專利名稱：起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)除了總線控制方式外從噸位大小的角度和控制方式 的角度來說有以下幾種類型1、從控制方式來講，大體有兩種控制方式(1)駕駛室控制方式，此類控制方式主要特點(diǎn)就是由駕駛室里的聯(lián)動臺為主的主 令控制器作為控制機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制邏輯功能，但是其配電保護(hù)柜里仍然采用繼電器和過流 保護(hù)器搭接起來的機(jī)構(gòu)組成，所以節(jié)構(gòu)笨重。(2)地操加遙控器控制方式，此類控制方式所需繼電器等一些中繼機(jī)構(gòu)的數(shù)量比 較大，因?yàn)榈夭俚陌踩妷菏?6V，但要控制380V的高壓必須要求中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的存在， 這就必然會需要大量的中間繼電器，另一方面，如果起重機(jī)要求檔位比較多，但是地操上的 按鍵數(shù)量并沒有達(dá)到要求，則需要延時(shí)繼電器把其余的檔位延時(shí)打上去，從而控制柜的體 積就會變得更大，成本也就會更高(舉個(gè)例子一個(gè)延時(shí)頭因廠家和質(zhì)量的不同大概需要 100-200 元)。2、從噸位大小和工作級別來講，一般20T以上的，A6安全級別以上的起重機(jī)為了 防止起升時(shí)主鉤溜鉤必須給主起升增加一個(gè)單獨(dú)的控制柜(反接制動控制柜)作用就是重 物在高空起重機(jī)準(zhǔn)備下降時(shí)這一刻，起重機(jī)的制動器抱閘已經(jīng)打開，但是由于重物噸位大， 些時(shí)就會向下滑落，一旦動能足夠大就會超過主起升電機(jī)的制動能力，造成事故，所起反接 制動機(jī)構(gòu)的采用就會多增加16-20個(gè)中間繼電器，10個(gè)左右的延時(shí)頭，造成起升控制柜節(jié) 構(gòu)龐大，成本增加。3、從驅(qū)動和控制模塊來講，也有古典繼電器控制和PLC+變頻器控制兩種方式(1)古典繼電器控制方法上面已經(jīng)講到過，用大量的中間繼電器和延時(shí)頭組成的 龐大機(jī)構(gòu)，不但接線復(fù)雜，安裝麻煩，而且成本很高。(2)由PLC+變頻器的控制方式控制精度高，相對來說運(yùn)動控制方式更理想，速度 調(diào)節(jié)更連續(xù)，但是如果想整個(gè)起重機(jī)的控制系統(tǒng)同時(shí)控制則需要有許多控制點(diǎn)數(shù)的PLC，眾 所周知，國外PLC的成本相對來說是很高的?？傮w來說，基于當(dāng)前這種起重機(jī)控制柜的結(jié)構(gòu)和制作方式，國內(nèi)外PLC和控制柜 里的中間繼電器和延時(shí)頭還有一些復(fù)雜的邏輯連線，除此之外防止由中間繼電器接線太 長，接線不嚴(yán)而造成對接觸器控制不穩(wěn)定。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了提供有一種起重機(jī)專用的、成本低、高邏輯集成度的起 重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其是通過弱電控制模塊來取代國外PLC和控制柜里的中間繼電器和延 時(shí)頭還有一些復(fù)雜的邏輯連線，除此之外防止由中間繼電器接線太長，接線不嚴(yán)而造成對接觸器控制不穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本采用如下技術(shù)方案起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其包括限位開關(guān)及控制端子陣列、輸入端光耦隔離及開關(guān) 量轉(zhuǎn)換陣列、核心邏輯控制器、控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、二級總線驅(qū)動模塊、雙 向可控硅驅(qū)動型光耦陣列、雙向可控硅陣列、控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、通迅模 塊、顯示代碼模塊；限位開關(guān)及控制端子陣列通過輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列連接 核心邏輯控制器，核心邏輯控制器分別與控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、輸出強(qiáng)弱電 隔離及二級總線驅(qū)動模塊連接，控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊與輸出強(qiáng)弱電隔離及二 級總線驅(qū)動模塊連接，輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊通過終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列 連接接觸器線圈控制端子接入端。