的主要功能有：楼层呼叫功能、荷载检测与超载控制功能、运动加速度控制功能和平层功能，现对各工作过程进行详细描述。

楼层呼叫功能：请参阅图3所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二楼层呼叫功能框图；若某一楼层有需求，启动相应楼层的无线呼叫器26，所述各楼层的无线呼叫器26对本楼层呼叫信息采用码分多址CDMA进行编码，并将编码数据在315MHZ的ISM波段采用ASK调制后通过天线发送，所述无线呼叫接收单元22接收到各楼层的射频RF呼叫数据后将其变换为基带编码器数据，送入所述第二处理单元2进行编码、译码，以获得对应的楼层呼叫信息，所述第二处理单元2驱动所述液晶显示屏21显示呼叫信息，同时驱动所述人机交互接口单元24通过扬声器27发出对应的楼层呼叫信息。在本实用新型中各楼层呼叫器编码与楼层对应关系采用用自定义方案，极大的简化维修，方便使用。

荷载检测与超载控制功能：请参阅图4所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二荷载检测与超载控制功能框图，所述销轴传感器131将所述施工升降机吊笼荷载信号以线性的方式变换为销轴输出电压信号，经过模拟放大电路，即通过所述放大电路132和模数转换电路133，将所述施工升降机吊笼的荷载数据转换为数字荷载信号，再由所述第一处理单元1进行采集、测量，将其转化为荷载数据；所述第一处理单元1将荷载与在其内预先设定的极限荷载数据比较，确定所述施工升降机是否超载，若超载则通过所述起升和下降控制继电器电路14切断所述起升和下降控制继电器142，以停止所述施工升降机运行，并使用声光报警器143提示用户；在荷载低于极限荷载后，所述第一处理单元1根据运动距离及荷载重量，选择适宜的加速度系数并计算出速度转折时刻，确定加速度曲线及速度曲线，并驱动所述速度控制继电器电路15接通加速控制继电器151，控制升降机以加速模式向目标楼层运行。同时，第一处理单元1将荷载数据打包传送给所述第二处理单元2，由所述第二处理单元2驱动所述液晶显示屏21显示荷载重量。

运动加速度控制功能：请参阅图5所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二运动加速度控制功能框图，当所述施工升降机向目标楼层运行过程中，其上吊笼的运行加速度会导致荷载数据不断变化，所述销轴式传感器131将所述施工升降机吊笼荷载以线性的方式变换为销轴输出电压信号，通过所述放大电路132和模数转换电路133后变换为荷载信号，所述第一处理单元1进行采集、测量，并将其转化为加速度数据，所述第一处理单元1将加速度数据与所述第一处理单元1设定的加速度曲线阈值数据比较，当升降机吊笼运行加速度低于设定阈值时，所述第一处理单元1自动控制接通所述起升和下降继电器控制电路14上的高速控制继电器144，所述吊笼加速度增加，直到与预先设定的阀值相等，并维持所述升降机吊笼的运行加速度，实现所述施工升降机平稳运行；当升降机吊笼运行加速度高于设定阈值时，所述第一处理单元1自动控制接通所述起升和下降继电器控制电路14上的低速控制继电器145，所述吊笼加速度降低，直到与预先设定的阀值相等，并维持所述升降机吊笼的运行加速度。

自动平层功能：请参阅图6所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二平层功能框图，所述绝对高度传感器121以全数字化的方式测量所述施工升降机吊笼运行垂直高度位置，将高度数据传输到所述第一处理单元1，第一处理单元1将楼层高度数据与楼层数据存储单元11的楼层数据比较确定当前楼层及与目标楼层距离，同时将数据打包送所述第二处理单元2显示当前楼层。所述第二处理单元2的人机交互界面通过键盘200接收用户目标楼层信息，通过人机交互接口单元24将楼层信息传输至所述第二处理单元2，第二处理单元2将目标楼层数据编码打包传送回所述第一处理单元1，第一处理单元1调用对应的楼层高度信息与当前施工升降机的吊笼高度比较，确定运行距离，如前所述，经过荷载重量检测和比较后，确定运行状态。在本实用新型中，运行距离决定所述施工升降机的速度和加速度曲线，每个周期中，加速度和速度均有多种模式，尤其具有较高的两种匀速运行速度和较低的平层速度，在加速和减速阶段，所述施工升降机的速度曲线为S形曲线，使得在开始运行和平层停机时，能够实现柔性控制，稳固平层。当所述施工升降机达到目标楼层后断开起升和下降控制继电器142实现自动平层。

