单片机在起重机力矩限制器中的应用
基于单片机制作的起重量限制器 课程设计报告
课程设计报告项目名称：基于单片机制作的起重量限制器所属课程：智能仪器设计设计日期：班级学号姓名指导教师成绩课程设计报告说明一、写报告前，请认真阅读《课程设计报告说明》。
二、打印装订要求1、一律用A4纸，双面打印，并左侧装订，一式1份，并同时上交电子版（电子版上传邮箱123244441@）。
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2、课程设计概述部分占一页；课程设计内容长度根据实际需要填写；结论和指导教师评语及成绩单独占一页。
保证打印格式工整。
三、报告内容要求1、课程设计目的结合实际自己写，不要雷同2、课程设计要求按下发的设计题目写3、课程设计原理简要说明所完成课程设计项目所涉及的理论知识4、课程设计内容这是课程设计报告极其重要的内容。
概括整个课程设计过程。
（最好在上述内容基础上画出相应的流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字进行说明。
）一、课程设计概述1、课程设计目的用所学知识结合实际基于单片机制作起重量限制器，核心处理器是C8051F340单片机，传感器采用拉力传感器。
系统只需要外界220V电源，实现了最大量程20T和运行、密码、检测、零点、标定、额重、超载的设定、报警及控制等功能。
2、课程设计要求1) 按键：功能之间的切换、数码管间切换、调节增加、调节减小。
2) 数码管：4位数码管所有数据都保留小数点后一位。
3) 量程：安全量程是最大量程的90%，预警量程是最大量程的100%，超载量程是最大量程的105%；最大量程20T。
4) 功能：运行、密码、检测、零点、标定、额重、超载。
5) 界面：（1）运行界面：正常运行。
（2）输入密码。
（3）进行AD采样。
（4）显示所测重量。
（5）判断是否有预警 /超重6) 灯：运行、预警、继电器的控制。
7) 喇叭：报警频率不一样。
3、课程设计原理（1）单片机的管脚与对应外部电路的连接，利用单片机处理输入输出数据。
（2）拉力传感器的使用，通过处理电路将信号转换成单片机可以处理的信号。
基于单片机的起重机安全控制系统
基于单片机的起重机安全控制系统
李剑飞;徐邦荃
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】本文介绍了以８９Ｃ２０５１为核心，利用一些新型的串口芯片构成的力矩限制器，用来控制起重机的安全运行，并给出了数据采集和控制部分的接口电路和部分芯片编程方法。
【总页数】5页(P1-4,10)
【作者】李剑飞;徐邦荃
【作者单位】华中理工大学自动控制系;华中理工大学自动控制系
【正文语种】中文
【中图分类】TH213.03
【相关文献】
1.基于单片机和压力传感器的塔式起重机顶升机构平衡控制系统设计 [J], 谢裕民
2.基于STC12C5AxxS2单片机的起重机调压调速控制系统设计 [J], 郑丽
3.基于AT89C52单片机的起重机经济型控制系统的设计 [J], 田安峰
4.基于单片机的家居安全控制系统 [J], 王篮仪;罗通
5.基于单片机的全自动智能安全门控制系统 [J], 周迎勤
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利用AT89C51设计塔式起重机力矩限制器
制器系 统是一 种利 用 压 力 传感 器 、 片 机 及 执行 机 单 构 对起 重力矩 进行 测 量 的智 能 化设 备 ， 具 备超 限 并 报 警 、 制等功 能 ， 能实 现诸 多工作 参数 的数 字化 控 还
输 出的微弱 电压 信 号 转 换 成 ４—２ 电流 信 号 。 ０ｍＡ
该 电流信 号传 送到 主控 制器 后 ， 用 Ｔ 公 司 的专 用 选 Ｉ
芯 片 Ｒ 放 大 Ｃ ４０
器， 还有一 个 精密 的基 准 电压 器 ， ｌ 的基 准 电 即 ０Ｖ
下降和减小幅度方 向的运动； 当起重力矩大于相应
工 况下 额定值 的 １０ 时 ， １％ 系统 立 即切 断 工 作 电源 。
使单 片机避开 了复杂费时的数学运算 ， 可大大提高
程序 的运 行速 度 。
Ｌ Ｄ显示 器 显 示 工 作 幅 度 以 及 起 重 力 矩 等 信 息 。 Ｅ 实 时数据 记录 芯片 记录非 正常状 态 下的力 矩值 等相 关 数据 。开关 量 是 指风 速 、 重 速 度 等 。看 门狗 电 起 路保 证 系统软 件 的可靠运 行 。
蒋晓玲等 ： 利用 Ａ ８ Ｃ １ 计塔式起 重机 力矩限制 器 Ｔ９ ５ 设
传感 器检 测并 经放 大 处理后 送 Ａ Ｄ转 换 器 ， ／ 采用 单 片 Ａ Ｄ多 路信 号 分 时 转 换 的方 法 以简 化 设 计 并 降 ／ 低 成本 。起 重量 采 用 桥 式 压 力传 感 器 检测 ， 其输 出