上述限位開關(guān)及控制端子陣列，其是限位和過流還有所有的控制信號從輸入端光 耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列輸入，此時(shí)信號電壓值為24V，24V信號并不能直接用于控制器的 處理，所光耦隔離和開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列就起到了高低電壓隔離和電平轉(zhuǎn)換的作用了，轉(zhuǎn)換后 的電壓信號為3. 3V的基準(zhǔn)電壓，信號經(jīng)過EPM240T100C5的分析和處理，再在內(nèi)部用程序進(jìn) 行反饋較驗(yàn)，正確則輸出，錯誤則重新分析，輸出的信號也是3. 3V的基準(zhǔn)信號，驅(qū)動能力很 弱，所以再由總線驅(qū)動器74HC244進(jìn)行驅(qū)動，驅(qū)動后的信號是5V的開關(guān)量信號，再由5V的 開關(guān)量信號驅(qū)動固態(tài)繼電器由固態(tài)繼電器來控制負(fù)載驅(qū)動器，因?yàn)楣虘B(tài)繼電器輸出端電壓 最高可以達(dá)到380V所以固態(tài)繼電器也可接接觸器，也可以直接接變頻器，達(dá)到驅(qū)動種類廣 的目的。整體的控制流程就是強(qiáng)電信號==》變?yōu)殚_關(guān)量信號==》經(jīng)過邏輯處理器處理 較驗(yàn)==》開關(guān)量信號輸出==》二級放大==》終端放大==》驅(qū)動高壓模塊。上述輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列是由多個(gè)單元并聯(lián)組成，輸入端子陣列的 其中一個(gè)單元，其中核心部件為光耦TLP181，它的前置輸入端為24V直流電，后置輸出端為 3. 3V直流電開關(guān)量，其中輸入設(shè)限流電阻，因?yàn)楣怦畹妮斎攵艘彩嵌O管性質(zhì)，24V電壓要 加2K的限流電阻，來保證光耦不被燒掉，分壓電阻與限流電阻分壓連接，又因光耦輸入本 身有一定大小的電阻，所以經(jīng)分壓光耦實(shí)際上得到12V電壓，再經(jīng)限流電阻電流就可以降 到很低。在分壓電阻與限流電阻分壓連接接點(diǎn)連接電源濾波電容和二極管，電源濾波電容 的作用是濾波防止浪涌電壓造成的燒器件，二極管主要是吸收回流的作用，光耦TLP181主 要就是電平轉(zhuǎn)換的作用，光耦TLP181的輸出端和LED之間設(shè)電容，電阻，電容是給開關(guān)電壓 濾波，電阻主要是恒流作用，因?yàn)楣怦畹妮敵龆讼喈?dāng)于是三極管，所以要加一個(gè)恒流電阻， 另一個(gè)方面就是對LED顯示部分的限流作用。整體工作原理是，通電后INPUT端通過外接開關(guān)接地，光耦輸入有信號，輸出導(dǎo)通 原來的IN點(diǎn)的高電平變?yōu)榈碗娖綄⑿盘査腿胂乱患?。上述主控制器的芯片是EPM240 T100C5, EPM240 T100C5是一塊邏輯控制專用芯 片，它主要以時(shí)序邏輯控制為主也可以進(jìn)行時(shí)序邏輯的運(yùn)算和分析，有一百個(gè)管腳，80個(gè)用 戶可用I/O端口，它的優(yōu)點(diǎn)是邏輯信號處理速度快，芯片運(yùn)行穩(wěn)定，供電電壓為3. 3V，為80 個(gè)用戶可用的I/O端口，帶有IN號的都作為輸入端，帶有OUT的都作為輸出端，其中CLK為 外部時(shí)鐘信號輸入，RESET為系統(tǒng)復(fù)位信號，因?yàn)槠鹬貦C(jī)控制系統(tǒng)涉及到的輸入和輸出點(diǎn)數(shù) 比較多，所以占用大量I/O 口，3. 3V開關(guān)量信號輸入，再經(jīng)過程序處理，再輸出3. 3V開關(guān)量信號。EPM240的程序下載口 JTAG，此下載口通用性很強(qiáng)，在很多單片機(jī)和FPGA/CPLD系 統(tǒng)中常見，TDI為數(shù)據(jù)輸入，TDO為數(shù)據(jù)輸出，TCK為時(shí)鐘信號，TMS為模式選擇信號，其通過 BYTEBLASTER從電腦并口下載并編譯程序。