物料提升机用嵌入式控制系统

摘要

本发明涉及物料提升机用嵌入式控制系统。它包括升降电机、释放电机、称重传感器、物料篮、传送设备和控制器，所述称重传感器、升降电机、释放电机均借助导线与控制器相连。其特点是还包括分拣电机、第一~第二高低位置传感器，分拣电机、第一~第二高低位置传感器均借助导线分别与称重传感器和控制器相连。传送设备上方有水平位置传感器，水平位置传感器的数量与传送设备的数量相等且在上下方向上相对应。所述传送设备和水平位置传感器均与控制器相连。本发明功能多。采用本发明，不仅可降低劳动强度、提高生产效率，而且可降低制造成本。适用于将物料提升到一定高度、并能根据物料的质量将物料分拣到不同传送设备上。

权利要求

1.物料提升机用嵌入式控制系统，包括升降电机、释放电机、称重传感器、物料篮、传送设备和控制器，所述物料篮置于称重传感器上，所述称重传感器、升降电机、释放电机均借助导线与控制器相连；其特征在于还包括分拣电机、第一高低位置传感器和第二高低位置传感器，所述分拣电机借助导线与控制器相连，所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均借助导线分别与称重传感器和控制器相连；所述传送设备至少包括第一传送设备和第二传送设备，传送设备上方有水平位置传感器，所述水平位置传感器的数量与所述传送设备的数量相等且在上下方向上相对应；所述传送设备和水平位置传感器均借助导线与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于所述称重传感器是压力传感器。

3.根据权利要求1所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均为限位开关。

4.根据权利要求1所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于水平位置传感器是限位开关。

5.根据权利要求1所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于包括报警器，所述报警器借助导线与控制器相连。

6.根据权利要求5所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于所述报警器是声光报警器。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于包括人机界面，所述人机界面借助导线与控制器相连。

8.根据权利要求1~6中任一项所述的物料提升机用嵌入式控制系统，其特征在于所述控制器是CPU。

说明书

物料提升机用嵌入式控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种控制系统。具体说，是用来将物料提升到一定高度、并能根据物料的质量大小、将物料分拣到不同传送设备上的提升机用嵌入式控制系统。

背景技术

[0002] 在工业生产领域，常需将一些不同质量的物料分别送到高处的多台传送设备上，再由传送设备送到加工地点进行加工、处理。这就需要在物料提升机上配备既具有称重功能、又具有分拣功能的嵌入式控制系统。而传统的嵌入式控制系统，仅具有称重功能，没有分拣功能，无法根据物料的质量大小进行分拣，功能少。因此，仍然依靠人工进行分拣，不仅劳动强度大，而且生产效率低。另外，传统的嵌入式控制系统中所用控制器为PLC，由于PLC价格较高，使得传统的嵌入式控制系统的制造成本较高。

发明内容

[0003] 本发明要解决的问题是提供一种物料提升机用嵌入式控制系统。这种物料提升机用嵌入式控制系统，功能多。采用这种物料提升机用嵌入式控制系统，不仅可降低劳动强度、提高生产效率，而且可降低制造成本。

[0004] 为解决以上问题，采取以下技术解决方案：

[0005] 本发明的物料提升机用嵌入式控制系统包括升降电机、释放电机、称重传感器、物料篮、传送设备和控制器，所述物料篮置于称重传感器上，所述称重传感器、升降电机、释放电机均借助导线与控制器相连。其特点是还包括分拣电机、第一高低位置传感器和第二高低位置传感器，所述分拣电机借助导线与控制器相连，所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均借助导线分别与称重传感器和控制器相连。所述传送设备至少包括第一传送设备和第二传送设备，传送设备上方有水平位置传感器，所述水平位置传感器的数量与所述传送设备的数量相等且在上下方向上相对应。所述传送设备和水平位置传感器均借助导线与控制器相连。

[0006] 所述称重传感器是压力传感器。

[0007] 所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均为限位开关。

[0008] 所述水平位置传感器是限位开关。

[0009] 本发明的进一步改进方案是，包括报警器，所述报警器借助导线与控制器相连。

[0010] 所述报警器是声光报警器。

[0011] 本发明的进一步改进方案是，包括人机界面，所述人机界面借助导线与控制器相连。

[0012] 所述控制器是CPU。

[0013] 采取上述方案，具有以下优点：

[0014] 由上述方案可以看出，由于本发明的物料提升机用嵌入式控制系统除升降电机、释放电机、称重传感器、物料篮、传送设备和控制器外，还设置有分拣电机、第一高低位置传感器和第二高低位置传感器，所述分拣电机借助导线与控制器相连，所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均借助导线分别与称重传感器和控制器相连。所述传送设备至少包括第一传送设备和第二传送设备，传送设备上方有水平位置传感器，所述水平位置传感器的数量与所述传送设备的数量相等且在上下方向上相对应。所述传送设备和水平位置传感器均借助导线与控制器相连。

[0015] 工作时，由控制器时刻检测称重传感器输出的数据，判断是否有物料被放置于称重传感器上，并获得被放置物料的质量。若有物料被放置于称重传感器上，控制器会记录当前被放置物料质量，并驱动升降电机将物料抬升。在抬升物料的过程中，控制器会检测第二高低位置传感器，判断物料是否被抬升至所需高度。当物料被抬升至所需高度后，控制器会给升降电机下达指令，使升降电机停止上升。然后，通过控制器驱动分拣电机工作。控制器在驱动分拣电机进行水平移动物料的时候，根据预先设定的质量-分拣程序，检测各个水平位置传感器，判断物料是否被移动到对应的传送设备上。在物料被移动到某一对应的传送设备上后，由控制器给分拣电机下达指令，使分拣电机停止运行。然后再由控制器驱动释放电机，把物料释放到相应传送设备上。

