專利名稱：設(shè)備轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間管理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種設(shè)備轉(zhuǎn)速設(shè)定限制和停機(jī)時(shí)間的管理器。
在現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)檢索沒有發(fā)現(xiàn)可以用于轉(zhuǎn)速管理和設(shè)備停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì)管理功能的裝置。部分設(shè)備對(duì)運(yùn)行轉(zhuǎn)速是有嚴(yán)格要求和限制的，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行速度超過(guò)一定值時(shí)，如直流調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速突然增加或滿速時(shí)，將發(fā)生柴油發(fā)電機(jī)“飛車”事故，可能導(dǎo)致系統(tǒng)和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至危及人身安全；部分機(jī)電設(shè)備雖然配有變頻調(diào)速器或測(cè)速裝置，可以通過(guò)設(shè)置變頻器“上限頻率”來(lái)限制設(shè)備的最高允許轉(zhuǎn)速，由于變頻器顯示的參數(shù)是“運(yùn)行頻率”不能直接顯示設(shè)備轉(zhuǎn)速參數(shù)，當(dāng)最高允許轉(zhuǎn)速需要頻繁修改時(shí)，就需要修改變頻器參數(shù)才能完成，而純測(cè)速裝置只能顯示轉(zhuǎn)速而無(wú)轉(zhuǎn)速限定功能。與時(shí)間統(tǒng)計(jì)管理功能比較接近的是工作效率百分比統(tǒng)計(jì)功能，其統(tǒng)計(jì)參數(shù)為工作時(shí)間除以開機(jī)時(shí)間的百分比，其參數(shù)并不直觀明了，因而不便于管理。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種設(shè)備轉(zhuǎn)速限制和停機(jī)時(shí)間管理器，通過(guò)對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速的限制和停機(jī)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)管理，以避免瞬時(shí)緊急停車產(chǎn)生嚴(yán)重后果，并監(jiān)管設(shè)備操作人員的生產(chǎn)進(jìn)度狀況，從而有助于提高設(shè)備生產(chǎn)效率。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案；設(shè)計(jì)一種管理器，其結(jié)構(gòu)特征為(1)控制面板上具有上電復(fù)位按鈕SW1(1)、停機(jī)時(shí)間請(qǐng)零按鈕SW5(2)、轉(zhuǎn)速上升按鈕SW4(3)、轉(zhuǎn)速下降按扭SW3(4)、控制鎖LOCK SW2(5)、字符型液晶顯示屏(6)和主線路板的總線插座CN1(7)；(2)管理器具有八位微處理器芯片、字符型液晶顯示模塊部件、微處理器監(jiān)控芯片、閃光報(bào)警指示燈電路、停機(jī)控制電路、掉電保護(hù)電路、測(cè)速傳感器CGQA、安全報(bào)警傳感器CGQB、缺料送空?qǐng)?bào)警傳感器CGQC和開關(guān)量接口；(3)管理器系統(tǒng)中設(shè)有T0定時(shí)器和T1計(jì)數(shù)器；上電復(fù)位按鈕SW1(1)通過(guò)主線路板總線插座CN1和端子板總線插座CN2與+12V電源連接，停機(jī)時(shí)間清零按鈕SW5(2)一端通過(guò)控制鎖LOCK SW2(5)與公共地連接，另一端與八位微處理器芯片的P2.0和74LS21的1端連接，轉(zhuǎn)速上升按鈕SW4(3)一端通過(guò)控制鎖LOCK SW2(5)與公共地連接，另一端與八位微處理器芯片的P2.0和74LS21的2端連接，轉(zhuǎn)速下降按鈕SW3(4)一端通過(guò)控制鎖LOCK SW2(5)與公共地連接，另一端與八位微處理器芯片的P2.0和74LS21的4端連接，控制鎖LOCK SW2(5)一端與公共地連接，另一端與SW3、SW4、SW5的一端連接，主線路板的總線插座CN1(7)與端子板總線插座CH2(20)通過(guò)20芯排插連接，主線路板的總線插座CN1(7)與端子板的總線插座CN2(20)的端子引線排列相同。
