[發明專利]卷揚式閘門啟閉機荷載與開度信號同步采集儀

無效

• 申請號: 201110350048.1
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102507063A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 邵建龍;李大焱;秦愛華
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01B21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種對信號同步采集儀，尤其是用于卷揚式閘門啟閉機的荷載與開度的信號同步采集儀。

背景技術

目前在卷揚式閘門啟閉機系統中，對卷揚啟閉機、門機、吊車等起重設備起重量（荷重、荷載）、開度（升降高度）的準確測量和控制是各種水利自動化工程安全運行和安全生產的不可缺少的重要條件。近年來，卷揚啟閉機使用常規的高度荷載儀，通常只是對高度、荷載進行粗放式的測量，只有一些簡單的過流保護、上下限位開關保護、拉力荷載保護等，存在重大技術隱患。荷載與開度信號的同步性采集得不到重視，其關系也不精確。因而對閘門啟閉機開度和荷載實時數據的同步采集不僅是理論研究的需要，也是市場的迫切需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種卷揚式閘門啟閉機荷載與開度信號同步采集儀，通過對卷揚啟閉機開度和荷載進行數據同步采集，為水資源的合理利用和準確調度提供了數據支持和參考。

本發明的技術方案是：卷揚式閘門啟閉機荷載與開度信號同步采集儀，由單片機1、SSI角編碼器模塊2、壓力傳感器模塊3、SD卡存儲器4、鍵盤控制模塊5、狀態指示模塊6、USB通信模塊7、日歷時鐘模塊8和多路電源模塊9共同組成；其中SSI角編碼器模塊?2的輸出端、壓力傳感器模塊3的輸出端、SD卡存儲器4的4個通信口、鍵盤控制模塊5的輸出端、狀態指示模塊6的輸入端、USB通信模塊7和日歷時鐘模塊8的輸出端分別通過單片機1的?I/O口連接，多路電源模塊9的輸出端分別連接單片機1和SD卡存儲器4的電壓輸入端。

所述的壓力傳感器模塊3包括三個壓力傳感器；分別安裝在啟閉機卷筒兩端軸的承座支架上、平衡滑輪軸上和鋼絲繩上三個不同的位置；支架上的壓力傳感器在電路中經過J1接口的管腳J1-1連接，經過電阻R12、R13分壓連接，接入單片機中；鋼絲繩上的壓力傳感器在電路中經過J1接口的管腳J1-2連接，經過電阻R14、R15分壓連接，接入單片機中；軸上的壓力傳感器在電路中經過J1接口的管腳J1-3連接，經過電阻R16、R17分壓連接，接入單片機中；角編碼器安裝在啟閉機的卷筒軸上，角編碼器通過多芯信號電纜經過J2端口連接，經過角編碼器SSI信號轉換成Modbus信號，接入單片機中。

所述的單片機1、SSI角編碼器模塊2、SD卡存儲器4、鍵盤控制模塊5、狀態指示模塊6、USB通信模塊7、日歷時鐘模塊8和多路電源模塊9都是市場上普通元件。

本發明的工作原理：

該采集儀通過將壓力傳感器模塊中的模擬信號(4~20mA/0~10V)經過電流/電壓轉換裝置的電壓信號、SSI角編碼器信號經過轉換成Modbus信號后以Modbus方式提供給單片機處理，并將處理后的數據被送入大容量存儲SD卡中存儲，此外，還提供了用于與上位機PC通信連接接口電路，以便上位機軟件對實時采集壓力傳感器的壓力信號、角編碼器的編碼值導入Excel表格中進行分析，得出支架壓力、鋼絲繩拉力和軸壓力隨高度的變化關系，然后進行壓力荷載等深入的分析。

本發明的有益效果：

本發明能實時同步采集閘門啟閉機荷載與開度的信號，可以優化現有的控制手段和控制方法，能方便的對卷揚啟閉機開度和荷載進行數據同步采集，為以后分析水資源的合理利用和準確調度提供了數據支持和參考，從而能有效的確保閘門控制系統安全可靠的運行；同時具有存儲容量大、體積小、適應性強、簡單可靠、使用方便、移植性強等特點。

附圖說明

圖1為本發明的組成示意框圖；

圖2為本發明的壓力傳感器模塊電路示意圖；

圖中：1-單片機、2-?SSI角編碼器模塊、3-壓力傳感器模塊、4-?SD卡存儲模塊、5-鍵盤控制模塊、6-狀態指示模塊、7-?USB通信模塊、8-日歷時鐘模塊、9-多路電源模塊。

具體實施方式

以下實施例將結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖1所示：本發明由單片機1、SSI角編碼器模塊2、壓力傳感器模塊3、SD卡存儲器4、鍵盤控制模塊5、狀態指示模塊6、USB通信模塊7、日歷時鐘模塊8和多路電源模塊9共同組成；其中SSI角編碼器模塊?2的輸出端、壓力傳感器模塊3的輸出端、SD卡存儲器4的4個通信口、鍵盤控制模塊5的輸出端、狀態指示模塊6的輸入端、USB通信模塊7和日歷時鐘模塊8的輸出端分別通過單片機1的?I/O口連接，多路電源模塊9的輸出端分別連接單片機1和SD卡存儲器4的電壓輸入端。