基于嵌入式系统的施工升降机自动控制系统设计

付正森

摘要：施工升降机是高层建筑以及大型建筑工程中必不可少的组成部分，其主要的功能是实现施工人员以及相关的建筑材料运送，但是，在现阶段施工升降机的控制能力相对较低，为施工安全存在隐患。文章将嵌入式系统的施工升降机作为研究的重点，对自动控制系统进行了分析，旨在提升升降机控制系统的安全性，并为建筑施工事业的优化及发展奠定基础。

关键词：嵌入式系统 建筑施工 升降机 自动控制 系统设计

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

高层建筑中升降机系统在建筑施工的过程中主要承担着施工人员以及施工材料的运输，在整个施工中具有十分重要的价值。通过对现阶段施工现场调查发现，升降机的设计自动化的控制水平相对较低，而且，在升降机运用的过程中，施工单位并没有进行超载限定。因此，施工企业应该通过嵌入式系统的优化设计，提高建筑施工的安全性，从而为建筑行业的安全、稳定运行提供有效的保证。

1嵌入式施工升降机自动控制系统的整体方案分析

在现阶段建筑施工企业运行及发展的过程中，升降机自动控制水平存在着一定的局限性，文章将其作为研究的重点，构建了自动化的系统控制方案。在系统运行的过程中，首先会用重量传感器进行吊笼重量的检测，用光电编码器检测吊笼的位置，通过对风速传感器进行风速的检测，可以使无线收发芯片获取施工层的相关信息。在系统运行的过程中，会将S3C2440作为主要的控制系统，从而实现对各个传感器物理量的信息获取。[1] 在升降机自动控制系统运行的过程中，当出现了六级以上的强风，应该及时切断电气工作的电源，若升降机正常运行的荷载为满载的90%，在这种条件下系统会发出警报信号，而在升降机达到100%满载的状况时，系统会发出声光进行报警，在这种状态下升降机不能正常运行，所以应该卸掉一部分荷载重量，使系统恢复正常运行的状态。在系统运行的过程中，应该注意，光电编码器与输出脉冲数会呈现出一定对比现象，因此，应该根据脉冲数的变化进行数字的控制。升降自动控制系统中的LED显示器与接触触摸屏应该作为系统中的人机交互接口，通过主控系统与操作系统的融合，实现硬件系统的有效运行。[2]

2嵌入式系统中升降机自动控制系统的设计

2.1系统硬件的设计

首先，传感器检测系统中，重量传感器主要是两种拉板式的传感器，两种装置会分别与施工中的升降机驱动板销轴以及吊笼的销轴进行连接，在一定程度上会克服传统传感器对受力方提出的相关要求。在系统运行的过程中，重量传感器所发出的信号会经过信号电路放大，并实现与S3C2440中A/D系统的有效融合。在光电转变期运行的过程中，其系统主要是将光电作为转换的内容，并将其输送到轴上，实现机械、几何以及位移量等数字量传感器运用，当系统中的减速器动力输出周与光电旋转轴通过主轴进行系统连接的过程中，每次旋转的周期都会以数字冲脉的形式进行展现。与此同时，在减速之后会使动力输出轴与光电旋转轴进行系统性的连接，系统每运行一次会将产生线数的数字冲脉，减速结束之后中的动力输出轴会与吊笼的运行距离呈现出一定的比例关系，经过系统性的初始化，并在初始内容记录的过程中，让主机对相关的数据内容会产生记忆。主机检测中所呈现出的脉冲数与系统检测中的吊笼位置有着一定的关联性，主机会通过对脉冲数字的变化进行主机正反转限制，从而为建筑工程中升降机系统的运行提供有效性的保证。[3]

在无线收发模块发射芯片的过程中，主要采用了 NRF401系统形式，对于这一系统而言，采用了FSK的技术调试方式，工作时的最高速率可以达到20k，而且其发射的频率也可以得到调整，其具体的工作频率如表一所示，对其具体的参数以及数值进行了分析。

其次，在硬件系统分析的过程中，监控仪器的设计也是系统运行中十分重要的组成部分，将 S3C2440 处理技术作为核心，主要是在系统运行的过程中，其内核耗能相对较低、性能较高，可以实现主频以及丰富性硬件资源的有效运用。在监控仪器硬件设计的过程中，其设备主要包括了中央处理单元模块、电源模块、冲脉技术模块以及TFT 液晶屏和触摸屏模块等系统，通过这些系统的组成，为嵌入式系统中升降机自动控制系统的设计提供了有效性的保证。

2.2软件系统的语用及设计分析

在嵌入式系统中升降机自动控制系统设计的过程中，其软件系统是项目设计中的核心内容，主要包括了通信模板、参数设计模板以及实时检测系统等，其中的通信模板主要运用与NRF401芯片的发放及系统切换，并在无线楼层的过程中进行数据的接收和校验；而参数设计模块主要应用于施工升降中的参数信息，实现系统的空载学习、满载学习以及平层的学习等；而实时监测主要是在系统运行的过程中，将提供传感器采集到的信息进行处理及显示，从而为系统的控制及数据内容的输出提供充分性的保证。其具体的过程如图一所示。与此同时，通过对施工现场升降机的分析可以发现，其设计多为双笼式结构，在两个吊笼之间应该有一定的连接，主要是为了避免在升降机运行的过程中发生冲突。两个吊笼系统可以安装NRF401无线接收装置，以便实现不同信息之间的信息交换，从而为升降机系统的自动化运行提供依据。[4]

3结语

总之，在现阶段建筑工程施工的过程中，施工管理人员应该认识到构建构建嵌入性升降机自动控制系统重要性，与此同时，在控制系统运行的过程中，为了保证其运行稳定性，可以通过对系统软件、硬件的合理分析，进行高效性的实验验证，实现升降系统信号呼出、吊笼载荷、吊笼位置以及运行方向的实时监控，同时也可以满足施工人员的自动选层，保证系统之间通信良好，从而提高工程施工中的运输效率，为建筑企业的经济化、稳定性、安全性运行提供有效保证。

参考文献

[1]赵伟，韦永斌. 基于嵌入式系统的施工升降机自动控制系统设计[J].制造业自动化，2012，21：52-54.

[2]曹玉超. 施工升降机自动控制系统应用研究[D].中北大学，2013.

[3]糜元根，程欣欣，季鹏.嵌入式施工升降机安全监控系统的设计[J].电子技术，2015，04：63-67.

[4]何清.施工升降机安全监测系统的设计与实现[D].湖南大学，2012.