在實(shí)施過(guò)程中，T0定時(shí)器用于產(chǎn)生脈寬為50ms定時(shí)脈沖，在T0中斷子程序中判斷是否計(jì)滿100次，用軟件產(chǎn)生50ms×100=5000ms即5秒的時(shí)鐘；設(shè)備開機(jī)工作后，測(cè)速傳感器CGQA將在測(cè)速轉(zhuǎn)盤上測(cè)得的脈沖信號(hào)經(jīng)光電隔離電平轉(zhuǎn)換后送往單片機(jī)的計(jì)數(shù)器T1進(jìn)行計(jì)數(shù)，由于測(cè)速轉(zhuǎn)盤已將轉(zhuǎn)速信號(hào)放大了12倍，故單片機(jī)的計(jì)數(shù)器T1在5秒鐘內(nèi)所計(jì)得的數(shù)值減去初值后即為設(shè)備的每分鐘轉(zhuǎn)速值，計(jì)滿5秒立即觸發(fā)單片機(jī)的外部0中斷，讀取計(jì)數(shù)器T1在5秒內(nèi)的計(jì)數(shù)值，減去初值后判斷轉(zhuǎn)速值＞1轉(zhuǎn)/分？(轉(zhuǎn)速＞1轉(zhuǎn)/分作為判斷不停機(jī)的標(biāo)準(zhǔn))，轉(zhuǎn)速＞1轉(zhuǎn)/分，則在液晶顯示中刷新轉(zhuǎn)速，否則在原有停機(jī)時(shí)間的基礎(chǔ)上累加5秒后送液晶顯示，設(shè)備停機(jī)后，停機(jī)時(shí)間便會(huì)每隔5秒不停累計(jì)送液晶顯示刷新，直到設(shè)備開機(jī)為止，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備轉(zhuǎn)速刷新與停機(jī)的統(tǒng)計(jì)管理。計(jì)數(shù)器T1設(shè)置為自動(dòng)重裝的8位計(jì)數(shù)器，初值為255一設(shè)定轉(zhuǎn)速，當(dāng)設(shè)備轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)，單片機(jī)的T1計(jì)數(shù)器溢出中斷，報(bào)警燈ZD閃亮8秒后使P2.3口輸出低電平，經(jīng)反相器反相后，驅(qū)動(dòng)三極管VT1飽和導(dǎo)通，繼電器RELAY1得電即常開觸點(diǎn)閉合，從而控制設(shè)備電氣部分的熱繼電器常開觸點(diǎn)FR97,FR98閉合使設(shè)備停止工作，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速限制管理功能。
本實(shí)用新型較好的技術(shù)方案是控制鎖LOCK SW2(5)是一個(gè)由人工控制的鑰匙進(jìn)行開關(guān)的控制鎖，為了防止任意修改設(shè)定轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間參數(shù)，在電路中設(shè)置的控制鎖LOCK SW2(5)平時(shí)是斷開的，只有用鑰匙打開控制鎖使SW2閉合才能修改實(shí)現(xiàn)修改設(shè)定轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間清零，SW4為設(shè)定轉(zhuǎn)速上升按鈕，每按一次則轉(zhuǎn)速上升一轉(zhuǎn)，連續(xù)按則轉(zhuǎn)速連續(xù)上升；SW3為設(shè)定轉(zhuǎn)速下降按鈕，每按一次則轉(zhuǎn)速下降一轉(zhuǎn)，連續(xù)按則轉(zhuǎn)速連續(xù)下降，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為0-255轉(zhuǎn)/分，根據(jù)轉(zhuǎn)速較高場(chǎng)合的需要，在程序中修改計(jì)數(shù)器為16位則計(jì)數(shù)范圍為0-65535；SW5為停機(jī)清零按鈕，每按一次，則停機(jī)時(shí)間即可清零，以上按鈕的操作利用單片機(jī)的外部中斷1實(shí)現(xiàn)。