自动升降

自动升降（共10篇）

自动升降 篇1

0 引言

随着我国铁路事业的发展, 作为铁路运输系统的重要组成部分, 火车的制造要求越来越高, 对其主要零件的制造要求也随着提高。车轮是火车的运动部件转向架的重要组成零件, 在整个转向架的制造组装过程中, 是不可或缺的一部分, 随着制造安装的自动化, 要求在加工车轮时实现自动上料、加工、下料功能。作为制造安装的末端环节, 车轮的加工需要与整个车轮加工组装生产线相互配合, 从上料、加工、下料, 能实现完全无人操作, 作为机床加工的主要防护装置防护罩, 必须实现与整个加工组装系统的配合, 因此, 机床的防护罩必须是自动开关, 在无人操作的情况下, 与上、下料的机械手不能发生干涉, 不能影响车轮生产线的工作。因车轮上料、加工、下料需要回转机械手实现, 所以机床防护罩需躲避机械手上下料回转的工作范围, 为实现这一功能, 需机床防护罩能自动上升、下降, 防护罩的防护部分在机械手工作时不能有高于机械手高度的部分, 在上下料时防护部分避开机械手的工作范围, 且能实现自动化。传统的机床防护罩需人为的开与关, 不能上下运动, 机械手在上下料时的手臂与防护罩的防护部分干涉, 无法达到加工时的无缝连接, 不能达到生产线的自动化生产, 很难实现现代化生产的要求。

1 自动升降防护罩

根据车轮加工的上述特点, 为实现车轮自动化的加工, 与生产线相配合, 以下介绍一种能自动升降的机床防护罩。防护罩主要由防护部分、驱动单元、导轨单元、位置检测部分组成。防护罩简图、防护罩剖视图如图1所示。

1.直线导轨2.防护罩运动部分3.导轨支架4.防护罩固定部分5.固定支架6.液压油缸7.铰链8.触电开关9, 10.调整垫

防护部分由固定部分4、运动部分2组成, 固定部分4主要起收集铁屑、固定主要直线导轨副的作用, 保证防护罩的整体刚性, 运动部分2主要起防护铁屑飞溅作用, 同时需要有足够刚性, 在驱动时不能发生大的变形, 影响防护罩升降的平稳性。

2 防护罩液压控制原理

驱动单元的驱动力来源于液压油缸6, 共2个, 分别安装在防护罩的左右对称部位, 安装在运动的防护部分2的重心位置, 油缸的一端通过铰链与机床的地基部分连接, 另一端通过铰链与防护罩运动部分2连接, 这样的连接与构成方式, 防止防护部分2在升降时驱动力发生力的位移造成力偶现象, 使防护部分2受到损坏或升降不畅问题。控制的液压原理液压控制原理图如图2所示。

通过分流集流阀和液控单向阀控制2个驱动油缸的同步, 保证力的一致性及压力的稳定性, 保证升降防护罩驱动力的来源安全、可靠、稳定。

导轨单元由防护罩前侧的1个滚动导轨副和后侧2个导轨副构成。前侧导轨副由与机床地基连接的导轨支架3、直线导轨1构成, 因此部分容易与车轮生产线机械手干涉, 直线导轨块安装在导轨支架3上, 其余部分安装在防护罩2上;后侧两处导轨副安装在左右对称位置, 因此部分不与车轮生产线上下料的机械手干涉, 所以直线导轨1的导轨块安装在防护罩运动部分2, 其余部分安装在防护罩固定部分4及固定支架5上, 固定支架5与机床地基连接, 提高后侧两部分直线导轨副的整体连接刚性, 且可以通过调整垫9调整防护罩运动部分2的Y轴方向具体位置, 调整垫10可以调整防护罩运动部分2的X轴方向具体位置, 解决运动部分2在防护罩安装调试的平齐问题, 使防护罩上下运动平稳顺畅。且防护罩导轨副安装位置构成一个三点支撑导向导轨结构, 同样保证了防护罩升降的安全可靠, 没有安全隐患。

位置检测部分通过触电开关8 (2件) 实现, 安装在两侧导轨支架5下部, 在防护罩运动部分2升至最终防护位置, 防护罩2与开关8脱开, 下降时防护罩2接触开关, 通过开关采集信号的有无, 与生产线对接, 及时反馈给机床和车轮加工生产线, 以便进行下一步加工动作, 实现升降的自动化无人操作。

3 结语

通过以上的描述, 结合实际车轮加工机床的外形特点, 防护罩与机床的接口按机床的外形设计, 防护罩的其余部分按本文所述的结构设计, 可以设计满足车轮加工自动化的防护罩, 且防护罩性能稳定、防护效果好。车轮加工作为车轮生产线加工中的一个重要工序, 机床可以实现与整个生产线的无缝对接, 与车轮生产线构成一个整体, 实现无人操作, 达到提高车轮生产线的自动化水平、提高生产效率、降低生产差错率、降低车轮制造成本的效果。

