【正文】 開(kāi)始 有鍵按下 10ms 延時(shí)去抖 有鍵按下 確認(rèn)鍵值 “數(shù)字”鍵 “數(shù)字”鍵處理程序 取鍵值并修改緩沖區(qū) 指針 “設(shè)置”鍵 “確定”鍵 “取消”鍵 “上翻”鍵 “下翻 ” 鍵 復(fù)位處理程序 “設(shè)置”鍵處理程序 “取消”鍵處理程序 “上翻”鍵處理程序 “下翻”鍵處理程序 “確定”鍵處理程序 等待按鍵松開(kāi) 結(jié)束 N N N N N N Y Y Y Y Y Y Y Y N N 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 45 總線讀寫(xiě)程序 開(kāi)始 開(kāi)始 讀狀態(tài)寄存器 讀狀態(tài)寄存器 上次寫(xiě)操作完成 上次寫(xiě)操作完成 否 發(fā)送寫(xiě)字節(jié)指令 發(fā)送寫(xiě)字節(jié)地址 寫(xiě)數(shù)據(jù)低 8 位 寫(xiě)數(shù)據(jù)高 8 位 延時(shí)等待寫(xiě)操作結(jié)束 發(fā)送讀 字節(jié)指令 發(fā)送讀字節(jié)地址 讀數(shù)據(jù)低字節(jié) 讀數(shù)據(jù)高字節(jié) 返回 返回 N Y N Y 第 5 章總結(jié) 30 第 5 章總結(jié) 對(duì)國(guó)內(nèi)外的塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)狀做了詳細(xì)的了解，針對(duì)國(guó)內(nèi)塔機(jī)安全裝置存在的問(wèn)題以及起重設(shè)備安全保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)，閱讀了大量的相關(guān)文獻(xiàn)并借鑒國(guó)內(nèi)安全保護(hù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于 ST89C52 單片機(jī)為核心的塔機(jī)動(dòng)態(tài)平衡監(jiān)控系統(tǒng)。 (3) 對(duì)塔機(jī)的關(guān)鍵性運(yùn)動(dòng)部位進(jìn)行圖像跟蹤，例如塔機(jī)吊鉤部位，便于塔機(jī)操作人員了解塔機(jī)工作狀態(tài)。//將 LOAD 置低 volatile unsigned int*LCDData=(unsigned int*)0x4400。感謝老師給予的幫助與指導(dǎo) ,衷心祝愿老師身體健康 ,萬(wàn)事如意！ 感謝我的同學(xué)們，感謝你們的陪伴、關(guān)心以及幫助。在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用指令冗余技術(shù)、數(shù)字濾波等軟件抗干擾技術(shù) ,保證了系統(tǒng)在干擾的條件下能可靠地運(yùn)行。按鍵程序流程圖如圖 44 所示。由于不能完全使用 16 個(gè)通道，可采程序啟動(dòng) 緊急停車(chē) 系統(tǒng)初始化 調(diào)用數(shù)據(jù)采集子程序 調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)用 D/A 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)用 LCD 顯示子程序 數(shù)據(jù)處理 超限、超載判斷 結(jié)束 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 報(bào)警 Y N Y N 第 4 章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 26 用 2 個(gè)通道分別采集同一種信號(hào)，然后取其平均值，這樣可以提高 ADC 的轉(zhuǎn)換精度。 (5) 報(bào)警模塊：對(duì)塔機(jī)各種異常情況，進(jìn)行報(bào)警。 系統(tǒng)軟件總體架構(gòu) 本文的信號(hào)采集、處理、分析和報(bào)警等 模塊都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 LCD顯示模塊與單片機(jī)的接口電路，雖然實(shí)現(xiàn)的功能比較復(fù)雜，但接口電路比較簡(jiǎn)單，實(shí)際上設(shè)計(jì)的是單片機(jī)與液晶顯示控制器 SED1330的連接電路。按鍵設(shè)置在行列式交叉點(diǎn)上 ,行列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端 ,行線通過(guò)上拉電阻接 +5V電源被鉗制在高電平狀態(tài)。 一般來(lái)說(shuō)單片機(jī) I/O 輸出的開(kāi)關(guān)量不足以驅(qū)動(dòng)一些功率開(kāi)關(guān)（比如繼電器、電機(jī)等），所以在后向通道的一些大功率開(kāi)關(guān)量控制接口中，常采用功率開(kāi)關(guān)電路。圖中 1 腳接電源， 3腳接地， 2 腳為輸出。它具有高增益、低失調(diào)電壓和電流、低電壓漂移、高輸入阻抗、高共模抑制比、低溫度漂移等特點(diǎn)。塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理圖如圖 33。 圖 31ADC0809 引腳圖 外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 由于 AT89C52 微處理器的 ,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器只有 256 個(gè)字節(jié)，而本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)設(shè)定、顯示控制以及對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算等 功能 , 所以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 ,因而要對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 ， P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。對(duì)端口 P2 寫(xiě) “1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口 P0 寫(xiě) “1” 時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。力臂 L 由光電編碼器測(cè)得 : (210) 其中 :d— 光電編碼器安裝滑輪直徑 。