無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，包括安裝在腳手架架體上的多個控制儀表，其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連，其繼電器輸出端與低速電動環(huán)鏈提升機(jī)的交流接觸器相連，其輸入輸出端通過無線通信模塊與便攜式工控機(jī)無線通訊。本實用新型實現(xiàn)了對附著升降腳手架的無線遠(yuǎn)程控制，與傳統(tǒng)的有線控制系統(tǒng)相比，本實用新型極大的簡化了布線施工難度，降低了施工成本和后期維護(hù)成本，減小了動力電纜中大電流信號對通信信號的干擾，提高了附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和性價比。通過在多個建筑工地實地測試，其通信準(zhǔn)確率和可靠性得到了大幅度的提高，取得了滿意的實用效果。
【專利說明】無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及附著升降腳手架自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)現(xiàn)有的附著式升降腳手架控制系統(tǒng)，架體上的控制儀表與主控機(jī)之間的通信都是采用有線通信方式，這種有線通信方式在實際使用中存在三個主要的問題:一是由于架體上安裝有數(shù)十臺控制儀表，因此需要布置很長的通信電纜，而施工現(xiàn)場的環(huán)境比較復(fù)雜，暴露的通信電纜往往容易因拖拽、碰壓而損壞，導(dǎo)致通信故障；二是由于架體上布線難度較大，導(dǎo)致通信電纜經(jīng)常和動力電纜捆扎在一起布線，動力電纜中的大電流會對通信電纜中的弱信號產(chǎn)生較大干擾，導(dǎo)致通信不暢；三是控制儀表與主控機(jī)之間采用的是串行通信總線，所有控制儀表實際上是通過通信電纜串接在一起的，任意兩臺控制儀表間的通信電纜損壞，都會導(dǎo)致多臺串接在后面的控制儀表斷開通信連接。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種采用無線通信方式、增強(qiáng)通信穩(wěn)定性、簡化現(xiàn)場布線難度、降低施工成本的無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:一種無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，包括安裝在腳手架架體上的多個控制儀表，其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連，其繼電器輸出端與低速電動環(huán)鏈提升機(jī)的交流接觸器相連，其輸入輸出端通過無線通信模塊與便攜式工控機(jī)無線通訊。
[0005]所述拉力檢測模塊采用高精度荷重傳感器，所述位移檢測模塊采用高精度位移傳感器。
[0006]所述控制儀表包括信號調(diào)理電路，其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連，其輸出端與單片機(jī)的輸入端相連，單片機(jī)的輸出端分別與顯不電路、聲光報警電路、繼電器輸出電路的輸入端相連，單片機(jī)通過無線通信模塊與便攜式工控機(jī)無線通τΗ ο
[0007]所述顯示電路由數(shù)碼管和數(shù)碼管驅(qū)動電路組成。
[0008]所述單片機(jī)采用STC12C5604單片機(jī)，所述無線通信模塊采用芯片ICl，芯片ICl采用RN630芯片，其I腳接地，其1、2腳之間串接電容C3，其3、4腳分別與STC12C5604單片機(jī)的Ρ3.0、Ρ3.1弓丨腳相連，其6、7、9腳懸空。
[0009]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型實現(xiàn)了對附著升降腳手架的無線遠(yuǎn)程控制，與傳統(tǒng)的有線控制系統(tǒng)相比，本實用新型極大的簡化了布線施工難度，降低了施工成本和后期維護(hù)成本，減小了動力電纜中大電流信號對通信信號的干擾，提高了附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和性價比。通過在多個建筑工地實地測試，其通信準(zhǔn)確率和可靠性得到了大幅度的提高，取得了滿意的實用效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的電路框圖。
[0011]圖2、3分別是圖1中單片機(jī)、無線通信模塊的電路原理圖。
[0012]圖4、5、6、7分別是便攜式工控機(jī)上監(jiān)控界面的單機(jī)控制面板界面圖、多機(jī)控制面板界面圖、同步控制面板界面圖、提升狀態(tài)柱狀圖界面。

【具體實施方式】