在該外部中斷子程序中，還有停電或電源出現(xiàn)故障是將單片機(jī)進(jìn)入掉電保護(hù)的功能，使3.6V的備用電源通過(guò)VD2對(duì)片機(jī)的Vcc端供電，使存于片內(nèi)RAM的轉(zhuǎn)速設(shè)定參數(shù)和停機(jī)時(shí)間參數(shù)得以保存，掉電檢測(cè)利用微處理器監(jiān)控芯片PFI端實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)門限值為1.25V，通過(guò)對(duì)W1的調(diào)節(jié)使PFI端的電壓為1.35V，當(dāng)突然停電或電源出現(xiàn)故障時(shí)，PFI端的電壓開始下降至1.25V以下時(shí)，PFO端輸出低電平引發(fā)單片機(jī)的外部1中斷，在中斷子程序中判斷P3.7口是否為低電平(P3.7口作為區(qū)分是按鈕操作與掉電保護(hù))，如是則立即進(jìn)入掉電保護(hù)。
本實(shí)用新型較好的技術(shù)方案也可以是管理器具有安全報(bào)警傳感器CGQB、缺料送空?qǐng)?bào)警傳感器CGQC和開關(guān)量接口，CGQB光電傳感器用于安全報(bào)警，當(dāng)檢測(cè)到不安全因素時(shí)自動(dòng)停機(jī)報(bào)警；CGQC傳感器用于設(shè)備缺料送空?qǐng)?bào)警，當(dāng)設(shè)備缺料時(shí)給出報(bào)警信號(hào)ZD提示；P2.5作為開關(guān)量接口(也可以是電平信號(hào))用于設(shè)備如斷針或其它功能的停機(jī)報(bào)警。
本實(shí)用新型較好的技術(shù)方案還可以是管理器具有一個(gè)用作多機(jī)通訊的通訊接口，MAX1487E用于將單片機(jī)的RS-232接口轉(zhuǎn)換為RS-485通訊接口，以便用于多機(jī)通訊，將各設(shè)備的轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間等參數(shù)送往一主機(jī)集中管理和顯示。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1、由于設(shè)備安裝了轉(zhuǎn)速管理器，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的限制和管理，可以使設(shè)備運(yùn)行的轉(zhuǎn)速限制在一定范圍內(nèi)，超速就會(huì)自動(dòng)停機(jī)，可以有效避免各種機(jī)械故障和質(zhì)量事故的發(fā)生；2、有了停機(jī)時(shí)間管理器，管理人員可以準(zhǔn)確知道停機(jī)時(shí)間并進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的監(jiān)控，隨時(shí)了解設(shè)備的工作狀態(tài)并采取相應(yīng)的管理措施，有利于提高設(shè)備的工作效率和設(shè)備利用率；3、由于采用了微處理器監(jiān)控芯片MAX813L，該芯片具有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、電壓監(jiān)測(cè)、看門狗(Watchdog)功能，使得電路功能齊全而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別是MAX813L的看門狗功能，當(dāng)由于某種嚴(yán)重干擾而出現(xiàn)“死機(jī)”時(shí)，使單片機(jī)不能通過(guò)P1.0口定期改變WDI電平，Watchdog電路便會(huì)在1.6秒后產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，待經(jīng)過(guò)200ms復(fù)位脈寛后，程序從0000H開始重新執(zhí)行，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