角 度 、 作 幅 度 信 号 转换 为数 字 量 ， Ｔ ９ ５ 工 Ａ ８ Ｃ １根 据
基于AT89C52单片机的起重机力矩限制器
（ 青岛科技大学机 电工程学院 ， 山东青岛 ２ ６６ ） ６ ０ １
摘要 ： 力矩限制器能够保证起 重机更安 全、 可靠地工作 ， 避免超 载事故的发 生。介 绍 了一种 以 Ａ ８Ｃ ２ 片机为核 Ｔ９ ５ 单
心 的起重机 力矩 限制 器的工作原理 、 硬件电路 组成及软件设计方法。 系统中的 Ｖ Ｉ ／ 转换 电路 可以有效提 高微 弱 电压信号 在 恶劣工作 环境 中进行远距 离传输的抗 干扰性 ， 高了系统的精度和可靠性 。该 力矩限制器硬件 结构简单 ， 提 安全 可靠， 具
ｓｇ ａｓｗｈｃ ａ ｅａ ｌｎ —ｉｔｎ ｅｔａ ｓ ｓｉ ｎｉ ｏ ｒｅ ｖｒｎ ｎ ，ｔ ｅｅｏ ｅ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔｅ ｓ ｓｅ Ｓａ ｃ ｒｃ ｎ ｅｉｂ ｌ ｙ ｔ ａ ｉｎ ｌ ｉｈ ｈ ｖ ｇ ｄ ｓａ ｃ ｒｎ ｍｉｓｏ ｎ ｐ ｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｈ ｒ ｆｒ ｎ ａ ｃ ｙ ｔ ｍ， ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｒ ｌ ｉ ｔ ．Ｉ ｈ ｓ ｏ ｈ ａ ｉ ｓｍｐ ｅ ｈ ｒ ｗａｅ ｃ ｒｕ ｔ ｇ ｏ ａ ｅｙａ ｄ ｃ ｎ ｗ ｒ ｅｉｂ ｙ ｈ ｓ ｙ ｔｍ ａ ｈ ｎ ｔ ｎ ｆ ｖ ｒ ａ ｒ ｔｃｉ ｇ ａａ ｍｉ ｇ ａ ｄ ｂ ａ ｉ ｌ ａ ｄ ｒ ｉｃ ｉ ， ｏ ｄ ｓ ｆｔ ｎ ａ ｏ ｋ ｒ ｌ ｌ．Ｔ ｉ ｓｅ ｈ ｓｔ ｅｆ ｃｉ ｓｏ ｅ ｌ ｄ ｐ ｏｅ ｔ ａ ｓ ｕ ｏ ｏ ｏ ｎ ｌｒ ｎ ｎ ｒ—
致 吊臂折断甚 至整机倾 覆等恶性 事故 ，因此 ，在起 重机 上安 装灵敏 可靠 的力 矩 限制器 是必 不可少 的 安全 防范措 施之 一。
，
ｋｎ ｉｇ，ｐ ｒ ｍｅｅ ｅｔ ｇ ｅ ｌｔ ｉｐ ａ ｉ ｇ ａ ｄ ｒｃ ｒ ｉ ｇ ｍｕ ｔ ｗ ｒ ａ ａ ｔｒ ． Ｉ ｉ ｅｉ ｂｅ ｓ ｆｔ ｒ ｔｃ ｉｎ ｄ ｖ ｃ ｏ ａ ａ ｔｒ ｓ ｔ ｎ ，ｒ ａ— ｍｅ ｄ ｓ ｌ ｙｎ ｅ ｏ ｄｎ ｌ — ｏ ｋ ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ｔ ｓ ａ ｒ ｌ ｌ ａｅｙ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｉ ｅ ｆ ｒ ｉ ｉ ｎ ｉ ａ ｏ
单片机力矩限制器的研制
序和功能子程序组成，主要通过中断服务程序实现多功能的实 时处理。系统软件主流程图如图 ! 所示。
"
结束语 本系统在设计时采取了一些新技术和方法，特别是在起重
量检测中微弱信号的抗干扰处理， 可供借鉴与参考。 该系统作为 起重机安全保护装置， 具有抗干扰能力强、 功能强、 体积小、 操作 方便等特点，多个参数显示及超载限动报警保护使操作人员能 及时了解起重机的工作情况， 提高了工作效率， 有效地预防了事 故的发生。
（D=* ） 期间， 3 月 $! 日第四届国际现场总线 与 工 业 自 动 化 仪 表 展 览 会 7-( 基 金 会 专 题 举 办 了 !""# 年 首 次 7-( 技 术 交 流 会 。 北京华富、 美国 I=、 浙大中控、 西门子公司的代表参加会议并与来宾进行了交流。 浙大中控和北 7-( 中国促进会成员单位 5EF2G1H、 京华富作为 7-( 中国本地公司的代表展示了 7-( 在中国的应用实例， 包括实时监控、 大型全厂级综合自动化、 电厂信息系统、 实时 数据库、 无线 7-( 解决方案、 先进优化控制、 天然气流量计算、 阐 述 了 7-( 作 为 一 种 软 总 线 技 J*6+ 设 备 管 理 等 各 种 实 例 的 展 示 ， 术在数据交互、 多现场总线异构系统集成等方面给工控领域带来实实在在的好处。 非盈利的国际组织， 包括了世界上大多数知名的设备制造厂家 7-( 基金会是一个独立、 7-( 基金会成员数已经超 过 >"" 家 ， 和工业控制软件供应商。 7-( 基金会的目标是制订一套针对于控制对象和设备的公共接口标准 K 它可以让任何 7-( 客户机去请 求和获取 7-( 服务器的数据。 7-( 客户机和服务器可以是任何厂商的任何产品 K 通过这种方式 K 繁杂的各类设备驱动程序问题可 国内已有多家企业、 高校和研究机构加入 7-( 基金会如浙江中控科技集团有限公司、 以消除 K 同时实现数据传输的高效性。目前， 北京华控技术有限公司、 北京华富惠通技术有限公司、 北京中瑞态科技有限公司、 浙江大学、 重庆大学等。 万方数据
单片机在工程机械上的应用 电气自动化论文
