利用Intel 16位單片機80C196KC技術,研制了汽車起重機全吊車電腦。該全吊車電腦能夠實時監測汽車起重機的工作參數,并將數據顯示在液晶模塊上;當實測起重力矩達到相應工況下的額定值時,全吊車電腦報警并強制停機,同時,自動將此狀態下的工作參數以及相對應的時間記錄在時鐘芯片的RAM 內;斷電后,限制器仍能保護數據的安全。該全吊車電腦符合我國有關技術標準,通過改變軟件參數和傳感器的測-,I范圍,可運用于不同型號的汽車起重機。
全吊車電腦是汽車起重機的主要安全保護裝置之一,一般由數據采集模塊、中央處理模塊、輸出控制模塊等組成,能夠測量所吊物體的重量,以及臂桿的長度,臂桿轉過的角度等參數,根據預先設定的程序控制起重作業,進行報警或強制停機。國外的全吊車電腦能對起重機械進行全方位的監控(運用模糊控制和專家系統,解決吊運過程中的搖擺問題;通過設置吊運程序,自動完成吊運作業),但價格昂貴,難與我國目前的汽車起重機械配套。國內的全吊車電腦多采用8位單片機,1片LCD液晶模塊或1組LED發光二極管顯示數據,由于數據變化頻率大,操作者必須在繁忙的起重作業過程中時刻觀察不停變化的數據,增加了操作的不安全性。針對現有技術的不足,筆者根據國標GB 7950-1999《臂架型起重機起重吊車電腦通用技術條件》研制了一種智能化汽車起重機全吊車電腦。
l 全吊車電腦系統組成及工作原理
全力吊車電腦是基于Intel 16位單片機80C196KC開發的,包括傳感器和主控制器。傳感器包括重量傳感器、長度傳感器、角度傳感器,負責測量起重機工作狀態參數(吊物的重量、臂桿伸長長度及轉動角度);主控制器包括模擬輸入信號的放大和濾波電路、數字信號的濾波電路80C196KC單片機以及外圍電路、控制電磁溢流閥電路、電源管理電路、LCD顯示電路、聲音報警電路、LED顯示報警電路、鍵盤輸入電路以及控制箱(圖1未標注)。全吊車電腦工作原理如下:當實時起重力矩小于相應工況下的額定值時,LED顯示報警裝置顯示白色,起重作業正常;當實時起重力矩達到相應工況下的額定值的9096時,LED顯示報警裝置顯示黃色,聲音報警;當實時起重力矩等于或大于相應工況下的額定值時,全力矩限制器自動保存相關超載數據(實測起重量、臂桿長度、臂桿轉過的角度和工作幅度,以及所對應的時間),LED顯示報警裝置顯示紅色,聲音報警,同時,限制器采集監控力矩開關信號,以監控力矩增加或減少的方向;當起重機的力矩達到臨界點,如力矩繼續增加,則全吊車電腦自動關閉電磁溢流閥,強制停機,但允許起重機朝安全方向運動(臂桿縮回、幅度減少、貨物下落)。為防止出現過卷情況,全吊車電腦定時查詢防過卷行程開關信號,一旦出現過卷,自動停止向上卷揚。
2 硬件組成
全吊車電腦硬件主要包括:16位單片機80C196KC、存儲器27256、時鐘芯片12887、LCD、DC-DC 電源、光電耦合器、斬波穩零集成運放ICL7650S、高輸入阻抗集成運放LM358等
3 軟件設計
軟件設計是全吊車電腦的重要內容之一.采用C語言進行模塊化軟件設計。程序運行時,全吊車電腦首先進行程序自檢及初始化,然后對模擬信號進行A/D轉換,將采集的數據實時顯示在LCD上;如果實測起重力矩超載,軟件會根據所采集的信息,輸出聲音報警或光報警或強制停機等信號.
4 結束語
全吊車電腦采用16位單片機,數據處理能力增強,提高了起重機操作的安全性。所設計的全吊車電腦控制面板將5個LCD安裝在起重機示意圖相對應的部位,便于操作者觀察起重機的工作狀況。該全吊車電腦已經完成了現場調試,符合國家有關的技術標準,能夠代替價格昂貴的進口設備。通過改變軟件參數和傳感器的測量范圍,可以運用于不同型號的汽車起重機。需要說明的是,由于沒有安裝檢測傾覆和風速的傳感器,在風速較大的天氣環境下,該全力矩限制器不能使用。