摘 要：本文介绍了高速物料提升机自动控制系统原理，软、硬件结构，并对系统的特色部分作了进一步的分析。
关键词：物料提升机; 单片机; 编码器
1 前言
高速物料提升机是近年出现的适应高层建筑垂直物料运输的一种新型设备,工作速度大于50m/min。随着高层建筑的发展和施工机械化水平的提高，高速物料提升机必将获得更广泛的应用。但是，由于操作人员在地面对其控制，高速物料提升机目前均无楼层的呼叫显示及吊笼的选层、平层功能，因此操作人员不能预知哪个楼层有呼叫需求，中间楼层的呼叫要求仅能在吊笼返回时才能执行。设备的运行是被动的，运输效率很低。同时操作人员无法准确控制吊笼平层，从而造成安全事故隐患。
2 系统控制原理
系统自动检测每个施工层的呼叫信号,判断呼叫信号的上、下行状态，并根据吊笼的运行位置及载荷情况，自动控制吊笼的上升、下降。当允许吊笼在指定楼层停靠时，系统在吊笼接近—到达指定楼层时自动发出减速—停靠指令，使吊笼准确停靠在指定楼层上，方便施工物料的上、下。
系统根据同向优先、就近优先的原则处理呼叫信号。系统根据吊笼载荷情况，当呼叫信号方向与吊笼运行方向同向时，优先停靠且优先停靠离吊笼最近的楼层。当吊笼处于满载状态时，则不理会一切呼叫信号，直达目的层。
3 系统硬件设计
系统硬件结构图如图1所示。
图1系统硬件结构图
3.1楼层呼叫信号
在高层建筑施工中，由于施工层多，楼高高，以33层为例，楼高近100米。如果按传统方法在每一施工层上设置上/下行呼叫按钮，则信号线就需要66根，这势必造成信号线多，成本高，为尽可能减少信号线的数量，本系统采用二进制数字编码技术，即26=64，需6根信号线，再加2根电源线共需8根线就解决了问题。这样大大的减少了信号线的数量。同时根据施工楼层的基本层高，将信号线制作成标准线段，随着施工楼层的升高，只需增加标准信号线段即可，组装、拆卸方便。
3.2自动选层及平层
由于高速物料提升机是通过卷扬机驱动的。在卷扬机同轴安装一个旋转编码器，随着轴的转动，旋转编码器提供一组与楼层高度成正比的脉冲数，通过对脉冲的计数，可以准确的反映吊笼的运行位置，系统因而能够进行可靠的平层控制。
4 系统软件设计
4.1主控程序流程图
系统主控程序流程图如图2。
图2主程序流程图
为保证系统每次的正常使用，特设了一个自检子程序，在每次使用前进行一次系统自检。
为保证提升机吊笼停层的准确性，系统在每次吊笼落至底层时进行一次记数校正，以消除由于钢丝绳伸长所带来的系统记数误差。
4.2呼叫信号处理子程
呼叫信号处理子程如图3.
图3呼叫信号处理子程
4.3呼叫信号编码图表
呼叫信号编码图表如表1
表1:呼叫信号编码图表
表1中以32层为例，其中：D0～D4为呼叫信号位，D5为上/下行信号位，即只需6根信号线就可实现32层的呼叫。如果要实现64层呼叫系统，只须再增加一根信号线即可。
5 系统存储器
在本系统中，将程序存储器和数据存储器合二为一。由于不同的工程有着不同的层高和随着施工的进行楼高不断增高，对应的层高和楼高脉冲计数不同，因此系统选用E2PROM作为系统的RAM和ROM。在每一工程使用前先对对应层高进行一次脉冲计数，以确定每层所对应的脉冲数，作为设定值，并进行存储。随着施工进度的进行，楼高也在不断升高，需要将施工最高层数不断修正并存储。因此选用施工现场读写方便的E2PROM作为系统RAM 和ROM。
6 结论
经过灵活的硬件电路设计和软件设计，利用MCS—51单片机（80C51）和编码技术，系统根据吊笼的载荷率、楼层呼叫信号、吊笼的运行方向，自动选择最需要的停靠层站和使吊笼准确可靠的平层，很好地解决了物料提升机实际使用中遇到的问题，提高了物料提升机的施工自动化水平，具有良好的应用前景。
随着微电子技术的广泛应用，建筑机械自动化水平的日益提高，智能化、自动化、机电一体化是建筑机械行业发展的必然趋势。
参考文献：
[1]何立民著,《MCS-51系列单片机应用系统设计》,北京航空航天大学出版社,1998.
[2]李华主编,《MCS-51系列单片机实用接口技术》, 北京航空航天大学出版社,1993.