单片机在工程机械上的应用王延滨1王鑫21.黑龙江省齐齐哈尔农业机械化学校；2.沈阳市齐威电力电子技术有限公司[摘要]随着电气时代的来临，单片机的应用领域已十分广泛，早已深深地融入工农业生产中的各个环节。
本文提出了一种工程机械燃油防盗系统。
该系统由单片机STC12C5A60S2、流量传感器FT-110、TTLUSB模块、GSM模块TC35i和继电器组成。
可以实现燃油流量的自动检测、流量异常切断燃油供应并短信报警、远程短信控制并且提供USB端口设置系统参数等主要功能。
[关键词]单片机继电器控制原理应用引言目前我国仍然处于社会主义基础建设的初期，对工程机械的需求量很大。
工程机械的一个特点是燃油消耗量较大，例如常见的挖掘机当开70%的油门空转时油耗是15L/t，但一般工况作业时油耗是20L/t，挖掘硬土时油耗是30 L/t。
按当前油价计算，每小时要消耗180元的柴油。
因此，在目前能源大量消耗的背景下，防止工程机械使用中柴油的浪费以及人为盗窃，已经成为工业建设中的首要问题。
1系统组成硬件1.1单片机单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。
MCS-51系列或其兼容的单片机仍是美国INTEL公司于1980年推出的产品，于MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品。
STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,比其速度快8～12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,双UART，2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，可以用于工程上强干扰场合。
最高频率35MHz。
内置1024字节RAM及60K字节的flash存储器，其中flash存储器中非程序区可以用作EEPROM，可以掉电保存数据。
塔机力矩限制器的设计
塔机力矩限制器的设计孙文迁前言：力矩限制器是塔式起重机上重要的安全保护装置，用于防止塔机因起重力矩超载而导致塔机产生重大安全事故。
目前，市场上应用较多的是安装于塔帽受力主肢上的弓板式力矩限制器。
由于弓板式力矩限制器灵敏度较低，不能准确反映出塔机当时起升重量和吊重的幅度。
本文针对目前塔机实际使用中发现的一些问题，设计了一种新型力矩限制器，利用先进的检测传感器直接对塔机的起重量和小车幅度进行检测，并利用单片机技术实现塔机起重量和变幅幅度的直接显示和存储。
从而提高塔机安全操作的数字化程度。
由于检测数据的非易失性，使力矩限制器真正成为塔机的“黑匣子”。
1．力矩限制器工作原理塔式起重机起重力矩曲线的数学公式为：M=P·x式中：P—幅度为X时相对应的额定起重量（包括吊具系统重量），单位:KNX—吊重至吊臂根部铰点的距离，单位:mM—额定起重力矩（常数），单位：KN·m。
由上式可知：通过对吊重P和幅度x的准确测量，二者的乘积即为起重力矩。
通过与额定力矩曲线比较，对塔机的起升和变幅进行控制。
2．参数检测2.1塔机吊重的检测：通过对塔机结构及吊重受力分析，测力点选在吊臂前端起重钢丝绳固定点，在钢丝绳和固定点之间安装一拉力传感器。
吊重由吊钩滑轮组变换倍距通过钢丝绳将力传到传感器上。
因此，通过选用合适精度的传感器即可准确的测量出塔机的起升重量。
2.2塔机吊重幅度的检测：由塔机结构可知，变幅小车由缠绕在变幅卷扬机卷筒上的钢丝绳拖动，通过卷扬机的转动，带动变幅小车沿塔臂前后移动。
因此，通过在卷扬机同轴端安装一个旋转编码器，随着卷扬机的转动，编码器输出一组与变幅小车移动距离成正比的脉冲。
通过对脉冲数的测量，即可确定变幅小车即吊点距塔臂根部铰点的距离x。
测量精度可以根据控制要求选定编码器的额定输出脉冲数。
设卷筒直径为d（单位:m），编码器每转输出脉冲数为n，则变幅小车距塔臂根部铰点的距离x= ·d·a/n式中：a为实测脉冲数。
单片机在臂架型起重机力矩限制器上的应用
单片机在臂架型起重机力矩限制器上的应用
梁桂航;于京诺;宋进桂;李栋
【期刊名称】《工程机械》
【年(卷),期】2007(038)009
【摘要】起重机作为大型起重运输机械,如果操作不当,可能导致起重机侧倾甚至倾覆等事故,为了防止起重机倾覆事故的发生,国家规定使用16 t以上的起重机必须安装力矩限制器.运用80C196KC16位单片机研制臂架型起重机力矩限制器,包括硬件电路和软件的设计.所研制的臂架型力矩限制器能够实时监测起重机械的起重力矩数据,将超载工况下的工作参数以及相对应的时间数据实时存储,并且在断电的状态下存储的数据不会丢失,同时能够发出声光报警;通过监控力矩开关信号,判断力矩是否继续增加,自动控制起重机的液压系统,使起重机停止起重作业.利用电子技术、传感测试技术等方面的成果,在不改变该力矩限制器硬件的基础上,修改软件参数,可运用于不同型号的起重机械.