摘要：作为车轮生产线一部分, 车轮的加工需要机床的完全自动化。传统的机床防护罩需人为的开与关, 不能与车轮生产线相配合, 无法达到生产线自动化生产的要求, 不能提高生产效率。文中介绍了一种自动升降门防护罩, 能适应自动化生产的要求, 与生产线的无缝对接, 实现机床加工的自动化。

关键词：自动升降门防护罩,自动化,车轮加工,安全可靠

参考文献

[1]路甬祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[2]现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[3]吴南星, 胡如夫, 孙庆鸿.数控车床丝杠进给系统刚度对定位精度的影响[J].中国工程科学, 2004 (9) :46-49.

[4]沈惠平.机械创新设计及其研究[J].机械科学与技术, 1997, 16 (5) :791-795.

房价难言升降 篇2

正在盼望房价回落的购房族感觉很失落：买房子的成本更高了。他们不明白这个政策到底是不是为老百姓好。

政策的目的只是为了经济运行健康，增加购房成本，抑制需求，打击投机者，防范金融风险，抑制部分地区房地产价格过快上涨的势头。

政府调控房价是左右为难的事情。有一项统计显示，去年上半年，在中国17万亿元贷款总量中，房地产相关贷款有2.5万亿元。但在这17万亿元贷款中，以房地产及土地抵押的贷款，要占到50%的比重。

如果过度打压房地产价格，房地产行业就可能崩盘，引起金融风险，出现严重的经济危机。房地产投资也是拉动中国经济增长的主要力量。如果这台发动机熄火，波及整个经济的运行，导致更多的人失去工作，影响社会稳定。

但是，如果不抑制房价，则可能酝酿更大的金融风险，加速中国通货膨胀，过高的房价也会导致民怨四起。

尽管政府在两会后迅速对社会关注的过高房价做出反应，抑制房价，但是，个人住房贷款升息的实际作用并不大而仅是一种态度。

相反，2005年中国的通货膨胀预期不容乐观，房价还可能继续推动上涨。

首先，诱发和加剧通胀的因素并没有消除，也就是政府对价格和市场准入方面的管制没有改变。

中国的资源和土地、资金、劳动力等生产要素价格被严重低估，使投资成本很低引起投资热潮。而导致被严重低估的原因在于不合理管制：中国土地一级市场被政府垄断，面向个人出售的商品住宅用地价格抬高，而招商引资以及开发区用地则价格太低。人民币存贷款利率和汇率受到控制，水电煤等资源价格由政府确定，使得这些要素的价格不能真实地反映稀缺性。

由于能源、资源、运输等行业又几乎被国有企业垄断，非国有资本实际上很难进入，一旦因投资需求膨胀导致供求缺口时，也不能很快增加生产能力。继续保持巨大投资的2005年，对这些要素需求加大。如果是市场化的改革，则这些生产要素价格将迅速增长，引起通胀，房价上涨也难以避免。

其次，人民币汇率升值压力导致热钱不断涌入，很大一部分持续流入房地产市场，推动房价上涨。

第三，能源和资源价格压力持续。铁矿石已经涨价71.2%，水电煤上涨压力很大，国际油价居高不下。

第四，由于收紧了土地审批，导致房地产供应减少。

第五，脆弱的银行系统有放贷的强烈意愿。

第六，以投资为导向的城镇化和重工业化趋势仍然明显。

人们最终应该知道：中国必须保持经济增长，也离不开房地产业的稳定成长，房价至少不能降。 而要房价回归真实则需要对市场体系和政治制度、分配制度进行修正，这将是浩大而长期的任务，如果购房族不得不买房子，那就必须作出牺牲。

相关链接

上海酝酿房地产重税方案

上海房价涨得太快，在各类宏观调控政策之后，房价还在狂飙，上海楼市已经变成不得不去面对与解决的问题。

与先前风传物业税即将出台不同，上海房地产加税已经不是一个传闻，而是作为一个方案正在酝酿之中。

根据上海市房地局透露，为了使上海楼市平稳发展、抑制投机，房地产加税方案已经由市财政局和房地局向人大提出，之所以没有对外透露，只是因为这一政策的出台，影响巨大，且可能带来副作用，因此，政府对此的态度十分谨慎。

根据这次提交的方案，在二手房交易中，将征收百分之五的营业税、百分之二十至百分之六十的所得税、百分之二十至百分之六十的增值税以及百分之四的附加税。换言之，一套房子即使没有利润，也可能要交付百分之九的税，而有利润的房子，税则可能占到利润的百分之五十。

报道称，在2004年下半年上海对于办公楼、别墅、老洋房等高档物业交易就开始了征收高额增值税的措施，高档房产的交易方被要求付出总价百分之五或是差额百分之二十七的增值税额。

