基于嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)設(shè)計

付正森

摘要：施工升降機是高層建筑以及大型建筑工程中必不可少的組成部分，其主要的功能是實現(xiàn)施工人員以及相關(guān)的建筑材料運送，但是，在現(xiàn)階段施工升降機的控制能力相對較低，為施工安全存在隱患。文章將嵌入式系統(tǒng)的施工升降機作為研究的重點，對自動控制系統(tǒng)進行了分析，旨在提升升降機控制系統(tǒng)的安全性，并為建筑施工事業(yè)的優(yōu)化及發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 建筑施工 升降機 自動控制 系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TP368 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

高層建筑中升降機系統(tǒng)在建筑施工的過程中主要承擔(dān)著施工人員以及施工材料的運輸，在整個施工中具有十分重要的價值。通過對現(xiàn)階段施工現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，升降機的設(shè)計自動化的控制水平相對較低，而且，在升降機運用的過程中，施工單位并沒有進行超載限定。因此，施工企業(yè)應(yīng)該通過嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，提高建筑施工的安全性，從而為建筑行業(yè)的安全、穩(wěn)定運行提供有效的保證。

1嵌入式施工升降機自動控制系統(tǒng)的整體方案分析

在現(xiàn)階段建筑施工企業(yè)運行及發(fā)展的過程中，升降機自動控制水平存在著一定的局限性，文章將其作為研究的重點，構(gòu)建了自動化的系統(tǒng)控制方案。在系統(tǒng)運行的過程中，首先會用重量傳感器進行吊籠重量的檢測，用光電編碼器檢測吊籠的位置，通過對風(fēng)速傳感器進行風(fēng)速的檢測，可以使無線收發(fā)芯片獲取施工層的相關(guān)信息。在系統(tǒng)運行的過程中，會將S3C2440作為主要的控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對各個傳感器物理量的信息獲取。[1] 在升降機自動控制系統(tǒng)運行的過程中，當(dāng)出現(xiàn)了六級以上的強風(fēng)，應(yīng)該及時切斷電氣工作的電源，若升降機正常運行的荷載為滿載的90%，在這種條件下系統(tǒng)會發(fā)出警報信號，而在升降機達到100%滿載的狀況時，系統(tǒng)會發(fā)出聲光進行報警，在這種狀態(tài)下升降機不能正常運行，所以應(yīng)該卸掉一部分荷載重量，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行的狀態(tài)。在系統(tǒng)運行的過程中，應(yīng)該注意，光電編碼器與輸出脈沖數(shù)會呈現(xiàn)出一定對比現(xiàn)象，因此，應(yīng)該根據(jù)脈沖數(shù)的變化進行數(shù)字的控制。升降自動控制系統(tǒng)中的LED顯示器與接觸觸摸屏應(yīng)該作為系統(tǒng)中的人機交互接口，通過主控系統(tǒng)與操作系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)硬件系統(tǒng)的有效運行。[2]

2嵌入式系統(tǒng)中升降機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1系統(tǒng)硬件的設(shè)計

首先，傳感器檢測系統(tǒng)中，重量傳感器主要是兩種拉板式的傳感器，兩種裝置會分別與施工中的升降機驅(qū)動板銷軸以及吊籠的銷軸進行連接，在一定程度上會克服傳統(tǒng)傳感器對受力方提出的相關(guān)要求。在系統(tǒng)運行的過程中，重量傳感器所發(fā)出的信號會經(jīng)過信號電路放大，并實現(xiàn)與S3C2440中A/D系統(tǒng)的有效融合。在光電轉(zhuǎn)變期運行的過程中，其系統(tǒng)主要是將光電作為轉(zhuǎn)換的內(nèi)容，并將其輸送到軸上，實現(xiàn)機械、幾何以及位移量等數(shù)字量傳感器運用，當(dāng)系統(tǒng)中的減速器動力輸出周與光電旋轉(zhuǎn)軸通過主軸進行系統(tǒng)連接的過程中，每次旋轉(zhuǎn)的周期都會以數(shù)字沖脈的形式進行展現(xiàn)。與此同時，在減速之后會使動力輸出軸與光電旋轉(zhuǎn)軸進行系統(tǒng)性的連接，系統(tǒng)每運行一次會將產(chǎn)生線數(shù)的數(shù)字沖脈，減速結(jié)束之后中的動力輸出軸會與吊籠的運行距離呈現(xiàn)出一定的比例關(guān)系，經(jīng)過系統(tǒng)性的初始化，并在初始內(nèi)容記錄的過程中，讓主機對相關(guān)的數(shù)據(jù)內(nèi)容會產(chǎn)生記憶。主機檢測中所呈現(xiàn)出的脈沖數(shù)與系統(tǒng)檢測中的吊籠位置有著一定的關(guān)聯(lián)性，主機會通過對脈沖數(shù)字的變化進行主機正反轉(zhuǎn)限制，從而為建筑工程中升降機系統(tǒng)的運行提供有效性的保證。[3]