【总页数】4页(P6-9)
【作者】梁桂航;于京诺;宋进桂;李栋
【作者单位】鲁东大学交通学院;鲁东大学交通学院;鲁东大学交通学院;鲁东大学交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH2
【相关文献】
1.基于Workbench的某型门座起重机臂架优化
2.SOC(特种)型海事起重机桁架式臂架强度与稳定性分析
3.FZQ2000Z型动臂塔式起重机臂架改进分析研究
4.单臂架齿条变幅门座起重机与四连杆门座起重机的比较与应用
5.某型门座起重机臂架根部变形原因分析及维修方案设计
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起重机力矩限制器单片机控制系统分析
起重机力矩限制器单片机控制系统分析作者：许德良马忠海来源：《中国教育技术装备》2011年第30期摘要介绍起重机力矩限制器的工作原理，利用AT89C52单片机设计起重机力矩限制器控制系统。
关键词力矩限制器；控制系统；单片机中图分类号：TP368.1 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)30-0106-02Crane Torque Limiter Chip Control System Analysis//Xu Deliang1, Ma Zhonghai2Abstract The torque limiter works crane, crane using AT89C52 microcontroller design torque limiter control system.Key words torque limiter works; control system; computer on a chipAuthor’s address1 Fushun Vocational and Technical College, Fushun, Liaoning, China 1130062 Fushun Excavator Manufacturing Co., Ltd., Fushun, Liaoning, China 1130061 前言起重机是一种蕴含多种危险因素的大型机电设备，操作不当或超载，容易引起倾覆、折臂等事故，不论是对现场作业人员，还是对起吊对象以及起重机本身，危害都很大。
力矩限制器就是防止这类事故的重要安全设备。
力矩限制器是一种起重机操作辅助装置，当起重机出现可能会给机器及人身造成伤害的过载情况时，它会给起重机操作者发出警告，保证起重机更安全、可靠地工作。
2 力矩限制器工作原理根据工作前设定的机械状态参数和工作中检测到的机械状态参数，检索出预存在存贮器内的机械当前状态下允许的最大的载荷，以此为标准，将检测到的实际载荷与其比较，从而判定机械的工作状态是否安全。
多功能起重机力矩限制器设计
于报警的设置 ， 本系统当起重机实 际起重量大于 或等于 ９％ ０
２０ ０ ７年上 半 年， 工程起 重机 行业 利润总 额 同 比增 长 １ ５ ，产品销 售收入 同 比增 长 ５ ％ ０％ ６ ，工业增 加值 同比增长 ５％ ４ 。然而， 起重机也是一 种蕴 藏危险因素较 多， 事故发生几 率较大 的工程机械， 国内外每年都发生大量因起重机作业造 成 的设备损坏甚至人身伤亡事 故。 任何起 重机都有其最大安 全载荷 限度， 超过这个 限度， 轻则对设备部件造成损坏， 重则 发生整车倾覆的恶性事故 。因此， 必须 控制起重机在安全 限 度 内工作 。 在这种条件下， 具有 载荷 、 力矩 限制功能的起重机 力矩限制器 应运 而生 。 起 重机力矩 限制器主要是以起重力矩作为监测的核心 。 起 重机力矩 限制器是一种重要的起 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
９ ０％ ｒａ ｄ ｔｅ ｌｉ ｔｅ ｌｏ ｄ． Ｔ ｓ ｅｓ ｇｎ ａ ｉ ｐ ｆ ｄ ａ ｈｉ ｄ ｉ ｃ ｎ ｍ ｒｏｖ ｔ ｓａ ｔｙ ｅ ｈｅ ｆｅ ｍｏ ｔ ａｎ ｒｅ ｃｅ ｎｉ ｏｒ ｄ ｄｕ ｔｈ ａｃ ｄｅ ｔ ｅ ｃｉ ｎ ｒａ ｏ ｔｈ ｃ ｎｅ． ｔｅ ｆ ｅ ｒａ
基于AT89C52单片机的起重机力矩限制器_王安敏
2008年 第6期仪表技术与传感器I n s t r u m e n t T e c h n i q u e a n d S e n s o r 2008 N o .6 收稿日期:2007-05-16 收修改稿日期:2008-02-08基于A T 89C 52单片机的起重机力矩限制器王安敏,何兆民,张学强(青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061) 摘要:力矩限制器能够保证起重机更安全、可靠地工作,避免超载事故的发生。
介绍了一种以A T 89C 52单片机为核心的起重机力矩限制器的工作原理、硬件电路组成及软件设计方法。
系统中的V /I 转换电路可以有效提高微弱电压信号在恶劣工作环境中进行远距离传输的抗干扰性,提高了系统的精度和可靠性。
该力矩限制器硬件结构简单,安全可靠,具有过载保护、报警制动、参数设置、实时显示并记录多个工作参数的功能,是一种可靠的起重机安全保护装置。
关键词:起重机;力矩限制器;单片机;V /I 转换中图分类号:T P 368.1 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2008)06-0024-02C r a n e L i f t i n g Mo m e n t L i m i t e r B a s e do n A T 89C 52S i n g l e -c h i pMi c r o c o m p u t e rWA N GA n -m i n ,H EZ h a o -m i n ,Z H A N GX u e -q i a n g(C o l l e g e o f E l e c t r o m e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,Q i n g d a oU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,Q i n