但是其靈敏度較低，不能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地反映塔機(jī)起重力矩的變化。其分辨率可選范圍為 100~2500，工作電壓有 DC ~ 5V (TTL) 、 DC 7~24V (MTL) , DC ~(NPN)，電氣接口有 TTL、 HTL、 NPN 開(kāi)路集電極。 Z 相為每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。為了防止起重臂變幅失控，小車(chē)工作幅度需要保持在一個(gè)安全的范圍。在其中心孔內(nèi)凹槽中心的位置上貼有雙剪型電阻應(yīng)變計(jì)，兩個(gè)凹槽處的雙剪型電阻可以共同組成惠斯通電橋進(jìn)行測(cè)量也可以分別組成惠斯通電橋再并聯(lián)進(jìn)行測(cè)量。 5‰ FS θ = 177。 表 21QXJ2BZA 型磁敏傾斜角傳感器技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào) QXJBZA 參數(shù)名稱 測(cè)試條件 參數(shù)值 單位 最小 典型 最大 電源電壓 VCC 8 12 24 V 消耗電流 IS 50 MA 存儲(chǔ)溫度 TS 55 125 ℃ 使用溫度 TA 40 85 ℃ 中點(diǎn)輸出 X 、 Y軸 VO MA 滿度輸出 X 、 Y軸 FS RL250Ω MA 負(fù)載阻抗 RL 0 250 Ω 中點(diǎn)溫漂 177。 QXJ2BZA 型磁敏傾斜角傳感器是一種高精度的二維傾角傳感器。 監(jiān)控結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化設(shè)計(jì) 塔機(jī)平衡監(jiān)控系統(tǒng)集結(jié) 了單片機(jī)、傳感器、傳 輸反饋模塊，各塊協(xié)同配合，共同完成。而且運(yùn)用于塔機(jī)監(jiān)控也不太可能將龐大的工控機(jī)放在塔機(jī)操控室。目前的單片器在芯片上集成了更多的功能 ,例如如先進(jìn)的A/D 接口、數(shù)字信息處理功能以及靈巧的電源功能等。 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 監(jiān)控方案設(shè)計(jì) 監(jiān)控系統(tǒng)信息處理單 元分析 隨著現(xiàn)代化建設(shè)速度加快，各種高層、超高層建筑不斷涌現(xiàn)，塔機(jī)的工作環(huán)境變得復(fù)雜多樣。在監(jiān)控系統(tǒng)方案 的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合理的各模塊硬件電路。將塔機(jī)的工作的實(shí)際運(yùn)行模型模擬顯示，操作人員不用直接觀察塔機(jī)便能夠了解當(dāng)前塔機(jī)的工作狀態(tài)。 (1) 硬件的可靠化 使用高性能的電子元器件，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力。 目前國(guó)內(nèi)塔機(jī)仍以中小型起重機(jī)為主，剛完成機(jī)械液壓一體化，智能化塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還處于比較落后的階段。比較著名的塔機(jī)生產(chǎn)廠家有德國(guó)的LIEBHERR 公司、法國(guó)的 POTAIN 公司、意大利的 SIMMA 等幾十家制造商 ,其產(chǎn)品在國(guó)際塔機(jī)市場(chǎng)占據(jù)著大部分份額 ,同時(shí)也代表著塔機(jī)生產(chǎn)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)。通過(guò)設(shè)定凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍來(lái)限定小車(chē)的極限行第 1 章 緒論 4 程?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)有回轉(zhuǎn)限位器，通過(guò)調(diào)整限位器凸輪角度，限制塔身的回轉(zhuǎn)角度。在塔機(jī)的主要工作參數(shù)相同的情況下，起升、變幅及回轉(zhuǎn)三大機(jī)構(gòu)的工作性能決定了塔機(jī)的性能好壞。 表 11 塔機(jī)結(jié)構(gòu)損壞統(tǒng)計(jì)表 塔 機(jī)事故類別 所占百分比 (%) 整體傾覆 52 起重臂折斷或碰毀 18 塔身斷折或底架碰毀 27 塔機(jī)出軌 2 機(jī)構(gòu)損壞 1 由于塔機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和使用方式，塔機(jī)事故具有多樣性和復(fù)雜性。因而研發(fā)一種能對(duì)塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并提供安全有效的保障措施的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)有著十分重要的意義。單片機(jī) 。與此同時(shí)，塔式起重機(jī)事故也在頻繁發(fā)生，塔機(jī)事故已成為威脅建筑 施工安全的重要隱患之一。為使塔式起重 II 機(jī)安全運(yùn)行減少因事故造成的經(jīng)濟(jì)及人員損失，研究開(kāi)發(fā)一種塔式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有著極其重要的工程應(yīng)用價(jià)值。傳感器 ABSTRACT With the develop of the architecture industry, the structure of tower cranes has been developed toward higher, bigger and intelligent. At the same time, the tower crane accidents also occur frequently. It can be said tower crane Accident has bee a major III threat to the safety of building construction. For the tower crane safe operation, reducing the accident caused by the economic loss and personnel. Research and development of an intelligent monitoring system of tower crane has important engineering application. This paper studied the