CN203295099U

CN203295099U - 调度绞车计算机控制系统

Info

Publication number: CN203295099U
Application number: CN2013202492618U
Authority: CN
Inventors: 樊兆峰
Original assignee: Xuzhou University of Technology
Current assignee: Xuzhou University of Technology
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种调度绞车计算机控制系统，属计算机控制领域。主要用于调度绞车的自动化控制。该控制系统由两个主要部分组成：一个是控制电机及传动部分，另一个是以嵌入式ARM微处理器LPC2368为主控芯片的控制器。两个控制电机通过齿轮及丝杠螺母传动系统分别控制离合闸与制动闸；控制器可检测绞车转速及制动闸受力大小，与后续调速电路连接可实现绞车调速，并控制电磁制动离合器，电磁制动器的作用是防止控制电机（包括离合电机与制动电机）在外力作用下反转。在人机接口方面设计有液晶显示速度及矩阵键盘输入控制指令，另外留有以太网控制接口可实现远程控制。优点：可将计算机嵌入绞车本体，结构简单，控制指令通过键盘输入，使用方便，价格低廉。

Description

调度绞车计算机控制系统

技术领域

本实用新型涉及计算机控制技术领域，具体是一种调度绞车计算机控制系统，用于控制调度绞车。

背景技术

当前调度绞车的控制多是通过司机的手动操控制动手柄与离合手柄来实现，劳动强度很大，随着计算机技术的发展，处理器的功能越来越强大，稳定性越来越高，价格却越来越低，尤其是嵌入式计算机的出现使得计算机技术在工业中应用广泛，另外在工业控制中网络化控制也是一个发展方向。

发明内容

为减少调度绞车司机的劳动强度，提高调度绞车控制的自动化程度，本实用新型提供一种基于嵌入式计算机的调度绞车计算机控制系统，自动化程度高，价格低廉且能实现对调度绞车的可靠控制。

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种调度绞车计算机控制系统，调度绞车包括主轴和安装在主轴上的滚筒，驱动滚筒转动的主电机，滚筒上安装有离合闸，制动闸；传动部分包括一对减速齿轮和丝杠螺母副，控制电机的制动通过电磁离合器实现；还包括离合电机，制动电机，及控制离合电机和制动电机的电磁离合器；计算机控制系统包括控制器，与控制器连接、安装在绞车主轴上用于检测绞车速度的旋转编码器；与控制器连接、安装在制动电机的传动螺母副与制动杆连接处的用于测量制动力的力传感器；在离合电机的丝杠与螺母间装有用来判断离合状态的位置可调的行程开关，行程开关与控制器连接；还包括连接在控制器与主电机之间的调速装置，键盘，显示器；控制器通过驱动电路与制动电机、离合电机及电磁离合器连接；旋转编码器将采集的绞车速度信号、力传感器将采集的制动力信号、行程开关将采集的离合状态信息分别输入控制器，控制器处理后输出控制指令通过调速装置控制主电机；通过驱动电路分别控制制动电机、离合电机及电磁离合器；通过键盘输入控制指令，通过显示器显示设置参数及绞车运行速度。

上述方案针对调度绞车的速度控制采用闭环控制系统，前向通道由嵌入式计算机为控制器，执行结构包括调速装置、主电机、滚筒，反馈环节由旋转编码器实现，从而构成完整的闭环控制；针对调度绞车的制动闸控制采用闭环控制，控制参数为制动力，前向通道由嵌入式计算机为控制器，执行结构包括驱动电路、制动电机、减速齿轮、丝杠螺母副、制动闸，反馈环节通过力传感器实现制动力的检测及反馈回计算机；针对离合电机的控制采用开关量的闭环控制，反馈由行程开关实现；电磁离合器的控制采用开关量的开环控制方式。

本实用新型的有益效果是：劳动强度低，自动化程度高，价格低廉，可实现网络控制。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

图1本实用新型系统结构示意图；

图2控制系统方框图；

图3嵌入式处理器LPC2368接口分配图。

图中：1、控制器，2、旋转编码器，3、力传感器，4、行程开关，5、调速装置，6、驱动装置，7、显示器，8、键盘，9、制动电机，10、离合电机，11、电磁离合器，12、丝杠螺母副，13、主电机，14、离合闸，15、滚筒，16、减速齿轮，17、制动闸。

