大型起重机超载限制器的系统设计

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。大型起重机超载限制器的系统设计　　【摘要】大型起重机是一种蕴含多种危险因素的设备，操作不当或超载，可能导致翻车、折臂等严重后果，因此强制要求安装超载限制装置，起到保护作用。本文在研究国内外现有起重机超载限制装置的基础上，设计开发了一款简单实用的超载限制装置，并给出了主要的硬件及软件设计流程。　　【关键词】起重机；超载限制器；硬件设计；软件设计　　1、引言　

2、　大型起重机在冶金、机械、矿山、铁路、码头、仓库等行业具有广泛应用，而超载限制器作为大型起重的关键保护装置之一，可以防止起重机出现烧毁电机、钢绳裂断等事故，对实现现代化安全生产，具有极其重要的意义。　　本文在研究国内外现有超载限制器的基础上，充分利用电子、单片机、传感测试等方面的技术成果开发了一款超载限制器，使可能发生的事故减少到最低限度，或者在控制上达到最佳安全状态。　　当起重机超载限制器工作时，若起重机承受的重物在额定值的90%以内，则该限制器能显示物体的实际重量，若物体的重量超过额定值的90%但在105%以内，该限制器在显示

3、物体的实际重量的同时发出声光预警信号，自动切断起重机电源，同时该限制器配备超载技术装置，可供安监部门检查。　　2、系统总体设计为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　根据超载限制器的工作原理，系统总体设计如图

4、1所示，设计思路如下：　　压力传感器检测的微弱电信号经放大后进行A/D变换，然后讲数字信号送入单片机的P1口，在正常工作状态下，单片机根据P1口的信号进行处理判别后进行译码驱动显示。　　若物重超过额定值的95%，则由口送出低电平驱动进行声光预警电路。若物重达到或超过额定值的105%，超载计数单元加1，由口送出低电平，驱动声光报警电路，并由继电器切断起重机电源，对起重机起到保护作用。　　硬件部分还设计掉电保护电路，当单片机系统的电源出现意外情况突然下降或消失时，可由掉电保护电路保护8031内存单元的内容。这样能保障系统的安全工作。　

5、　3、系统硬件设计　　主控芯片　　控制系统主控芯片选用价格低廉的MSC-51系列单片机中的8031芯片，其引脚图如图2所示。但8031芯片没有内部程序存储器，使用时必须扩展外部程序存储器。　　8031内的I/O口数量和种类较多且齐全，尤其它有一个全双2的串行口，该串行口是利用两根I/O口线构成的，有四种工作方式，可通过编程选定，8031有32根I/O口线，分别为P0，P1，P2，P3口，每口对应8根线，其中P3口是复用双功能口。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏

6、目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　8031有五个中断源，分别为两个优先级，每个中断源的优先级是可编程的。它的堆栈位置也是可编程的，堆栈的深度可达128字节。　　8031有两个16位定时/计数器，通过编程可以实现四种工作模式。8031在内部RAM中设了四个通用工作寄存器，共32个通用寄存器，以适应各种中断或

7、子程序嵌套的要求。　　A/D转换器　　在单片机的实时测控和智能化仪表等应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量如温度压力、流量、速度等转换成离散的数字量，才能输入到单片机中处理。　　本设计中选用的AD转换器为MC14433，它是双积分式A/D转换器。其最大输出电压为和两档，抗干扰能力强，转换精度高，但转换速度慢。采用双排24以引脚封装形式。图3给出了MC14433与单片机硬件连接关系。　　存储器选择　　单片机内部一般有一定容量的存储器，但满足不了实际的需要，因此需要配置外部存储器：包括程序存储器和数据存储器。　　由于8031它

8、没有内部的ROM，故程序须放到外部的存储器中，所以必须扩展外部的程序存储器。8031有内部的数据存储器，容量为128字节，本系统所用的数据不多，故不扩展外部数据存储器。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