起重机超载限制电路设计

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1、起重机超载限制电路设计目录第一章绪论11.1起重机超载限制器的介绍11.2国内外超载限制器的发展1第二章系统硬件设计22.1系统方框图22.2系统硬件设计概述22.3各子电路的简介32.3.1电源电路32.3.2传感器电路32.3.3A/D转换电路52.3.4复位电路及振荡时钟电路62.4人机通道的设计72.4.1显示器的设计72.4.2键盘的设计92.4.3报警电路的设计112.4.4超载限制器控制盒的设计13第三章系统软件设计153.1软件设计概述143.2软件设计构思与软件结构14结论29参考文献30致谢32附录1起重机超载限制器主电路图附录2PCB图3起

2、重机超载限制电路设计第一章绪论1.1起重机超载限制器的介绍起重机超载限制器（CraneOverloadLimiter）[2]是一种重要的起重机超载保护装置。它主要装备在汽车吊、轮胎吊和履带吊等大型起重机上。通过系统内的传感器对起重机的关键工作参数进行实时检测，经过分析计算和数据处理得到结果并结合起重机的当前工况进行判断：当实际载荷接近起重机的非安全工作范围时，系统预报警。超过非安全工作范围时，系统报警并自动进行安全保护控制，禁止起重机向危险方向动作。1.2国内外超载限制器的发展伴随微电子技术、计算机技术、智能仪表技术及传感器技术的迅速发展，现今起重机用户己不满足

3、于起重机仅仅拥有载荷、超载限制功能，他们希望获得更多关于起重机工作状态的准确信息，包括起升高度、风速、起升角度、工作幅度甚至钢丝绳状况、油温、振动情况等信息，基于上述原因，起重机超载限制器的功能不断得到延伸，信息集成度更高也更加人性化。国外许多起重机制造商对起重机超载限制器的研究和应用较早，目前已达到较高水平。我国在这方面的工作起步较晚，技术水平不高，应用范围不广。但随着社会经济的发展和安全管理意识的提高，国内起重机的制造商和用户对起重机超载限制器产生了很大需求。国家技术监督局专门制定并发布了《起重机安全规程》（GB6067-1985），《起重机械超载保护装置安

4、全技术规范》（GB12602-1990），《臂架型起重机起重力矩限制器通用技术条件》（GB7950-1999）等国家标准，要求各类起重机械装备载荷、超载限制，并对超载限制器的功能、性能检验等进行了严格规定。国家劳动和社会保障部也规定16t以上的起重机必须装备起重机超载限制器。国内现有的起重机械除近年来进口的较先进的起重机，绝大多数都需要加装起重机超载限制器。一些己有超载限制器的起重机，由于过年限使用以及系统损坏等问题，也需要改装起重机超载限制器。由此可见，国内市场需求巨大。然而国外的起重机超载限制器价格昂贵，而且与国产起重机的配套困难。国内的研究人员在超载限制器

5、3起重机超载限制电路设计的国产化道路上进行着工作，也取得了一定的成果，但在产品的稳定性以及可靠性上还有待提高。可以这样讲，国内起重机行业正在迫切呼唤符合国情、性能先进、功能完善、工作可靠的新型起重机超载限制器产品，以满足内需。第二章系统硬件设计2.1系统方框图系统主要由主机部分、报警制动保护、状态信息存储、控制盒及显示部分等组成，图2-1为系统组成框图。压力传感器A/D转换器89C51报警制动保护键盘参数输入LED数码显示状态信息存储图2-1系统组成框图2.2系统硬件设计概述A/D转换器选用ADC0809，系统主机选用89C51单片机，数码显示部分选用BS212

6、共阳数码管，音响部分选用一片KD9561。硬件系统上电工作后，来自压力（拉力）传感器的微弱电信号（约20μV）经滤波电路后送到ADC0809进行A/D转换，ADC0809送出的8位信号一起送到89C51单片机的P1口，89C51根据P0口来的信号进行处理判别后送LED显示。若采集到的物重达到或超过额定值的90%，则由P2.5送出低电平驱动声光预警电路。若采集到的物重达到或超过额定值的105%，超载技术单元加1，由P2.6送出低电平，驱动声光报警电路，并由继电器切断起重机电源。硬件电路图见附录。3起重机超载限制电路设计2.3各子电路的简介2.3.1电源电路图2-2

7、电源电路220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路整流桥整流和滤波电容滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和;滤波电容的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。2.3.2传感器电路半导体的压阻效应：固体受到作用力后，电阻率就要发生变化，这种效应称为压阻效应。半导体材料的压阻效应特别强。压阻式传感器的灵敏系数大，分辨率高。频率响应高

8、，体积小。它主要用于测量