EPM240的電源模塊部分，因?yàn)槠溥壿媶卧嫶?，所以電源端口比較多，以便供電充 份，其中VCCINT和GNDINT為中斷電源端口，VCCIO和GNDIO為芯片幾組I/O 口的供電端口。為給芯片提供時(shí)鐘信號的四腳晶振，由于系統(tǒng)所用時(shí)序電路不是很多，而且要求 分頻，用來做起重機(jī)的延時(shí)功能的應(yīng)用，也就代替起重機(jī)的延時(shí)頭的作用，EPM240T100C5的 管腳都可以做時(shí)鐘輸入，只需要自已定義即可。EPM240T100C5的電源供電模塊，因?yàn)椴捎?. 3V供電，新一代MAXPLUS II系列CPLD 的功耗更低，整體板子供電電壓為24V的直流電，但是總線驅(qū)動器的供電電壓為5V，CPLD的 供電電壓為3. 3V，所以要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，LMl 117-3. 3芯片是5V電壓轉(zhuǎn)換為3. 3V低壓差穩(wěn) 壓芯片，其中M7作用是防止電壓反向的保護(hù)二極管，C96，是電源濾波電容，C97是防止浪涌 電壓而使啟使電壓平緩的電容，其輸出端的兩個(gè)電容C73和C74同樣針對后置芯片同樣的 作用。24V-5V的電壓轉(zhuǎn)換模塊LM2576-5. 0的接線方法，輸入為24V直流電，0N-/0FF接 地代表芯片工作，輸出端接采用100UH的電感來防止電壓的波動變化對芯片造成不良影 響，二極管D37防止電源剛剛接通時(shí)由于電感的作用而使地受動干擾，C75和C76都是防止 毛刺電壓對芯片造成損壞。由于此系統(tǒng)用于工業(yè)控制，所以純凈的電源是非常重要的，而且對于一個(gè)弱電控 制系統(tǒng)來說，最容易受的干擾就是電磁干擾，而一般來說對控制系統(tǒng)造成致命的干擾就是 電源干擾，所以為了提高系統(tǒng)的對電磁干擾的防御力，每個(gè)級別電源部分都加一系列的抗 高頻濾波電容，還有防毛刺電壓的電解電容。總線驅(qū)動陣列的其中一塊，74LS244是8位總線驅(qū)動芯片，因?yàn)镋PM240T100C5的 供電電壓和輸入輸出電壓都是3. 3V并不能直接驅(qū)動固態(tài)繼電器動作，所以中間要加一個(gè) 常用的驅(qū)動芯片來驅(qū)動固態(tài)繼電器，74LS244是常見的驅(qū)動芯片，不過74LS244是單向驅(qū)動 器，74LS245是雙向驅(qū)動器，不過74LS244在PCB布線時(shí)不是很容易布線。上述輸出端子顯示部分，每一個(gè)輸出端子輸出有信號時(shí)LED燈都會亮起，這樣便 于觀察和檢查各部分的運(yùn)行狀況。按二極管正常導(dǎo)通2-5MA的電流，因?yàn)楣╇婋妷簽?V，所 以加了 IK的限流電阻，來點(diǎn)亮二極管。上述固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列，驅(qū)動電壓為5V，輸出電壓為220V/380V 2A兩個(gè)等級， 用它來驅(qū)動接觸器或變頻器的控制點(diǎn)，固態(tài)繼電器的優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械觸點(diǎn)，操作頻率高，控制 電壓低，體積小，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，適合作反復(fù)性操作，信號從5V的總線驅(qū)動器出來直接驅(qū)動 固態(tài)繼電器.整體限位和過流信號還有起重機(jī)運(yùn)動控制的按鍵信號是以開關(guān)量信號形式從輸 入端子并行傳輸至光耦，通過其處理之后以標(biāo)準(zhǔn)3. 3V開關(guān)信號送到CPLDEPM240T100C5的 內(nèi)部，通過寫入的程序進(jìn)行分析和處理，處理后的數(shù)據(jù)以3. 3V數(shù)字信號形式送到總線驅(qū)動 器，經(jīng)過其驅(qū)動之后再由驅(qū)動器輸出5V開關(guān)量來驅(qū)動固態(tài)繼電器動作，對了一臺起重機(jī)所 有的運(yùn)行機(jī)構(gòu)的控制都可以用一個(gè)Smart-ccl (產(chǎn)品名)來完成，再完成這個(gè)產(chǎn)品的制作