以下對(duì)本實(shí)用新型的附圖進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是管理器面板圖，圖2是接線端子盒圖，圖3是單片機(jī)程序流程圖，圖4是電氣原理圖，圖1中1是上電復(fù)位按鈕，即圖4中的SW1，為常閉型按鈕，通過(guò)CN1和CN2與+12V電源連接；2是停機(jī)時(shí)間清零按鈕，即圖4中的SW5，為常開型按鈕，一端通過(guò)SW2與公共地連接，另一端與AT89C51的P2。0和74LS21的1端連接；3是轉(zhuǎn)速上升按鈕，即圖4中的SW4，為常開型按鈕，一端通過(guò)SW2與公共地連接，另一端與AT89C51的P2.1和74LS21的2端連接；4是轉(zhuǎn)速下降按鈕，即圖4中的SW3，為常開型按鈕，一端通過(guò)SW2與公共地連接，另一端與AT89C51的P2.2和74LS21的4端連接；5是LOCK，為SW3、SW4、SW5按鈕的控制鎖，即圖4中的SW2，一端與公共地連接，另一端與SW3、SW4、SW5的一端連接。圖2中，1接傳感器CGQA的+12V電源端，與端子板19端+12V電源連接，2接傳感器CGQA的公共地，與端子板18端公共地連接，3接傳感器CGQA的輸出端，與圖4傳感器CGQA的OUTA連接，4接傳感器CGQB的+12V電源端，與端子板19端+12V電源連接，5接傳感器CGQB的公共地，與端子板18端公共地連接，6接傳感器CGQB的輸出端，與圖4傳感器CGQB的OUTA連接，7接傳感器CGQC的+12V電源端，與端子板19端+12V電源連接，8接傳感器CGQC的公共地，與端子板18端公共地連接，9接傳感器CGQC的輸出端，與圖4傳感器CGQC的OUTC連接，10是B端，接RS485總線，與圖4的MAX1487E芯片B端連接，11是A端，接RS485總線，與圖4的MAX1487E芯片A端連接，12是FR98，與圖4RELAY1常開觸點(diǎn)下端FR98連接，13是FR97，與圖4RELAY1常開觸點(diǎn)上端FR97連接，與12端一起接設(shè)備電氣熱繼電器的FR97,FR98，14是公共地，與端子板18端公共地連接，15是P2.5，用于開關(guān)量或電平輸入，與圖4的AT89C51芯片的P2.5端連接，16是公共地，與端子板18端公共地連接，17是ZDOUT，接信號(hào)燈，與圖4的RELAY2常開觸點(diǎn)下端ZDOUT連接，18是公共地，直流輸入電源的公共地，19是+12V，接直流電源的+12V輸入端，20是CN2，與圖4的CN1連接，二者的端子引線排列相同，21是+12V電源，CN1接圖4的SW1,CN2接圖2的19端；22是公共地，CN1接圖4的公共地，CN2接圖2的18端；23是ZDOUT,CN1接圖4的RELAY2常開觸點(diǎn)下端ZDOUT,CN2接圖2的17端；24是OUTA,CN1；接圖4的IC2的2腳，CN2接圖2的3端；25是OUTB,CN1；接圖4的IC5的2腳，CN2接圖2的6端；26是OUTC,CN1；接圖4的IC6的2腳，CN2接圖2的9端；27是A,CN1接圖4的IC8的A端，CN2接圖2的11端；28是B,CN1接圖4的IC8的B端，CN2接圖2的10端；29是P2。5,CN1接圖4的AT89C51的P2.5,CN2接圖2的15端；30是FR97,CN1接圖4的RELAY1常開觸點(diǎn)上端FR97,CN2接圖2的13端；31是FR98,CN1接圖4的RELAY1常開觸點(diǎn)下端FR98,CN2接圖2的12端。
以下以邦納迪制鈕機(jī)使用本實(shí)用新型為例，來(lái)說(shuō)明管理器的使用，管理器的面板和接線端子盒同圖1和圖2，將轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間管理器接通+12V電源即開始工作，液晶顯示部分AXXX為設(shè)定轉(zhuǎn)速，B:XXX為實(shí)際轉(zhuǎn)速，C:XXXHXXXMXXXS為停機(jī)時(shí)間；開啟控制鎖LOCK，根據(jù)制鈕機(jī)的規(guī)程規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速限制和工藝要求，使用轉(zhuǎn)速上升按鈕和轉(zhuǎn)速下降按扭，設(shè)定最高限制轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定值時(shí)，報(bào)警燈亮起8秒后再使制鈕