technology of tower crane, and on this basis, design and development of tower crane monitoring system based on MCU. This paper firstly detail the tower crane working principle and control demand, analysis of domestic and international monitoring system of tower crane, Secondly, design of the tower crane monitoring system. The subject with the advanced control system from the angle sensor, shaft pin sensor, absolute photoelectric encoder, through innovative methods to install, improved tower crane safety monitoring of technical performance. Keywords: Tower crane。本文在分析并總結(jié)當(dāng)前塔式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和不足的基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)一種基于單片機(jī)的塔機(jī)動(dòng)態(tài)平衡遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。有資料對(duì)1200 例塔機(jī)事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。 (1) 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)通過(guò)吊繩實(shí)現(xiàn)物料的垂直上下運(yùn)動(dòng)，其構(gòu)實(shí)際上就是一臺(tái)可調(diào)速的卷?yè)P(yáng)機(jī)。 (3) 塔式起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu) 變幅機(jī)構(gòu)作用是改變吊鉤中心位置與塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線位置之間的距離。 塔式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研究概況 隨著高層建筑物和大型工程不斷出現(xiàn)，塔式起重機(jī)向著大型化、高速化、智能化方向發(fā)展。 較之國(guó)內(nèi)國(guó)外塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研制比較早，其監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)比較全面，數(shù)字化和智能化程度都很高。有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果顯示，國(guó)產(chǎn)塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)普理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 遍存在著漂移大，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，而國(guó)外產(chǎn)品則要好的多。對(duì)輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行隔離，防止外界環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的干擾，加強(qiáng)硬件系統(tǒng)的抗干擾能力。 (3) 系統(tǒng)高度集成化 采用集中分布式的基本結(jié)構(gòu)，以高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)做中央控制單元，將運(yùn)行控制系統(tǒng)、自診斷監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成。 (3) 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。這便要求塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠能夠快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地處理現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜多變的數(shù)據(jù)，以確保塔機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)能夠有效、安全地運(yùn)行。隨著最新的亞微米 CMOS工藝技術(shù)運(yùn)用于單片機(jī)上，單片機(jī)的運(yùn)算速度有了很大的提高。 (3)以 PLC 為中央處理核心。對(duì)塔機(jī)工作的起升、小車(chē)變幅進(jìn)行 實(shí)時(shí)跟蹤反饋，從最大限度上保障塔機(jī)的安全工作。它采用高性能半導(dǎo) 體磁敏電阻作為其敏感元件（簡(jiǎn)稱為 MR 元件），當(dāng)外界磁場(chǎng)變化時(shí)，它的阻值會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍的變化。% FS 滿度溫漂 40℃ TA85℃ 177。 30176。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 21示 [5][10]。目前，小車(chē)行程限位器多用機(jī)械齒輪傳動(dòng)式的行程開(kāi)關(guān)，由于機(jī)械的頻繁接觸，限位器容易損壞，從而發(fā)生事故。絕對(duì)式光電編碼器直接輸出二進(jìn)制數(shù)字信息。使用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理核心時(shí)，通過(guò)光電耦合器與單片機(jī)連接。本文設(shè)計(jì)了一種利用檢測(cè)起重重量和小車(chē)變幅幅度來(lái)檢測(cè)塔機(jī)力矩變化的電子式力矩限制器 [5]。 a— 實(shí)測(cè)光電編碼器的輸出脈沖數(shù) 。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或