[0016] 当物料释放完成后，控制器会在第一水平位置传感器、第二水平位置传感器、第三水平位置传感器、第一高低位置传感器、第二高低位置传感器的帮助下，依次反向驱动释放电机、分拣电机、升降电机，使系统恢复到原始状态。

[0017] 用户可以通过人机界面对物料质量的范围,物料质量和第一传送设备、第二传送设备、第三传送设备的关系做设定。若有超出设定物料质量范围的物料放置于称重传感器上，系统将通过报警模块报警。

[0018] 由此可见，本发明将对物料的称重功能、分拣功能和升降功能结合在一起，不仅功能较多，而且简化了设备结构、提高了生产效率、降低了维护成本。

[0019] 又由于采用嵌入式CPU作为控制器，相对于用PLC作为控制器来说，具有降低生产成本、易于维护的优点。

[0020] 由于本发明含有人机界面，通过人机界面，可以按实际需求更改物料质量范围、物料质量和多台传送设备的对应关系。

[0021] 由于设置有报警器，对不符合物料质量范围的物料，可通过报警模块进行报警提示。

附图说明

[0022] 图1是本发明的物料提升机用嵌入式控制系统示意图；

[0023] 图2是称重传感器及物料升降状态是天示意图；

[0024] 图3是基于称重传感器的物料质量信号调理电路原理示意图；

[0025] 图4是物料分拣、释放状态示意图。

具体实施方式

[0026] 如图1所示，本发明的物料提升机用嵌入式控制系统包括升降电机、释放电机、称重传感器、物料篮、传送设备、分拣电机、第一高低位置传感器、第二高低位置传感器和控制器，所述物料篮置于称重传感器上，所述称重传感器、升降电机、释放电机、分拣电机均借助导线与控制器相连，所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均借助导线分别与称重传感器和控制器相连。所述传送设备包括第一传送设备、第二传送设备和第三传送设备，所述水平位置传感器包括第一水平位置传感器、第二水平位置传感器和第三水平位置传感器，第一传送设备、第二传送设备和第三传送设备分别处于第一水平位置传感器、第二水平位置传感器和第三水平位置传感器的下方，且二者间在上下方向上一一相对应。所述传送设备和水平位置传感器均借助导线与控制器相连。

[0027] 所述称重传感器是压力传感器，所述第一高低位置传感器和第二高低位置传感器均为限位开关，所述水平位置传感器是限位开关。

[0028] 如图2所示，称重传感器安装于升降轨道上，装有物料的物料篮放置在称重传感器上面。称重传感器上升或下降的位置由第一高低位置传感器、第二高低位置传感器判定。由控制器通过称重传感器获取当前物料的质量，同时，通过第一高低位置传感器、第二高低位置传感器判断当前升降的位置，并根据控制器的指令控制来控制升降电机并带动称重传感器上下移动。

[0029] 所述称重传感器采用压力传感器设计。压力传感器信号处理如图3所示，压力传感器U10采用桥电路输出信号，信号通过R22、R24送入运算放大器放U11的输入端放大。运算放大器U11的6脚为放大后的信号输出端，输出信号为A_OUT。最终A_OUT送入ARM的自带AD输入口进行AD转换，ARM至此获得称重传感器上物料的质量。

[0030] 运算放大器U8构成一个跟随器。运算放大器U8的3脚连接至一个可调电位器R20，运算放大器U8的输出脚6连接至运算放大器U11的参考脚5。根据跟随器的原理，运算放大器U8的输出端脚6可以输出和可调电位器R20上一致的电压信号。由此，可以调节R20，使得运算放大器U8输出所需电压信号，调节运算放大器U11的零点。保证运算放大器U11的输出在0V至3V之间，满足ARM自带AD的输入范围要求。

[0031] 如图2所示，第一高低位置传感器为原始位置，第二高低位置传感器置于第一高低位置传感器的上方3米处，第二高低位置传感器所处位置是物料上升的最高点位置，同时也是物料水平移动时的基准位置。当物料上升至碰到第二高低位置传感器时，控制器就会判断出物料已经到达了指定高度，就会给升降电机下达指令使升降电机停止转动。当称重传感器下降至碰到第一高低位置传感器时，控制器就会判断出称重传感器已经达到原始位置，就会给升降电机下达指令使升降电机停止转动。

[0032] 如图4所示，物料上升到第二高低位置传感器的位置后，就需要根据质量-分拣关系对物料进行分拣。此时，升降电机接收控制器下达的指令停止运转，并给分拣电机下达指令带动载有物料的称重传感器沿着水平轨道进行水平移动，同时检测第一水平位置传感器、第二水平位置传感器和第三水平位置传感器，然后根据预先设定的质量-分拣程序，判断物料是否被移动到某台合适的传送设备上方。当物料被移动到某台合适的传送设备上方后，控制器给分拣电机下达指令使分拣电机停止运转。然后，驱动释放电机，把物料释放到传送设备上。

[0033] 当系统控制释放完物料，需要回到原始位置时，有控制器驱动分拣电机反向旋转。在分拣电机反向旋转过程中，碰到第二高低位置传感器时，由控制器判断出称重传感器已经到达原始位置的垂直方向的上方，并给分拣电机下达指令使分拣电机停止转动。

[0034] 为避免不符合质量的物料进入称重传感器上，本实施例中设置有报警器，所述报警器借助导线与控制器相连。所述报警器是声光报警器。

[0035] 为方便操作，本实施例中设置有人机界面，所述人机界面借助导线与控制器相连。

[0036] 为降低生产成本，本实施例中的所述控制器采用的是CPU。