隨著我國(guó)建筑市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，多種形式的建筑物大量涌現(xiàn)，尤其是高層建筑、超高層建筑更是在建筑中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在建筑施工中，隨著建筑物高度的增加給建筑材料的垂直運(yùn)輸帶來了一定的困難。由于現(xiàn)代技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，建筑工地的起重機(jī)、塔吊等起重設(shè)備已是建筑施工中不可缺少的施工機(jī)械，且控制方式和控制設(shè)備也已十分先進(jìn)。但在一般的中小型建筑工地或小型企業(yè)，或沒有條件使用大型機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，還需利用卷?yè)P(yáng)機(jī)等組成提升設(shè)備來提吊混凝土、建材等其他施工所用的物料。工作時(shí)由操作人員判斷或根據(jù)指揮人員的指揮信號(hào)用頻繁點(diǎn)動(dòng)控制的方式控制卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于卷?yè)P(yáng)機(jī)的電氣控制系統(tǒng)采用的是繼電一接觸控制方式，其控制系統(tǒng)可靠性較低，提升機(jī)械的梯籠與工作層不易準(zhǔn)確平層，人員操作十分不便，且控制系統(tǒng)接線較復(fù)雜，不利于設(shè)備的維護(hù)與管理。針對(duì)這一問題，本文設(shè)計(jì)了提升機(jī)械數(shù)控系統(tǒng)，主要對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)類機(jī)械設(shè)備實(shí)行自動(dòng)控制，可以較大的提高工作效率及施工的安全性。該數(shù)控系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單，使用元件少，操作方便，經(jīng)濟(jì)性好，對(duì)促進(jìn)安全生產(chǎn)有著積極作用。該設(shè)計(jì)也可適用于其他類似的垂直運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備。

一、系統(tǒng)組成

　　該數(shù)控系統(tǒng)由四部分組成。圖1為數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1數(shù)控系統(tǒng)框圖 

　　1、控制信號(hào)產(chǎn)生電路

　　該電路根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)所處的實(shí)際位置D與期望要達(dá)到的目標(biāo)位置M進(jìn)行比較后產(chǎn)生三個(gè)控制信號(hào)，即上升信號(hào)(當(dāng)D<M時(shí))=Q_U下降信號(hào)(當(dāng)D>M時(shí))=Q_D、停止信號(hào)(當(dāng)D=M時(shí))=Q_S。

　　2、電動(dòng)機(jī)控制電路

　　直接用于控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)梯籠運(yùn)行。當(dāng)D<M時(shí)，電機(jī)正傳梯籠上升；當(dāng)D>M時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)梯籠下降；當(dāng)D=M時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)梯籠停止。

　　3、穩(wěn)壓電路

　　穩(wěn)壓電路為該數(shù)控系統(tǒng)提供所需的各種電壓。

　　4、對(duì)講電路

　　用于提升機(jī)械操作人員與各樓層施工人員通訊聯(lián)絡(luò)用。

二、數(shù)控系統(tǒng)工作原理，

　　1、控制系統(tǒng)信號(hào)產(chǎn)生電路

　　電路原理圖如圖2所示。七段譯碼器IC₁-1、IC₁-2、IC₁-3、IC₁-4及共陰極數(shù)碼管組成顯示電路，用來顯示當(dāng)前位置D(兩位數(shù))及目標(biāo)位置M(兩位數(shù))。操作人員通過互鎖按鍵開關(guān)LK₁、LK₂設(shè)置目標(biāo)層M的個(gè)位數(shù)和十位數(shù)，經(jīng)IC₄-1、IC₄-2編碼后送往鎖存器IC₃、按下設(shè)置確認(rèn)按鈕AN，后M被鎖存并顯示。IC₅-1、IC₅-2組成八位二進(jìn)制比較電路，對(duì)當(dāng)前層D和目標(biāo)位置M進(jìn)行比較。比較結(jié)果產(chǎn)生三個(gè)信號(hào)，若當(dāng)D<M時(shí)，則比較器輸出上升信號(hào)，該信號(hào)把計(jì)數(shù)器IC₂-1、IC₂-2、設(shè)置為加法計(jì)數(shù)狀態(tài)，同時(shí)把電動(dòng)機(jī)設(shè)置為正轉(zhuǎn)狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕后梯籠上升。每上升一層，IC₆組成的觸發(fā)電路便輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器加1，直至D=M時(shí)，比較電路輸出停止信號(hào)，關(guān)閉計(jì)數(shù)器和使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