5后，下一代還會集成超載限制器模擬信號分析模塊，還會更加的節(jié)約成本，若還有需要，還 會集成微型顯示器用來顯示操作次數(shù)，故障報(bào)錯，和起重量的大小。讓起重機(jī)更模塊化，智 能化，生產(chǎn)也更系統(tǒng)化。上述終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列是雙向可控硅驅(qū)動型光耦陣列，接觸器線圈控制端 子接入端是雙向可控硅陣列。本實(shí)用新型效果和優(yōu)點(diǎn)如下通過和傳統(tǒng)的電氣柜的制作相比，可歸納此控制器有以下一些優(yōu)點(diǎn)1、邏輯控制部分集成到控制器內(nèi)部，省去接線人員按原理圖接線的辛苦，同時(shí)也 縮短控制柜制造時(shí)間；2、成本低，由于控制邏輯都集成到此控制器之中，所以中間繼電器，時(shí)間繼電器可 省掉，同時(shí)也可以省掉零亂的邏輯接線；3、接線方式簡單，各個(gè)接觸器的所對應(yīng)端子都相應(yīng)標(biāo)出.更加直觀；4、功耗低，弱電控制部分都采用3.3V電源供電，輸入部分由于距離較長可采用 24V供電；5、微控制器運(yùn)行進(jìn)是無聲的，也不會有振動，因此不會對其它元件造成沖擊；6、便于檢修，板子出問題就直接換掉，檢修效率高；7、系列化生產(chǎn)、各系列板子只要通過程序改變即可改變控制方式，若大批量生產(chǎn)， 板子成本就會降得更低，也不用擔(dān)心壓貨，因?yàn)槌杀镜?，體積小，每個(gè)系列里都通用.采購 簡單，現(xiàn)在的對電氣元件的采購都是由設(shè)計(jì)人員首先設(shè)計(jì)圖紙，除了對主接觸器的采購以 外，還需要對組成邏輯控制部分的各個(gè)元件進(jìn)行采購，若采用此控制器則只需對各運(yùn)行機(jī) 構(gòu)接觸器和限位開關(guān)進(jìn)行采購即可，可減少采購和設(shè)計(jì)的出錯率；8、在柜里外部安裝指示燈，用來顯示各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，這樣可以讓使用者更直 觀地觀察到起重機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，若出現(xiàn)故障，使用者也可以直觀地觀測到哪里出的問題，不 必有問題我們就得去檢修，同時(shí)節(jié)約了我們的人員開支和路費(fèi)開支；9、壽命長無機(jī)械壽命，因?yàn)闆]有觸點(diǎn)，所以就沒有機(jī)械損耗，所以如果不是電壓 電流過大燒掉，其它基本上是沒有問題的；10、運(yùn)行，電壓等級低，容易滿足運(yùn)行條件，會出現(xiàn)像繼電器一樣的抽觸；11、動可以用程序?qū)崿F(xiàn)，減少大批量的中繼器和時(shí)間繼電器，還有零亂的接線；12、重要的一點(diǎn)就是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)的同時(shí)加一些保護(hù)程序和硬件保 護(hù)，樣可以減少其運(yùn)行時(shí)的出錯率。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)運(yùn)行的原理的方框圖；圖2是輸入陣列；圖3是主控制器芯片EPM240T100C5 ；圖4為EPM240的程序下載口 JTAG ；圖5為EPM240的電源模塊部分；圖6所示為給芯片提供時(shí)鐘信號的四腳晶振；圖7所示，這是EPM240T100C5的電源供電模塊；[0051]圖8所示的就是24V-5V的電壓轉(zhuǎn)換模塊LM2576-5. 0的接線方法；圖9為總線驅(qū)動陣列的其中一塊；圖10是輸出端子顯示部分；圖11為固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明如1所示，起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其包括限位開關(guān)及控制端子陣列、輸入端光耦隔 離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列、核心邏輯控制器、控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、輸出強(qiáng)弱電隔 離及二級總線驅(qū)動模塊、終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列、接觸器線圈控制端子接入端；限位開 關(guān)及控制端子陣列通過輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列連接核心邏輯控制器，核心邏輯 控制器分別與控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊連 接，控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊與輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊連接，輸出 強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊通過終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列連接接觸器線圈控制端子 接入端。