[0013]一種無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，包括安裝在腳手架架體上的多個控制儀表3,其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連,其繼電器輸出端與低速電動環(huán)鏈提升機(jī)的交流接觸器相連，其輸入輸出端通過無線通信模塊2與便攜式工控機(jī)無線通訊。所述拉力檢測模塊采用高精度荷重傳感器，所述位移檢測模塊采用高精度位移傳感器，如圖1所示。其中單片機(jī)I是控制電路的核心，接收和處理來自傳感器的拉力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，并驅(qū)動數(shù)碼管進(jìn)行顯示。單片機(jī)I同時還判斷拉力數(shù)值和位移數(shù)值是否處在正常范圍之內(nèi)，并根據(jù)判斷結(jié)果驅(qū)動聲光報警電路和繼電器輸出電路；單片機(jī)I的輸出信號經(jīng)光耦隔離后與繼電器電源相連接，繼電器的常開觸點與控制低速電動環(huán)鏈提升機(jī)正反轉(zhuǎn)的交流接觸器的電源相連接。
[0014]如圖1所示，所述控制儀表3包括信號調(diào)理電路，其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連，其輸出端與單片機(jī)I的輸入端相連，單片機(jī)I的輸出端分別與顯示電路、聲光報警電路、繼電器輸出電路的輸入端相連，單片機(jī)I通過無線通信模塊2與便攜式工控機(jī)無線通訊。所述顯示電路由數(shù)碼管和數(shù)碼管驅(qū)動電路組成。
[0015]如圖2所示，所述單片機(jī)I采用STC12C5604單片機(jī)，其內(nèi)部帶有4KB的EEPR0M，可以用來存儲設(shè)定的閾值和報警參數(shù)；其內(nèi)部還自帶頻率可調(diào)的高穩(wěn)定度振蕩器，所以省略了外部晶體振蕩電路；復(fù)位電路由鉭電容C56和電阻R53組成，并接到單片機(jī)的RST引腳，這樣可以實現(xiàn)單片機(jī)的上電自動復(fù)位；退耦電容C58是一個陶瓷電容，接在單片機(jī)I的電源引腳和地引腳之間，起到隔離噪聲信號的作用。
[0016]如圖3所示，所述無線通信模塊2采用芯片ICl，芯片ICl采用RN630芯片，其I腳接地，其1、2腳之間串接電容C3，其3、4腳分別與STC12C5604單片機(jī)的P3.0、P3.1引腳相連，其6、7、9腳懸空。無線通信模塊2的接口引出線一共有9根，其中I號引出線接地，2號引出線接電源，為了減少射頻信號對系統(tǒng)中其它電路的干擾，在I號和2號引出線之間加入了一個的陶瓷電容C3，這樣可以有效的隔離部分射頻噪聲；3號和4號引出線是與單片機(jī)I通信的RS232接口，其中3號引出線為RXD信號線，接單片機(jī)I的復(fù)用引腳P3.0，4號引出線為TXD信號線，接單片機(jī)I的復(fù)用引腳P3.1，上述兩根信號線連接好后，就可以和單片機(jī)I通過RS232接口進(jìn)行通信。單片機(jī)I需要發(fā)送出去的數(shù)據(jù)先通過RS232接口傳遞給無線通信模塊2，再由無線通信模塊2發(fā)送給其它無線節(jié)點；無線通信模塊2接收到的數(shù)據(jù)，也可以通過RS232接口傳送給單片機(jī)I進(jìn)行處理。無線通信模塊2的8號引出線為休眠信號輸入端，由于本系統(tǒng)中該模塊一直在傳送信號，無需休眠，所以該引出線并未連接到單片機(jī)1，接固定的電平即可，6、7和9號引出線為空引線，電路中讓其懸空。
[0017]從圖4所示界面中，操作人員可以對架體上單個機(jī)位的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，界面上可以顯示指定機(jī)位的當(dāng)前荷重值、運行狀態(tài)和報警狀態(tài)，還可以向指定機(jī)位發(fā)送提升、下降和停止指令，以及設(shè)置上限預(yù)警值、上限報警值、下限預(yù)警值和下限報警值4個報警閾值。界面中還有急停控制按鈕，當(dāng)架體運動出現(xiàn)異常時，操作人員可以按下急停按鈕，立即停止所有機(jī)位的運動，保證運行安全。
[0018]通過圖5所示界面，可以控制多個機(jī)位的提升、停止和下降運行狀態(tài)，并可以在架體提升前和提升后分別設(shè)置低速電動環(huán)鏈提升機(jī)的鉸鏈預(yù)緊時間和放松時間。設(shè)置完成后，各項參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到對應(yīng)機(jī)位的各控制儀表3，同時將參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中，下次重新啟動軟件時會自動在數(shù)據(jù)庫中先讀取這些參數(shù)，無需操作人員重復(fù)設(shè)置。
[0019]從圖6所示界面中可以設(shè)置對架體的同步控制功能，界面中可以設(shè)置每次同步提升或下降的總高度，以及架體運行時各機(jī)位間的最大高度差，通過調(diào)整機(jī)位間的最大高度差可以控制整個架體在升降運動過程中的水平度，當(dāng)檢測到運動較快的部分機(jī)位與運動較慢的部分機(jī)位之間的位移量之差大于等于設(shè)定的最大高度差時，就會立即停止運動較快的這些機(jī)位的運行，這樣就可以避免出現(xiàn)因架體某部位運動過快而出現(xiàn)架體局部扭曲的現(xiàn)象。