g d a o 266061,C h i n a )A b s t r a c t :L i f t i n g m o m e n t l i m i t e r c a n a v o i d t h e a c c i d e n t c a u s e d b y o v e r l o a d i n g a n d m a k e t h e o p e r a t i o n o f t h e c r a n e m o r e r e l i -a b l e a n ds a f e r .T h i s p a p e r d e s c r i b e dt h ew o r k i n gt h e o r y ,h a r d w a r e c i r c u i t ,s o f t w a r ed e s i g nm e t h o do f t h el i f t i n g m o m e n t l i m i t e r b a s e d o n A T 89C 52s i n g l e -c h i p m i c r o c o m p u t e r .T h e V /I s w i t c hc i r c u i t c a n e f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e a n t i -j a m m i n g o f t h e w e a k v o l t a g e s i g n a l s w h i c h h a v e a l o n g -d i s t a n c e t r a n s m i s s i o n i n p o o r e n v i r o n m e n t ,t h e r e f o r e e n h a n c e t h e s y s t e m 's a c c u r a c y a n d r e l i a b i l i t y .I t h a s s i m p l eh a r d w a r e c i r c u i t ,g o o d s a f e t y a n dc a n w o r k r e l i a b l y .T h i s s y s t e mh a s t h e f u n c t i o n s o f o v e r l o a d p r o t e c t i n g ,a l a r m i n g a n d b r a -k i n g ,p a r a m e t e r s e t t i n g ,r e a l -t i m ed i s p l a y i n ga n dr e c o r d i n gm u l t i -w o r kp a r a m e t e r s .I t i sar e l i a b l es a f e t yp r o t e c t i o nd e v i c ef o r c r a n e s .K e yw o r d s :c r a n e ;m o m e n t l i m i t e r ;s i n g l e -c h i p m i c r o c o m p u t e r ;V /I s w i t c h 0 引言起重机在工程建设和事故救援中起着非常重要的作用,在使用起重机进行起重作业时,如果起重力矩超过限制会导致吊臂折断甚至整机倾覆等恶性事故,因此,在起重机上安装灵敏可靠的力矩限制器是必不可少的安全防范措施之一。
详细说明起重力矩限制器的应用
详细说明起重力矩限制器的应用起重力矩限制器，是安装在臂架型起重机上，保证起重机的安全作业、防止超载事故的安全装置。
该装置通过超载报警信号或自动停止起重机向危险方向动作，来有效地避免因过载而引起起重机结构的破坏和整机倾翻。
同时，起重机司机可通过仪表显示来观察起重机吊载作业的情况，做到心中有数，为安全生产提供可靠的保障。
一、力矩限制器的功能及组成力矩限制器是电子综合测量技术在起重机上的具体应用。
起重力矩限制器的设计，首先必须满足国家标准GBl2602-90《起重机械超载保护装置安全技术规范》的要求，同时，设计者可根据用户的要求实现不同的功能。
力矩限制器的主要功能有：1．动载抑制功能此装置应能区别起重机实际超载与正常作业中突然起升或下降制动产生的附加动载荷影响。
吊物挂碍或与地面连结时，应具有立即动作的功能。
2．自动保护功能当起升质量达到额定起重量的90％时，装置发出音响或灯光预警信号。
当起升质量超过额定起重量时，应能停止起重机向不安全方向继续动作，并发出声光报警信号，同时应能允许起重机向安全方向动作。
这些动作应能自动执行，不增加起重机司机的额外操作。
3．自动保险功能提倡产品具有自动保险功能，当产品出现问题或故障时，装置可发出提示性报警信号或文字显示的故障代码，以利于及时维修。
二、力矩限制器的工作原理目前，用于起重机力矩限制器的主导产品为电气型。
电气型产品主要由传感器和二次仪表组成。
对于定臂长的动臂式起重机，力矩限制器通过臂架角度的检测与臂长参数进行计算，得出实际幅度所对应的额定载荷的电压标准值。
载荷传感器受力后产生应变，应变量转换成电信号，经放大器放大后送入电压比较电路，与额定载荷所对应的电压标准值进行比较。
当载荷达到90％额定载荷时，预警比较器动作，装置发出预警信号。
当载荷超过额定载荷时，继电器动作，切断起升回路电源。
本文章由：起重机限制器编辑发表。
SQLite数据黼力矩限制器中的应用
中图 分 类号 ： Ｐ ｌ Ｔ３１
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ７９ １（０２０ 一 ｌＯＯ １０ —４ ６２ １）６ｏ １－２
１、 引 言 力矩 限制器为起重机的安全保护系统的核心 ， 能对起重设备进 行实时记录和监控 ， 实现过 载保护和过抑保护 ， 确保 起重 机在安全 范围内工作 ， 是保 障设备安全 ， 人身安全 的重要设备 。 随着起重机 的 技术的发展 ， 大吨位起重机的相继出现 ， 工况变的越来越复杂 ， 起重 量表的数据量变 的越来越庞大 ， 对于力矩限制器 的数据管理和操作 提 出了更 高的要求 。