如圖2所示，限位開關(guān)及控制端子陣列，其是限位和過流還有所有的控制信號從 輸入端子陣列輸入，此時(shí)信號電壓值為24V，24V信號并不能直接用于控制器的處理，所光 耦隔離和開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列就起到了高低電壓隔離和電平轉(zhuǎn)換的作用了，轉(zhuǎn)換后的電壓信號 為3. 3V的基準(zhǔn)電壓，信號經(jīng)過EPM240T100C5的分析和處理，再在內(nèi)部用程序進(jìn)行反饋較 驗(yàn)，正確則輸出，錯誤則重新分析，輸出的信號也是3. 3V的基準(zhǔn)信號，驅(qū)動能力很弱，所以 再由總線驅(qū)動器74HC244進(jìn)行驅(qū)動，驅(qū)動后的信號是5V的開關(guān)量信號，再由5V的開關(guān)量信 號驅(qū)動固態(tài)繼電器由固態(tài)繼電器來控制負(fù)載驅(qū)動器，因?yàn)楣虘B(tài)繼電器輸出端電壓最高可以 達(dá)到380V所以固態(tài)繼電器也可接接觸器，也可以直接接變頻器，達(dá)到驅(qū)動種類廣的目的。整體的控制流程就是強(qiáng)電信號==》變?yōu)殚_關(guān)量信號==》經(jīng)過邏輯處理器處理 較驗(yàn)==》開關(guān)量信號輸出==》二級放大==》終端放大==》驅(qū)動高壓模塊。如圖2所示，輸入端子陣列是由多個(gè)單元并聯(lián)組成，輸入端子陣列的其中一個(gè)單 元，其中核心部件為光耦TLP181，它的前置輸入端為24V直流電，后置輸出端為3. 3V直流電 開關(guān)量，其中1號箭頭所指的是輸入的限流電阻，因?yàn)楣怦畹妮斎攵艘彩嵌O管性質(zhì)，24V 電壓要加2K的限流電阻，來保證光耦不被燒掉，2號箭頭所指電阻是分壓電阻，它與1號電 阻分壓，又因光耦輸入本身有一定大小的電阻，所以經(jīng)分壓光耦實(shí)際上得到12V電壓，再經(jīng) 限流電阻電流就可以降到很低。再先介紹四號電容，四號電容104即0. IUF的電源濾波電 容，它的作用是濾波防止浪涌電壓造成的燒器件，3號二極管主要是吸收回流的作用，5號 光耦TLP181主要就是電平轉(zhuǎn)換的作用，6號電容104是給3. 3V開關(guān)電壓濾波，7號電阻，主 要是恒流作用，因?yàn)楣怦畹妮敵龆讼喈?dāng)于是三極管，所以要加一個(gè)恒流電阻，另一個(gè)方面就 是8號LED顯示部分的限流作用。整體工作原理是，通電后INPUT端通過外接開關(guān)接地，光耦輸入有信號，輸出導(dǎo)通 原來的IN點(diǎn)的高電平變?yōu)榈碗娖綄⑿盘査腿胂乱患?。如圖3所示，主控制器的芯片是EPM240 T100C5, EPM240 T100C5是一塊邏輯控 制專用芯片，它主要以時(shí)序邏輯控制為主也可以進(jìn)行時(shí)序邏輯的運(yùn)算和分析，有一百個(gè)管
7腳，80個(gè)用戶可用I/O端口，它的優(yōu)點(diǎn)是邏輯信號處理速度快，芯片運(yùn)行穩(wěn)定，供電電壓為 3. 3V，為80個(gè)用戶可用的I/O端口，帶有IN號的都作為輸入端，帶有OUT的都作為輸出端， 其中CLK為外部時(shí)鐘信號輸入，RESET為系統(tǒng)復(fù)位信號，因?yàn)槠鹬貦C(jī)控制系統(tǒng)涉及到的輸入 和輸出點(diǎn)數(shù)比較多，所以占用大量I/O 口，3. 3V開關(guān)量信號輸入，再經(jīng)過程序處理，再輸出 3. 3V開關(guān)量信號。如圖4所示，EPM240的程序下載口 JTAG，此下載口通用性很強(qiáng)，在很多單片機(jī)和 FPGA/CPLD系統(tǒng)中常見，TDI為數(shù)據(jù)輸入，TDO為數(shù)據(jù)輸出，TCK為時(shí)鐘信號，TMS為模式選擇 信號，其通過BYTEBLASTER從電腦并口下載并編譯程序。如圖5、6所示，EPM240的電源模塊部分，因?yàn)槠溥壿媶卧嫶螅噪娫炊丝诒容^ 多，以便供電充份，其中VCCINT和GNDINT為中斷電源端口，VCCIO和GNDIO為芯片幾組I/ 0 口的供電端口。