機(jī)停止運(yùn)行，當(dāng)制鈕機(jī)停機(jī)時(shí)，停機(jī)時(shí)間則自動(dòng)開始累加統(tǒng)計(jì)，所以使用轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間管理器使得制鈕機(jī)的轉(zhuǎn)速限制和停機(jī)時(shí)間管理功能得以具體地實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種設(shè)備轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間管理器，具有控制面板、端子板和工作電路，其特征在于(1)、控制面板上具有上電復(fù)位按鈕SW1(1)、停機(jī)時(shí)間清零按鈕SW5(2)、轉(zhuǎn)速上升按鈕SW4(3)、轉(zhuǎn)速下降按鈕SW3(4)、控制鎖LOCK SW2(5)、字符型液晶顯示屏(6)和主線路板的總線插座CN1(7)；(2)、管理器具有八位微處理器芯片、字符型液晶顯示模塊部件、微處理器監(jiān)控芯片，閃光報(bào)警指示燈電路、停機(jī)控制電路、掉電保護(hù)電路、測(cè)速傳感器CGQA，系統(tǒng)中設(shè)有T0定時(shí)器和T1計(jì)數(shù)器上電復(fù)位按鈕SW1(1)通過(guò)主線路板總線插座CN1和端子板總線插座CN2與+12V電源連接，停機(jī)時(shí)間清零按鈕SW5(2)一端通過(guò)控制鎖LOCK SW2(5)與公共地連接，另一端與八位微處理器芯片的P2.0和74LS21的1端相連，轉(zhuǎn)速上升按鈕SW4(3)一端通過(guò)控制鎖LOCK SW2(5)與公共地連接，另一端與八位微處理器芯片的P2.1和74LS21的2端相連，轉(zhuǎn)速下降按鈕SW3(4)一端通過(guò)控制鎖LOCK SW2(5)與公共地連接，另一端與八位微處理器芯片的P2.2和74LS21的4端相連，控制鎖LOCK SW2(5)一端與公共地連接，另一端與SW3、SW4、SW5的一端連接，主線路板的總線插座CN1(7)與端子板總線插座CN2(20)通過(guò)20芯排插連接，主線路板的總線插座CN1(7)與端子板總線插座CN2(20)的端子引線排列相同。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的管理器，其特征在于；控制鎖LOCK SW2(5)是一個(gè)由人工控制的鑰匙進(jìn)行開關(guān)的控制鎖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管理器，其特征在于管理器具有安全報(bào)警傳感器CGQB、缺料送空?qǐng)?bào)警傳感器CGQC和開關(guān)量接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管理器，其特征在于管理器有一個(gè)用作多機(jī)通訊的通訊接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種設(shè)備轉(zhuǎn)速和停機(jī)時(shí)間管理器,具有上電復(fù)位按鈕(1)、停機(jī)時(shí)間清零按鈕(2)、轉(zhuǎn)速上升按鈕(3)、轉(zhuǎn)速下降按扭(4)、控制鎖(5)、液晶顯示屏(6)和主線路板總線插座(7)以及相關(guān)工作電路和報(bào)警裝置,解決了對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速設(shè)定限制和停機(jī)時(shí)間的管理問題,可有效避免各種機(jī)械故障和質(zhì)量事故的發(fā)生,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便和安全可靠等優(yōu)點(diǎn),廣泛適用于各機(jī)械行業(yè)使用。
文檔編號(hào)G05D13/00GK2445501SQ0025166
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2000年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月12日
發(fā)明者周鋒 申請(qǐng)人:周鋒