在無線收發(fā)模塊發(fā)射芯片的過程中，主要采用了 NRF401系統(tǒng)形式，對于這一系統(tǒng)而言，采用了FSK的技術(shù)調(diào)試方式，工作時的最高速率可以達到20k，而且其發(fā)射的頻率也可以得到調(diào)整，其具體的工作頻率如表一所示，對其具體的參數(shù)以及數(shù)值進行了分析。

其次，在硬件系統(tǒng)分析的過程中，監(jiān)控儀器的設(shè)計也是系統(tǒng)運行中十分重要的組成部分，將 S3C2440 處理技術(shù)作為核心，主要是在系統(tǒng)運行的過程中，其內(nèi)核耗能相對較低、性能較高，可以實現(xiàn)主頻以及豐富性硬件資源的有效運用。在監(jiān)控儀器硬件設(shè)計的過程中，其設(shè)備主要包括了中央處理單元模塊、電源模塊、沖脈技術(shù)模塊以及TFT 液晶屏和觸摸屏模塊等系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)的組成，為嵌入式系統(tǒng)中升降機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了有效性的保證。

2.2軟件系統(tǒng)的語用及設(shè)計分析

在嵌入式系統(tǒng)中升降機自動控制系統(tǒng)設(shè)計的過程中，其軟件系統(tǒng)是項目設(shè)計中的核心內(nèi)容，主要包括了通信模板、參數(shù)設(shè)計模板以及實時檢測系統(tǒng)等，其中的通信模板主要運用與NRF401芯片的發(fā)放及系統(tǒng)切換，并在無線樓層的過程中進行數(shù)據(jù)的接收和校驗；而參數(shù)設(shè)計模塊主要應(yīng)用于施工升降中的參數(shù)信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的空載學(xué)習(xí)、滿載學(xué)習(xí)以及平層的學(xué)習(xí)等；而實時監(jiān)測主要是在系統(tǒng)運行的過程中，將提供傳感器采集到的信息進行處理及顯示，從而為系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)內(nèi)容的輸出提供充分性的保證。其具體的過程如圖一所示。與此同時，通過對施工現(xiàn)場升降機的分析可以發(fā)現(xiàn)，其設(shè)計多為雙籠式結(jié)構(gòu)，在兩個吊籠之間應(yīng)該有一定的連接，主要是為了避免在升降機運行的過程中發(fā)生沖突。兩個吊籠系統(tǒng)可以安裝NRF401無線接收裝置，以便實現(xiàn)不同信息之間的信息交換，從而為升降機系統(tǒng)的自動化運行提供依據(jù)。[4]

3結(jié)語

總之，在現(xiàn)階段建筑工程施工的過程中，施工管理人員應(yīng)該認(rèn)識到構(gòu)建構(gòu)建嵌入性升降機自動控制系統(tǒng)重要性，與此同時，在控制系統(tǒng)運行的過程中，為了保證其運行穩(wěn)定性，可以通過對系統(tǒng)軟件、硬件的合理分析，進行高效性的實驗驗證，實現(xiàn)升降系統(tǒng)信號呼出、吊籠載荷、吊籠位置以及運行方向的實時監(jiān)控，同時也可以滿足施工人員的自動選層，保證系統(tǒng)之間通信良好，從而提高工程施工中的運輸效率，為建筑企業(yè)的經(jīng)濟化、穩(wěn)定性、安全性運行提供有效保證。

參考文獻

[1]趙偉，韋永斌. 基于嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)設(shè)計[J].制造業(yè)自動化，2012，21：52-54.

[2]曹玉超. 施工升降機自動控制系統(tǒng)應(yīng)用研究[D].中北大學(xué)，2013.

[3]糜元根，程欣欣，季鵬.嵌入式施工升降機安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子技術(shù)，2015，04：63-67.

[4]何清.施工升降機安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].湖南大學(xué)，2012.