為給芯片提供時(shí)鐘信號的四腳晶振，由于系統(tǒng)所用時(shí)序電路不是很多，而且要求 分頻，用來做起重機(jī)的延時(shí)功能的應(yīng)用，也就代替起重機(jī)的延時(shí)頭的作用，EPM240T100C5的 管腳都可以做時(shí)鐘輸入，只需要自己定義即可。EPM240T100C5的電源供電模塊，因?yàn)椴捎?. 3V供電，新一代MAXPLUS II系列CPLD 的功耗更低，整體板子供電電壓為24V的直流電，但是總線驅(qū)動器的供電電壓為5V，CPLD的 供電電壓為3. 3V，所以要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，LMl 117-3. 3芯片是5V電壓轉(zhuǎn)換為3. 3V低壓差穩(wěn) 壓芯片，其中M7作用是防止電壓反向的保護(hù)二極管，C96是電源濾波電容，C97是防止浪涌 電壓而使啟使電壓平緩的電容，其輸出端的兩個(gè)電容C73和C74同樣針對后置芯片同樣的 作用。24V-5V的電壓轉(zhuǎn)換模塊LM2576-5. 0的接線方法，輸入為24V直流電，0N-/0FF接 地代表芯片工作，輸出端接采用100UH的電感來防止電壓的波動變化對芯片造成不良影 響，二極管D37防止電源剛剛接通時(shí)由于電感的作用而使地受動干擾，C75和C76都是防止 毛刺電壓對芯片造成損壞。如圖7所示，由于此系統(tǒng)用于工業(yè)控制，所以純凈的電源是非常重要的，而且對于 一個(gè)弱電控制系統(tǒng)來說，最容易受的干擾就是電磁干擾，而一般來說對控制系統(tǒng)造成致命 的干擾就是電源干擾，所以為了提高系統(tǒng)的對電磁干擾的防御力，每個(gè)級別電源部分都加 一系列的抗高頻濾波電容，還有防毛刺電壓的電解電容。如圖8所示，總線驅(qū)動陣列的其中一塊，74LS244是8位總線驅(qū)動芯片，因?yàn)?EPM240T100C5的供電電壓和輸入輸出電壓都是3. 3V并不能直接驅(qū)動固態(tài)繼電器動作， 所以中間要加一個(gè)常用的驅(qū)動芯片來驅(qū)動固態(tài)繼電器，74LS244是常見的驅(qū)動芯片，不過 74LS244是單向驅(qū)動器，74LS245是雙向驅(qū)動器，不過74LS244在PCB布線時(shí)不是很容易布線。如圖9所示，輸出端子顯示部分，每一個(gè)輸出端子輸出有信號時(shí)LED燈都會亮起， 這樣便于觀察和檢查各部分的運(yùn)行狀況。按二極管正常導(dǎo)通2-5MA的電流，因?yàn)楣╇婋妷?為5V，所以加了 IK的限流電阻，來點(diǎn)亮二極管。如圖10所示，固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列，驅(qū)動電壓為5V，輸出電壓為220V/380V2A兩 個(gè)等級，用它來驅(qū)動接觸器或變頻器的控制點(diǎn)，固態(tài)繼電器的優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械觸點(diǎn)，操作頻率 高，控制電壓低，體積小，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，適合作反復(fù)性操作，信號從5V的總線驅(qū)動器出來直接驅(qū)動固態(tài)繼電器.如圖11所示，整體限位和過流信號還有起重機(jī)運(yùn)動控制的按鍵信號是以開關(guān)量 信號形式從輸入端子并行傳輸至光耦，通過其處理之后以標(biāo)準(zhǔn)3. 3V開關(guān)信號送到CPLD EPM240T100C5的內(nèi)部，通過寫入的程序進(jìn)行分析和處理，處理后的數(shù)據(jù)以3. 3V數(shù)字信號形 式送到總線驅(qū)動器，經(jīng)過其驅(qū)動之后再由驅(qū)動器輸出5V開關(guān)量來驅(qū)動固態(tài)繼電器動作，對 了一臺起重機(jī)所有的運(yùn)行機(jī)構(gòu)的控制都可以用一個(gè)Smart-ccl (產(chǎn)品名)來完成，再完成這 個(gè)產(chǎn)品的制作后，下一代還會集成超載限制器模擬信號分析模塊，還會更加的節(jié)約成本，若 還有需要，還會集成微型顯示器用來顯示操作次數(shù)，故障報(bào)錯，和起重量的大小。讓起重機(jī) 更模塊化，智能化，生產(chǎn)也更系統(tǒng)化。本實(shí)用新型的目的，特征及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖作進(jìn)一步的說明。通過 實(shí)施例將有助于理解本實(shí)用新型，但不限制本實(shí)用新型的內(nèi)容。