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第三种是使用开源的嵌入式数据 库Ｓ ｌｅ Ｑ ｉ 管理 数据 。 Ｑ ｉ 与 ｔ ｓ Ｌｔ ｅ Ｓ ｅ ｖ ｒ Ｃ 某些方面相 比Ｓ ｉ 占用很少 的存储器空间 ， ＱＬ Ｓ ｒ ｅ Ｅ ＱＬｔ ｅ 约 ｌ ０ －３ ０ ０ ＫＢ ０ ＫＢｌ Ｑ ｅｖ ｒ Ｃ ￣ 大致 占用 ｌ － ＭＢ， 而Ｓ Ｌ Ｓ ｒｅ Ｅ Ｉ ］ ＭＢ ３ 这对 资源极 其珍 贵的嵌入 式系统 来说 无疑 是个挑 战 。 ＱＬ ｔ 与Ｓ Ｓ ｉｅ ＱＬ Ｓ ｒ ｅＣ 都采用标准的Ｓ Ｌ 句 ，Ｑ ｉ 使用 非常简单 ， ｅｖ ｒ Ｅ Ｑ语 Ｓ Ｌｔ ｅ 无需安装 管理 ， 般只需要带上一个动态 库就可 以使用 ， 一 数据库文件独立 ， 只 需拷 贝该 文件就可 以完成备份工作 ， 而基本的数据操作上只需要掌 、Ｓ ｉ ＱＬｔ ｅ在力矩限制器系统中的应用 握 ３ 核心ＡＰ 函数就可 以实 现 ， ＱＬ Ｓ ｒ ｅ Ｅ 个 Ｉ 而Ｓ ｅｖ ｒ Ｃ 相对复杂 ， 需 ３ 要充分理 解数据库引擎和掌握 高级数据 库接 口组 件ＡＤ Ｅ的编 ＯＣ
单片机与传感器在门座起重机超负荷机构中的应用
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓｉ ｎ ｇ ｌ ｅ Ｃｈ ｉ ｐ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｎｄ Ｓ ｅ ｎｓ ｏ ｒ ｉ ｎ Ｏｖ ｅ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ
装 置 。它 的性 能优劣 ，直接 影 响着港 口的安全 生 产 。随着港 口企业管 理要 求 的提 高 ，作 为港 口前
沿大 型生产 设 备的 门机 ，其超 负荷 限制 器 的作 用
越来 越重要 。
・８ ・
拉 断钢 丝绳 的事故 。因此 ，笔者 向公 司提 出 了将
门机 的超 负荷 限制 器改 为单 片机 和传感 器控 制 的 提议 。经公 司领 导的审 议和批 复后 ，于 ２ ０ １ ２年 ３ 月份 完成 了＃ １ ０ １ 门机 的超 负荷 限制 器 的改造 。
．
Ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ Ｐｏ ｒ ｔ ａ ｌ Ｃｒ ａ ｎ ｅ
Ｗ ＡＮＧ Ｙｏｎ ｇ ｃ ｈｕ ｎ
（ Ｔ ａ ｉ ｃ ａ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｒ ｔ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｈ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｔ ａ ｉ ｃ ａ ｎ ｇ ２ １ ５ ４ ３ ４ ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
国 内外 资料表 明 ，由于起 重 设备超载 和操 作
失控等 因素造 成 人身和 设 备的事 故 比例甚 大 。因
起重机力矩限制器单片机控制系统分析
关键词 力 矩 限制器 ；控 制 系统 ；单片 机 中 图分类 号 ：Ｔ３ ８ １ Ｐ６ ．
Ｃ ａ ｅ Ｔ ｒ ｕ ｅ Ｃ ｏ ｔ ｏｌ ｙ ｔ ｍ Ａ ａＩｓｉ／ Ｘ ｅ ｎ ａ Ｚ ｏ ｇ ａ ｒ ｎ ｏ ｑ ｅ Ｌ ｉ ｒ ｈｉ Ｃ ｎ ｒ ｓ ｅ ｎ ／ ｕ Ｄ ｌ ａ ｇ，Ｍ ｈ ｎ ｈ ｉ ｉ ｍｔ Ｐ Ｓ ｙ ｓ ｉ
１前 言
起 重机 是一 种 蕴 含 多 种 危 险 因 素 的大 型 机 电设 备 ，
下允许的最大 的载荷 ，以此为标准 ，将检测到 的实际载
荷 与 其 比较 ，从 而 判 定 机械 的工 作 状 态 是 否安 全 。传 感 器 检 测 到 的 电压 信 号 ， 经 过 多 级 放 大 后 再 进 行模 ／ 转 数
１６ Ｏ
许 良马 海 起 机 矩 制 单 机 制 统 析 德 忠 ： 重 力 限 器 片 控 系 分
技术在线
ｉ ． ９ ９ ｊ ｉ ｓ ． ６ １ ４ ９ ． ０ ｌ ３ ． ０ ０ ３ ６ ／ ． ｓｎ １ ７ — ８ Ｘ ２ １ ＿ ０ １ ６
起 重机 力矩 限制器 单片机控制 系统 分析
Ｋ ｙ ｗｏｒ ｔ ｑ ｌ ｍｉ ｒ ｏ ｅ ｄｓ ｏｒ ｕｅ ｔｅ ｗ ｒｋｓ： ｃ ｎｔ ｏｌ ｙｓ ｅ ｉ ｏ ｒ ｓ ｔ ｍ： ｃ ｍ ｔ ｒ ｎ ｉ ｏ ｐｕ ｅ ｏ ａ ｃｈ ｐ
Ａ ｔｈ ’ Ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｏｒ ａ ｄｒ ｓ
１ ｕ ｈｕ ｃ ｉ ｎ ａ ｃ ｎｉ ａｌ ｏｌ ｅ ｅ， Ｆ ｈ ｎ， Ｌｉ ｏ ｎｇ Ｃｈ ｎ １ ３０ ６ Ｆ ｓ ｎ Ｖｏ ａｔ ｏ ａｌ ｎｄ Ｔｅ ｈ ｃ Ｃ ｌ ｇ ｕｓ ｕ ａ ｎｉ ， ｉａ １ ０ ２ ｕｓ ｕ Ｅ ｃ ａ ｏ Ｍ ｎｕ ａｃ ｕ ｎ ．， Ｌ ｄ． Ｆ ｈ ｎ， Ｌｉ ｏ ｎ ， Ｃ ｎａ ３ ０ Ｆ ｈ ｎ ｘ ａｖ ｔ ｒ ａ ｆ ｔ ｒｉ ｇ Ｃｏ ｔ ， ｕｓ ｕ ａ ｎｉ ｇ ｈｉ １ ０ ６ １
基于51单片机的智能塔吊控制器设计毕业设计[论文报告]
![基于51单片机的智能塔吊控制器设计毕业设计[论文报告]](https://img.taocdn.com/s3/m/c04dd6ebec3a87c24028c4aa.png)
基于51单片机的智能塔吊控制器设计摘要智能塔吊控制器为针对塔吊在工地实际施工中的安全隐患而研制。
控制器内部有单片机最小系统、实时时钟、E2PROM等集成电路组成，为了提高仪器的抗干扰能力和可靠性，在控制器内外信号之间采用了全光电隔离措施；控制器外部有压力传感器、霍尔传感器、控制和保护电路组成。
控制器主要完成塔吊在施工过程中的高度、幅度、负载重量、力矩实时监测、超限报警和保护等功能，为塔吊的安全施工提供保护措施，可广泛应用于各种塔吊控制场合。