本实用新型自动平层功能的另一特征是，所述施工升降机的加速度系数与荷载重量呈反比，即施工升降机的运行加速度根据荷载重量的不同而存在差别，在平层减速阶段，所述施工升降机所受拉力一定的情况下，荷载重量越大，施工升降机减速的加速度就越小，平层所需时间越长；反之亦然，这种平层预停止时间与荷载大小成正比的平层控制方案，有效提高了平层精度。

请参阅图7所示，其为本实用新型施工升降机集成控制器实施例二软件流程图，所述第一处理单元1的软件运行过程为：a11：系统上电；a12：端口初始化；a13：读取销轴传感器和高度传感器状态；a14：检测与其连接的设备是否有故障；若设备存在故障，执行a15：指出出错设备，提示报警代码；若设备没有故障，执行一循环程序，包括：a16：读取销轴传感器的荷载和高度传感器的高度数据；a17：处理读取的荷载和高度数据；a18：输出升降机超载和平层控制数据；a19：向第二处理单元输出平层及荷载数据，接收第二处理单元的按键数据；a20：与第二处理单元进行数据交换，上述五个步骤为一个周期，循环执行。

所述第二处理单元2的软件运行过程为：b11：系统上电；b12：端口初始化；b13：读取液晶显示屏和呼叫设备装态；b14：检测与其连接的设备是否有故障；若设备存在故障，执行b15：指出出错设备，提示报警代码；若设备没有故障，执行一循环程序，包括：b16：读取呼叫器的呼叫接收数据；b17：处理读取的呼叫显示数据；b18：输出显示语音数据；b19：接收显示第一处理单元的数据，向第一处理单元发送按键数据；b20：与第一处理单元进行数据交换，上述五个步骤为一个周期，循环执行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种施工升降机集成控制器，其特征在于，其包括：

一高度检测单元，用以获取升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据；

一运动控制单元，用以控制动力装置调整升降机吊笼的运动方向和加速度状态；

一处理单元，其分别与所述的高度检测单元和运动控制单元相连接，将所述升降机吊笼所处位置的绝对值高度数据与目标楼层高度绝对值数据进行比较，向所述运动控制单元发送控制升降机吊笼的运动方向的信号；

一荷载检测单元，其用以获取所述升降机吊笼的载荷量，其与所述的处理单元相连接，所述的处理单元接收所述的载荷量，并将其与一荷载阈值比较，在超过所述荷载阈值时停止所述升降机吊笼的运动。

2.根据权利要求1所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的控制器还包括：

一人机交互接口单元，其与所述的处理单元相连接，用以与一人机接口设备相连接，供使用者向所述控制器输入控制指令。

3.根据权利要求2所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的控制器还包括：

一无线呼叫接收单元，其与所述的处理单元相连接，用以接收一无线呼叫器发射的包含楼层呼叫信息的射频信号，并将其解调为数字基带信号；

一无线呼叫数据存储单元，其用以存储所述的无线呼叫器的楼层编码信息，供所述的处理单元识别对应的所述无线呼叫器。

4.根据权利要求1所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的运动控制单元包括：

一速度控制继电器电路，用以控制所述动力装置调整升降机吊笼的加速，减速和匀速运动；

一起升和下降控制继电器电路，其用以控制所述动力装置调整升降机吊笼的上升运行、下降运行以及停止。

5.根据权利要求4所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的速度控制继电器电路包括：一加速控制继电器和一减速控制继电器分别与所述的处理单元相连接。

6.根据权利要求1或4所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的高度检测单元包括：一绝对值高度传感器，其设置于所述的升降机吊笼上，用以获取实时的垂直的高度位置。

7.根据权利要求5所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的荷载检测单元包括：一销轴传感器，其设置于所述的升降机吊笼上，用以测量载荷并转换为电压信号；

一模拟放大电路，其与所述的销轴传感器相连接，将所述的电压信号转换为数字信号传输给所述的单元。

8.根据权利要求1所述的施工升降机集成控制器，其特征在于，所述的控制器还包含：一辅助供电系统，其为所述的控制器提供电源。

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