圖2數(shù)控系統(tǒng)原理圖 

　　相反若D>M時(shí)，比較器輸出下降信號(hào)，該信號(hào)把計(jì)數(shù)器IC₂-1、IC₂-2、設(shè)置為減法計(jì)數(shù)狀態(tài)，同時(shí)把電動(dòng)機(jī)設(shè)置為反轉(zhuǎn)狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕后梯籠下降。每下降一層，IC₆組成的觸發(fā)電路便輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器減1，直至D=M時(shí)，．比較電路輸出停止信號(hào)，關(guān)閉計(jì)數(shù)器和使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

　　開機(jī)或失電后，D自動(dòng)清零，此時(shí)需按AN₁，設(shè)置D=M，并核對(duì)梯籠的實(shí)際位置。

　　2、電動(dòng)機(jī)控制電路

　　電路如圖3所示。若D<M時(shí)，比較電路輸出上升信號(hào)Q_U(高電平)，T₁導(dǎo)通，繼電器1J吸合，指示燈LD₁亮，指示上升狀態(tài)，做好接通電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器ZC準(zhǔn)備，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕OA后，繼電器QJ線圈得電并自鎖，同時(shí)使ZC線圈得電，其主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)拖動(dòng)梯籠上升。當(dāng)上升到目標(biāo)層使D=M或在緊急情況下按下緊急停機(jī)按鈕TA后，Qs變?yōu)楦唠娖剑�繼電器3J吸合，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)使QJ失電而釋放。若D>M時(shí)，比較電路輸出下降信號(hào)Q0(高電平)，T2導(dǎo)通，繼電器2J吸合，指示燈LD：亮，指示下降狀態(tài)，、同時(shí)做好接通電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器FC準(zhǔn)備。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕OA后QJ得電，動(dòng)作過程同上。為防止M設(shè)置不合理，使梯籠超高或過低，該系統(tǒng)考慮設(shè)置有上限位開關(guān)SQ。和下限位開關(guān)SQ。作保護(hù)。在梯籠上升過程中，1J閉合，若超過上限位，K11閉合繼電器4J(3J)得電吸合，接通緊急停機(jī)回路使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。此時(shí)即使誤操作按下啟動(dòng)按鈕QA，由于QJ被閉鎖電動(dòng)機(jī)仍不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。反之，在下降過程中2J吸合，到達(dá)地面時(shí)K。閉合使繼電器4J吸合，電動(dòng)機(jī)不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖3電動(dòng)機(jī)控制電路 

　　3、穩(wěn)壓電路

　　穩(wěn)壓電路如圖4所示。穩(wěn)壓電路為一般串聯(lián)性穩(wěn)壓電路。該電路有兩種電壓輸m，V。(12V)供電動(dòng)機(jī)控制電路和對(duì)講電路適用。穩(wěn)壓后的電壓V。，(10V)供控制信號(hào)產(chǎn)生電路適用。

圖4穩(wěn)壓電路 

　　4、對(duì)講電路

　　對(duì)講電路如圖5所示。在建筑物的各層裝設(shè)一個(gè)揚(yáng)聲器箱，內(nèi)有按鈕式轉(zhuǎn)換開關(guān)，按下式發(fā)話，松開后受話，便于各層施工人員與卷?yè)P(yáng)機(jī)操作人員直接聯(lián)系，保證操作人員把所需物料準(zhǔn)確快捷地送到相應(yīng)樓層。

圖5對(duì)講電路 

三、設(shè)備安裝使用

　　本數(shù)控系統(tǒng)主要用于電磁制動(dòng)快速卷?yè)P(yáng)機(jī)，所有控制電路均集成在卷?yè)P(yáng)機(jī)開關(guān)箱內(nèi)，如圖6所示。安裝時(shí)進(jìn)線接電源，出線接卷?yè)P(yáng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，再將5芯屏蔽電纜沿井架垂直敷設(shè)，在每層位置安裝控制盒及對(duì)講機(jī)盒。調(diào)試時(shí)使梯籠能與各層平齊即可，安裝使用非常方便。

圖6卷?yè)P(yáng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)安裝示意圖 

　　本設(shè)計(jì)所用元器件較目前市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品落后，使用時(shí)盡量選擇性能好技術(shù)含量高的元器件。

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