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能 從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于包括限位開關(guān)及控制端子陣列、輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列、核心邏輯控制器、控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊、終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列、接觸器線圈控制端子接入端；限位開關(guān)及控制端子陣列通過輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列連接核心邏輯控制器，核心邏輯控制器分別與控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊連接，控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊與輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊連接，輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊通過終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列連接接觸器線圈控制端子接入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于主控制器的芯片是EPM240 T100C5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于輸入端光耦隔離及開關(guān) 量轉(zhuǎn)換陣列是由多個(gè)單元并聯(lián)組成，輸入端子陣列的其中一個(gè)單元，其中核心部件為光耦 TLP181，它的前置輸入端為24V直流電，后置輸出端為3. 3V直流電開關(guān)量，其中輸入設(shè)限流 電阻，在分壓電阻與限流電阻分壓連接接點(diǎn)連接電源濾波電容和二極管并連接光耦TLP181 的輸入端，光耦TLP181的輸出端和LED之間設(shè)電容、電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列，驅(qū) 動電壓為5V，輸出電壓為220V/380V 2A兩個(gè)等級，用它來驅(qū)動接觸器或變頻器的控制點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于電源供電模塊是 EPM240T100C5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列 是雙向可控硅驅(qū)動型光耦陣列，接觸器線圈控制端子接入端是雙向可控硅陣列。
專利摘要本實(shí)用新型涉及起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其包括限位開關(guān)及控制端子陣列、輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列、核心邏輯控制器、控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、二級總線驅(qū)動模塊、雙向可控硅驅(qū)動型光耦陣列、雙向可控硅陣列、控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、通迅模塊、顯示代碼模塊；限位開關(guān)及控制端子陣列通過輸入端光耦隔離及開關(guān)量轉(zhuǎn)換陣列連接核心邏輯控制器，核心邏輯控制器分別與控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊、輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊連接，控制器內(nèi)部輸出反饋信號轉(zhuǎn)換模塊與輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊連接，輸出強(qiáng)弱電隔離及二級總線驅(qū)動模塊通過終端固態(tài)繼電器驅(qū)動陣列連接接觸器線圈控制端子接入端。
文檔編號B66C13/22GK201670660SQ20102017521
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者王磊 申請人:杭州起重機(jī)械有限公司