关键词：AT89C51单片机塔吊控制器光电隔离Design of intelligent tower crane controller basedon 51 MCUAbstractThe intelligent tower controller is designed to aim at the safety hidden trouble that the tower crane can be exposed to in construction.The inside of the controller is composed by integrate circuits such as SCM(Single Chip Micyoco),real time clock, E2PROM and CMOS chip.In order to improve the ability of antiiamming and dependability,it adoptes the whole photoelectricity isolation in the signal of inside and outside.The outside of the controller is composedby altitude sensor,extent sensor,weightsensor,the control and protection circuits.The controller is mainly used to complete the functions such as the watch of the height,the extent,the weight of the load and the moment.Besides it can give an alarm and protect the instrument when the load exceeds the limit.The intelligent tower crane controller has many functions and its parameter can be conveniently intercalated.So it can be used in many occasio.Keywords:51 SCM(single chip micyoco);tower crane controller；photoelectricity isolation毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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已 成 功 应 用 于 大 桥 局 武 汉 桥 梁 建 设 工 程 23!4!56784 桅杆式起重机中， 具有功能强、 抗干扰能力强、 体积 小、 操作方便等特点， 多个参数显示及超载限动报警 保护使操作人员能及时了解起重机的工作情况， 提 高了工作效率， 有效地预防了事故的发生。
主副钩起重量及其相应工作幅度经各自的传感 器检测并经放大处理后送 ！ ） ） 转换器，采用单片
！） ） 多路信号分时转换的方法以简化设计并降低成
本。起重量采用旁压传感器检测， 其输出电压信号为 毫伏级信号， 一般情况下， 人们将此毫伏信号直接通 过电缆传送到系统的放大电路中进行放大处理。但 实践表明，微弱电压信号在工业现场恶劣环境下远 距离传送时经常受到干扰，影响了系统的检测精度 与正常工作。为解决此问题，在本系统设计中采用
*7,5’ 8 电压信号，再通过运放 1/*9 等构成的 -), 变换电路， 得到 *5& 8 电压。变送器芯片 4"0(*, 等 构成的 ,)- 转换电路如图 ’ 所示， 该 ,)- 转换电路调
试好密封后与压力传感器安装在一起，电源与电流 型信号通过一对双绞线传送，大大提高了抗干扰能 力， 并节省了传输线， 较好地解决了微弱信号远距离 传送的问题。吊臂倾角由角度传感器检测， 角度传感 器由精密线性电位器、 摆锤等构成， 其输出信号通过
1/*9 构成的放大电路转换为 #./ 8 电压。
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微 机 应 用 与 智 能 化
图!
系统硬件结构框图
量、 工作幅度等起重机的实际工况和超载的时间， 以 作为事故分析或经验交流的依据。本系统采用实时 时钟芯片 23"#)!!( 计时， 该芯片内置有晶振、 锂电 ， 工作稳定性好， 计时精度高， 可 池 （使用寿命 "+ 年） 直接与 %4!’)/# 数据总线 -+ 口相接，满足了系统 对时间的需求。 单片机在运行中受到严重干扰时， 往 往会出现程序跑飞或非法死循环等现象，导致程序
"#"
输出控制接口 在起重机工作过程中，当实际起重力矩 !’+,
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通讯接口 记录的超载数据通过串行口完成传送。采用美
额定值时， 用位操作通过 -"./ 口控制黄色信号灯发 出声光预警信号； 当实际起重力矩大于 !"+0, 额定 值或工作幅度超过幅度上、 下限时， 用位操作通过 同时切断起 -".1 口控制红色信号灯发出声光报警， 重机向危险方向的动作， 但允许其向安全方向的动 作。
３３ 公司生产的专为电桥式传感器配套的变送器芯 片 ４＂０（＊， 与电阻、 电容、 三极管等构成 ，）－ 转换电
温度范围宽， 路， 变送器芯片 ４＂０（＊， 具有工作电压、 工作稳定可靠 其构成的 ，）－ 转换电路具有线路简单、 等特点， 该 ，）－ 转换电路将压力传感器输出的微弱电 压信号转换成 ，５＇＊ ６！ 电流信号，该电流信号传送 到主控制器后，经过 （＊＊ ！ 精密负载电阻后得到的
图"
&’(!)% 等构成的 *"+ 转换电路图
运行失控。 力矩限制器对可靠性要求很高， 必须采取 有效措施来防止程序运行失控。数据记录与硬件抗 干扰采用 &5678 公司的 &/+0/ 芯片， 它具有低功耗、 长寿命、 可编程锁定等功能， 它可完成系统上电 " 手 动复位、看门狗定时器、电源电压监控、串行 （0<=5>） 等功能， 该 芯 片 可 反 复 擦 写 "++ 万 9-:;$ 次以上，能够满足系统记录数据与硬件抗干扰的需 求。
＊７，５＇ ８ 电压信号，再通过运放 １／＊９ 等构成的 －）， 变换电路， 得到 ＊５＆ ８ 电压。变送器芯片 ４＂０（＊， 等 构成的 ，）－ 转换电路如图 ＇ 所示， 该 ，）－ 转换电路调
