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

付正森

摘要：施工升降機(jī)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(shí)現(xiàn)施工人員以及相關(guān)的建筑材料運(yùn)送，但是，在現(xiàn)階段施工升降機(jī)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(jī)作為研究的重點(diǎn)，對自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，旨在提升升降機(jī)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(jī) 自動(dòng)控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

高層建筑中升降機(jī)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(yùn)輸，在整個(gè)施工中具有十分重要的價(jià)值。通過對現(xiàn)階段施工現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，升降機(jī)的設(shè)計(jì)自動(dòng)化的控制水平相對較低，而且，在升降機(jī)運(yùn)用的過程中，施工單位并沒有進(jìn)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(jì)，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(yùn)行提供有效的保證。

1嵌入式施工升降機(jī)自動(dòng)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(yùn)行及發(fā)展的過程中，升降機(jī)自動(dòng)控制水平存在著一定的局限性，文章將其作為研究的重點(diǎn)，構(gòu)建了自動(dòng)化的系統(tǒng)控制方案。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，首先會(huì)用重量傳感器進(jìn)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(jìn)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(yùn)行的過程中，會(huì)將S3C2440作為主要的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對各個(gè)傳感器物理量的信息獲取。[1] 在升降機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，當(dāng)出現(xiàn)了六級以上的強(qiáng)風(fēng)，應(yīng)該及時(shí)切斷電氣工作的電源，若升降機(jī)正常運(yùn)行的荷載為滿載的90%，在這種條件下系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)信號，而在升降機(jī)達(dá)到100%滿載的狀況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲光進(jìn)行報(bào)警，在這種狀態(tài)下升降機(jī)不能正常運(yùn)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(yùn)行的狀態(tài)。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，應(yīng)該注意，光電編碼器與輸出脈沖數(shù)會(huì)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(jìn)行數(shù)字的控制。升降自動(dòng)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(jī)交互接口，通過主控系統(tǒng)與操作系統(tǒng)的融合，實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的有效運(yùn)行。[2]

2嵌入式系統(tǒng)中升降機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

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(huì)分別與施工中的升降機(jī)驅(qū)動(dòng)板銷軸以及吊籠的銷軸進(jìn)行連接，在一定程度上會(huì)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(yùn)行的過程中，重量傳感器所發(fā)出的信號會(huì)經(jīng)過信號電路放大，并實(shí)現(xiàn)與S3C2440中A/D系統(tǒng)的有效融合。在光電轉(zhuǎn)變期運(yùn)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(shí)現(xiàn)機(jī)械、幾何以及位移量等數(shù)字量傳感器運(yùn)用，當(dāng)系統(tǒng)中的減速器動(dòng)力輸出周與光電旋轉(zhuǎn)軸通過主軸進(jìn)行系統(tǒng)連接的過程中，每次旋轉(zhuǎn)的周期都會(huì)以數(shù)字沖脈的形式進(jìn)行展現(xiàn)。與此同時(shí)，在減速之后會(huì)使動(dòng)力輸出軸與光電旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行系統(tǒng)性的連接，系統(tǒng)每運(yùn)行一次會(huì)將產(chǎn)生線數(shù)的數(shù)字沖脈，減速結(jié)束之后中的動(dòng)力輸出軸會(huì)與吊籠的運(yùn)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(jī)對相關(guān)的數(shù)據(jù)內(nèi)容會(huì)產(chǎn)生記憶。主機(jī)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(jī)會(huì)通過對脈沖數(shù)字的變化進(jìn)行主機(jī)正反轉(zhuǎn)限制，從而為建筑工程中升降機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)的最高速率可以達(dá)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(jìn)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(jì)也是系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行的過程中，其內(nèi)核耗能相對較低、性能較高，可以實(shí)現(xiàn)主頻以及豐富性硬件資源的有效運(yùn)用。在監(jiān)控儀器硬件設(shè)計(jì)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(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有效性的保證。

2.2軟件系統(tǒng)的語用及設(shè)計(jì)分析

在嵌入式系統(tǒng)中升降機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，其軟件系統(tǒng)是項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的核心內(nèi)容，主要包括了通信模板、參數(shù)設(shè)計(jì)模板以及實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)等，其中的通信模板主要運(yùn)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(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和校驗(yàn)；而參數(shù)設(shè)計(jì)模塊主要應(yīng)用于施工升降中的參數(shù)信息，實(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測主要是在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，將提供傳感器采集到的信息進(jìn)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(shí)，通過對施工現(xiàn)場升降機(jī)的分析可以發(fā)現(xiàn)，其設(shè)計(jì)多為雙籠式結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)吊籠之間應(yīng)該有一定的連接，主要是為了避免在升降機(jī)運(yùn)行的過程中發(fā)生沖突。兩個(gè)吊籠系統(tǒng)可以安裝NRF401無線接收裝置，以便實(shí)現(xiàn)不同信息之間的信息交換，從而為升降機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)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(shí)到構(gòu)建構(gòu)建嵌入性升降機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)重要性，與此同時(shí)，在控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，為了保證其運(yùn)行穩(wěn)定性，可以通過對系統(tǒng)軟件、硬件的合理分析，進(jìn)行高效性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)升降系統(tǒng)信號呼出、吊籠載荷、吊籠位置以及運(yùn)行方向的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也可以滿足施工人員的自動(dòng)選層，保證系統(tǒng)之間通信良好，從而提高工程施工中的運(yùn)輸效率，為建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)化、穩(wěn)定性、安全性運(yùn)行提供有效保證。

參考文獻(xiàn)

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