[0020]從圖7所示界面中可以直觀的看出各機(jī)位的當(dāng)前荷重量和位移量的柱狀圖，幫助操作人員實時判斷架體的運行狀態(tài)，以及在出現(xiàn)故障時方便操作人員快速查找故障原因。
[0021]以下結(jié)合圖1至7對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]位于架體各部位的每臺控制儀表3都設(shè)有一個唯一的地址號，所有控制儀表3通過無線通信模塊2與便攜式工控機(jī)組成星形無線網(wǎng)絡(luò)，并將采集到的架體各部位的荷重值、位移值和運行狀態(tài)通過該星形無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到便攜式工控機(jī)。便攜式工控機(jī)實時顯示、記錄和存儲架體各部位的荷重值和位移值，并自動判斷和調(diào)控架體的整體運行狀態(tài)。操作人員可以通過便攜式工控機(jī)向所有控制儀表3發(fā)出提升、下降、總停指令，也可以根據(jù)需要向某一臺或多臺控制儀表3發(fā)出上述指令，指令通過433MHz無線星形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?yīng)的控制儀表3，控制儀表3根據(jù)接收到的指令控制對應(yīng)的低速電動環(huán)鏈提升機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止，達(dá)到控制架體升降運動的目的。
[0023]當(dāng)架體處于上升或下降過程中時，如果某臺控制儀表3檢測到架體某部位的荷重值或位移值超過了預(yù)設(shè)閾值，將發(fā)出聲光報警信號并通過無線網(wǎng)絡(luò)將報警信息發(fā)送到便攜式工控機(jī)，工控機(jī)發(fā)出報警信息提示操作人員，并通過無線網(wǎng)絡(luò)向所有控制儀表3發(fā)出總停指令，無線網(wǎng)絡(luò)中的各控制儀表3接到總停指令后，立即切斷自己所控制的電動環(huán)鏈提升機(jī)的電源，架體停止運動。通過所構(gòu)建的433MHz星形無線網(wǎng)絡(luò)，工控機(jī)可以和架體上的全部控制儀表3進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信，具有自動高效、精密準(zhǔn)確、安全方便等特點，避免出現(xiàn)通信電纜損壞或被動力電纜干擾的情況。
[0024]綜上所述，本實用新型實現(xiàn)了對附著升降腳手架的無線遠(yuǎn)程控制，與傳統(tǒng)的有線控制系統(tǒng)相比，本實用新型極大的簡化了布線施工難度，降低了施工成本和后期維護(hù)成本，減小了動力電纜中大電流信號對通信信號的干擾，提高了附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和性價比。通過在多個建筑工地實地測試，其通信準(zhǔn)確率和可靠性得到了大幅度的提高，取得了滿意的實用效果。
【權(quán)利要求】
1.一種無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝在腳手架架體上的多個控制儀表(3)，其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連，其繼電器輸出端與低速電動環(huán)鏈提升機(jī)的交流接觸器相連，其輸入輸出端通過無線通信模塊(2)與便攜式工控機(jī)無線通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述拉力檢測模塊采用高精度荷重傳感器，所述位移檢測模塊采用高精度位移傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制儀表(3)包括信號調(diào)理電路，其輸入端分別與拉力檢測模塊、位移檢測模塊的輸出端相連，其輸出端與單片機(jī)(I)的輸入端相連，單片機(jī)(I)的輸出端分別與顯不電路、聲光報警電路、繼電器輸出電路的輸入端相連，單片機(jī)(I)通過無線通信模塊(2)與便攜式工控機(jī)無線通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示電路由數(shù)碼管和數(shù)碼管驅(qū)動電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線式附著升降腳手架自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)(I)采用STC12C5604單片機(jī)，所述無線通信模塊(2)采用芯片ICl，芯片ICl采用RN630芯片，其I腳接地，其1、2腳之間串接電容C3，其3、4腳分別與STC12C5604單片機(jī)的P3.0、P3.1引腳相連，其6、7、9腳懸空。
【文檔編號】G05B19/042GK203982115SQ201420299901
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】羅少軒, 李媛媛, 喬愛民, 張新庭, 殷鎮(zhèn)如 申請人:蚌埠學(xué)院