试好密封后与压力传感器安装在一起，电源与电流 型信号通过一对双绞线传送，大大提高了抗干扰能 力， 并节省了传输线， 较好地解决了微弱信号远距离 传送的问题。吊臂倾角由角度传感器检测， 角度传感 器由精密线性电位器、 摆锤等构成， 其输出信号通过
*+ ../012 程序存储器。本系统的硬件结构框图 如图 ( 所示。 !"# 数据采集通道
主副钩起重量及其相应工作幅度经各自的传感 器 检 测 并 经 放 大 处 理 后 送 !)) 转 换 器 ， 采 用 单 片
!)) 多路信号分时转换的方法以简化设计并降低成
本。起重量采用旁压传感器检测， 其输出电压信号为 毫伏级信号， 一般情况下， 人们将此毫伏信号直接通 过电缆传送到系统的放大电路中进行放大处理。但 实践表明，微弱电压信号在工业现场恶劣环境下远 距离传送时经常受到干扰，影响了系统的检测精度 与正常工作。为解决此问题，在本系统设计中采用
信公司的 $%&#?# 作为通讯接口， 采用波士远程通 讯模块 @#?#% 可方便的与上位机连接完成超载 记 录数据的传送。
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软件设计
整个系统软件采用模块化结构设计， 由主程序、
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实时数据记录及硬件抗干扰 起重机在工作过程中一旦发生超载情况， 需要
中断服务程序和功能子程序组成，主要通过中断服 务程序实现多功能的实时处理。系统软件主流程图 如图 ? 所示。
数据采集 !"# 转 换 器 选 用 美 国 美 信 公 司 的 多 量程、 ! 路模拟输入通道、 "# 位 !"# 转 换 器 该 !"# 转换器具有转换速度快、 精度高及 $%&"’(， 单片机读取方便等特点。起重量、 吊臂角度电压信 可通过 号送入 !"# 转换器的 )*+ 、 )*"、 )*# 通道， 编程选择某通道，将模拟量转换成相应的数字量， 再由单片机读入进行运算处理。
（
系统组成及主要功能
该力矩限制器主要由旁压式传感器、 角度传感
器、 测量及数据传输与处理系统等组成。来自外界 的待测信号： 主 ） 副钩起吊重量及相应的工作幅度。 它们分别经各自的传感器检测并经处理后， 通过电 缆传输到控制器内，经 ！ ＆ ） 转换后读入 ！＂＃￥％＆＇ ， 进行相应的运算处理后输出控制和显示。另外通过 通讯口还可与上位机进行数据传送。 该系统的主要功能是： （（）实现起重机起重力 矩的安全监测， 实时显示起重机的工作幅度、 实际 起重量、 额定起重量等。 （＇） 设置预警、 报警方式， 当 起重机实际起重力矩 ！ ￥＊＋ 额定值时，黄色信号灯 声光预警； 当实际起重力矩 ！ （＊，＋ 额定值或工作幅 度超过幅度上、 下限时， 红色信号灯声光报警， 同时 切断起重机向危险方向的动作， 但允许其向安全方 向动作。 （－ ） 对危险、 超载等异常起重工作情况进行 记录， 以便查询， 作为事故原因分析的依据， 并可供 管理部门对起重机工作情况进行查询。
(
系统组成及主要功能
该力矩限制器主要由旁压式传感器、 角度传感
器、 测量及数据传输与处理系统等组成。来自外界 的待测信号： 主 ) 副钩起吊重量及相应的工作幅度。 它们分别经各自的传感器检测并经处理后， 通过电 缆传输到控制器内，经 !&) 转换后读入 !"#$%&’， 进行相应的运算处理后输出控制和显示。另外通过 通讯口还可与上位机进行数据传送。 该系统的主要功能是： （(）实现起重机起重力 矩的安全监测， 实时显示起重机的工作幅度、 实际 起重量、 额定起重量等。 （’） 设置预警、 报警方式， 当 起重机实际起重力矩 !$*+ 额定值时，黄色信号灯 声光预警； 当实际起重力矩 !(*,+ 额定值或工作幅 度超过幅度上、 下限时， 红色信号灯声光报警， 同时 切断起重机向危险方向的动作， 但允许其向安全方 向动作。 （- ） 对危险、 超载等异常起重工作情况进行 记录， 以便查询， 作为事故原因分析的依据， 并可供 管理部门对起重机工作情况进行查询。
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硬件设计
力矩限制器应用现场环境恶劣， 且起重机对其
万方数据
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可靠性要求非常高， 因此在设计时主要从数据采集、 数据记录准确性与可靠性以及抗干扰等方面考虑。 系统主控制器采用 ！＂＃￥％＆＇ 单片机， 其片内集成了
＊＋ ．．／０１２ 程序存储器。本系统的硬件结构框图 如图 （ 所示。 ！＂＃ 数据采集通道
33 公司生产的专为电桥式传感器配套的变送器芯 片 4"0(*, 与电阻、 电容、 三极管等构成 ,)- 转换电
温度范围宽， 路， 变送器芯片 4"0(*, 具有工作电压、 工作稳定可靠 其构成的 ,)- 转换电路具有线路简单、 等特点， 该 ,)- 转换电路将压力传感器输出的微弱电 压信号转换成 ,5’* 6! 电流信号，该电流信号传送 到主控制器后，经过 (** ! 精密负载电阻后得到的
实时记录起重机超载时的实际起重量、额定起重
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万方数据
单片机在起重机力矩限制器中的应用
武汉科技大学 胡月华 游向荣
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摘
要： 介绍了采用 ！＂＃￥％＆＇ 单片机 为 主 控 制 器 的 力 矩 限 制 器 及 其 在 抗 干 扰 、 提高测试精度等方
微 机 应 用 与 智 能 化
!!!"
!!!!!!!! 起 重 机 在 现 代 工 程 建 设 和 事 故 救 援 中 起 着 非
常重要的作用， 为防止起重机由于操作不当和过大 的起重力矩而发生倾翻、 折臂等事故， 起重机必须 安装力矩限制器， 以保证安全作业。作为安全保护 装置的力矩限制器必须具有很高的可靠性、 稳定性 和检测精度， 我们采用 !"#$%&’ 单片机研制了起重 机力矩限制器，设计中采用了一些新技术和方法， 提高了其测试精度和抗干扰性能， 该系统已成功应 用于武汉某桥梁建设工程 "#!$%&’(%$ 桅杆式起重机。