具体实施方式

如图1、图2所示，调度绞车计算机控制系统，调度绞车包括主轴和安装在主轴上的滚筒15，驱动滚筒转动的主电机13，滚筒上安装有离合闸14，制动闸17；传动部分包括一对减速齿轮16和丝杠螺母副12，控制电机的制动通过电磁离合器11实现；还包括离合电机10，制动电机9，及控制离合电机10和制动电机9的电磁离合器11；计算机控制系统包括控制器1，与控制器连接、安装在绞车主轴上用于检测绞车速度的旋转编码器2；与控制器连接的力传感器3、安装在制动电机的传动螺母副与制动杆连接处，用于测量制动力；在离合电机的丝杠与螺母间装有用来判断离合状态的位置可调的行程开关4，行程开关4与控制器连接；还包括连接在控制器与主电机13之间的调速装置5，键盘8，显示器7；控制器通过驱动电路6与制动电机9、离合电机10及电磁离合器11连接。所述的控制器主控芯片采用嵌入式微处理器LPC2368。所述的键盘采用4×5矩阵式键盘。所述的显示器为液晶显示器标配OCM12864。所述的电磁离合器的控制采用开关量的开环控制方式。

控制器的输出经驱动电路控制离合电机10的转动，通过一对减速齿轮传动到丝杠螺母副，丝杠的转动带动螺母的直线运动，从而操控电磁离合器11的离合状态，螺母上装有的可调行程开关4用来反馈离合状态信息，计算机通过检测这一信息判断闸是否合上，分离状态通过一段延迟反向运动实现。制动闸的控制方式为：控制器1的输出经驱动电路6控制制动电机9的转动，通过一对减速齿轮传动到丝杠螺母副12，丝杠的转动带动螺母的直线运动，从而操控制动闸的制动力，在螺母副与制动杆连接处装有力传感器3，控制器通过检测传感器的输出判断制动力的大小并形成闭环控制。绞车速度的控制具体方式为：控制器1的输出经调速装置5控制主电机13，从而控制与之相连的滚筒15的转动来控制绞车速度，在主轴上装有轴编码器2用来检测绞车实际运行速度，并形成闭环反馈控制。在控制离合闸14与制动闸17的状态束后控制器通过驱动电路6控制电磁离合器11实现对制动电机9的锁定。

如图3所示，控制器的设计中主控芯片的接口分配如下：LPC2368的以太网接口即P1.0、P1.1、P1.4、P1.8、P1.9、P1.10、P1.14、P1.15、P1.16、P1.17通过PHY芯片引出为以太网接口；P1.26控制主电机调速；P1.24控制制动电机；P1.23控制离合电机；P1.27、P1.28、P1.29、P1.30通过串行A/D芯片ADS7950来检测力传感器的输出值；P1.19为轴编码器的接口，用来读取轴编码器输出；P1.21用来控制制动电机的电磁离合器；P1.22用来控制离合电机的电磁离合器；P2.20用来读取行程开关状态；P0.0-P0.15用来与液晶显示器OCM12864接口；P0.16-P0.24用来接矩阵键盘。

工作过程：控制系统工作前，先要通过人机接口（键盘、液晶显示器）输入以下参数：绞车最大运行速度、绞车加、减速参数、制动力、绞车行程。然后要调整好离合闸的行程开关位置，然后按启动按钮，控制器会根据设定的参数自动控制绞车的运行。为防止控制系统故障出现事故，在键盘上设有“急停”键。

Claims

1.一种调度绞车计算机控制系统，调度绞车包括主轴和安装在主轴上的滚筒（15），驱动滚筒转动的主电机（13），滚筒上安装有离合闸（14），制动闸（17）；传动部分包括一对减速齿轮（16）和丝杠螺母副（12），控制电机的制动通过电磁离合器（11）实现；还包括离合电机（10），制动电机（9），及控制离合电机（10）和制动电机（9）的电磁离合器（11）；其特征在于：计算机控制系统包括控制器（1），与控制器连接、安装在绞车主轴上用于检测绞车速度的旋转编码器（2）；与控制器连接、安装在制动电机的传动螺母副与制动杆连接处的用于测量制动力的力传感器（3）；在离合电机的丝杠与螺母间装有用来判断离合状态的位置可调的行程开关（4），行程开关（4）与控制器连接；还包括连接在控制器与主电机（13）之间的调速装置（5），键盘（8），显示器（7）；控制器通过驱动电路（6）与制动电机（9）、离合电机（10）及电磁离合器（11）连接；旋转编码器（2）将采集的绞车速度信号、力传感器（3）将采集的制动力信号、行程开关（4）将采集的离合状态信息分别输入控制器（1），控制器处理后输出控制指令通过调速装置5控制主电机（13）；通过驱动电路（6）分别控制制动电机（9）、离合电机（10）及电磁离合器（11）；通过键盘（8）输入控制指令，通过显示器（7）显示设置参数及绞车运行速度。

2.根据权利要求1所述的调度绞车计算机控制系统，其特征在于：所述的控制器主控芯片采用嵌入式微处理器LPC2368。

3.根据权利要求1所述的调度绞车计算机控制系统，其特征在于：所述的键盘采用4×5矩阵式键盘。

4.根据权利要求1所述的调度绞车计算机控制系统，其特征在于：所述的显示器为液晶显示器标配OCM12864。

5.根据权利要求1所述的调度绞车计算机控制系统，其特征在于：所述的电磁离合器的控制采用开关量的开环控制方式。