其它二手房加税政策之所以没有动，是因为技术上还有很多难度，而且加税也需要一个周期。由于目的只在于限制投资，因此可能有五年不卖，税收全免的提议，但目前还存在争议。

电弧炉电极升降自动调节系统简介 篇3

关键词：三相交流电弧炉,极自动调节,闭环控制,PID控制器

引言

电弧炉因不同的原料成分、不同的工艺要求, 对电弧的强弱不尽相同, 电极可在炉内产生电弧熔化炉料但是电极不能无限制地产生短路电流, 长时间的短路必定会损坏变压器, 所以控制电弧电流的重点即是控制电极的升降。在自动控制系统中使用PID控制器对电极升降完成闭环控制, 实现了生产的自动化。下面简要介绍一下电炉电极的自动控制系统。

1. 电弧炉的熔炼过程

1.1 点弧期

当炉料装填完毕, 自动控制系统准备完毕, 由于程序自动控制的作用电极开始下降。当电极接触炉料表面时, 市变压器二次发生短路, 产生短路电流。在电极自动调节程序的作用下, 电极提升使电极与炉料之间产生电弧。此时变压器二次采用低电压、小电流点弧;

1.2 穿孔期

随着电极下面炉料的熔化, 电极不断下降, 逐渐在炉料中形成一个洞即穿井。当电极深入炉料深度为电极直径的1.5倍时, 换高电压, 较大电流熔炼;

1.3 主熔化期

当电极深入炉底, 形成小熔池时, 换最大电压、最大电流熔炼;

1.4 熔化末期

当炉料基本熔化, 高电压下的长弧已能直接辐射炉壁时, 换较低电压、用最大电流、短粗电弧熔炼;

1.5 熔末升温期

炉料熔清后, 继续采用较低电压、大电流、短粗电弧熔炼, 使钢水达到预期温度。

2. 电极升降自动调节

2.1 电弧电流控制

每个时期根据不同的原料成分、不同的工艺要求, 对电弧的强弱不尽相同。可以发现对电弧强弱的控制是整个过程中的重点。电弧炉变压器能较大范围的调整二次电压可以适应不同冶炼时期对功率的需求。电极可在炉内产生电弧熔化炉料, 但是电极不能无限制地产生短路电流, 长时间的短路必定会损坏变压器。

2.2 控制电极升降

控制电弧电流的重点即是控制电极的升降, 对电极升降控制的好坏对钢水的质量、电能的消耗有直接影响。精确控制电极可以自动点弧以及消除由于炉料塌落而造成的电极与炉料之间的短路, 能自动保持电弧功率为给定功率。

2.3 模拟量闭环控制系统

电极升降调节主要是检出变动的弧流、弧压, 将其与给定值进行比较并求出二者差值, 根据差值的大小、方向, 通过液压伺服阀上下移动电极, 使输入功率保持恒定。

特殊钢炼钢连铸工程电弧炉电极的自动控制系统使用的主要设备是S7-400系列的PLC和输入输出模块并辅以各种现场传感器, 变送器与采集炼钢过程中的一次电流、电压, 二次弧流、弧压、钢水温度等等数据, PLC程序对这些数据进行转换、比较、计算, 后再输出控制信号到电极的伺服阀控制电极的升降达到控制电弧强弱的目的。这一过程是周期性的输入、输出的数据都是变化的量, 这是一个典型的模拟量闭环控制系统。如图1。

在模拟量闭环控制系统中, 在一个程序执行周期内被控量N (例如电流、电压、温度等) 是连续变化的模拟量, 大多数执行机构 (伺服阀、变频器等) 要求PLC输出模拟量信号AOS, 而PLC的CPU只能处理数字量。所以, N首先被测量元件 (传感器) 和变送器转换为标准量程的直流电流或电压信号AIS, 如4~20mA、1~5 V等, PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换为数字量ID。PV为A/D转换后的反馈量, 图中SP为给定值, W是误差, W=SP-PV。误差值在PID控制器的程序中进行运算, 将运算结果OD (数字量) 送给模拟量输出模块, 经D/A转换后变为电流或电压信号AOS, 再来控制伺服阀的开度和方向调节电极的升降及速度, 实现对电弧电流的闭环控制。模拟量与数字量之间的相互转换和PID程序的执行都是周期性操作, 在上面一个周期完毕后下一个周期继续执行对被控量N进行采样、转换、比较、计算、再控制的过程。

2.4 PID控制器

上图虚线框内是PLC内完成的运算过程, 在S7-300/400系列的PLC上实现可以使用它的模拟量闭环控制功能, 使用闭环控制模块如S7-300的FM355和S7-400的FM455, 除了使用专用的闭环控制模块外, S7-300/400也可以使用PID控制功能块来实现PID控制。安装了标准PID控制软件包后, 功能块FB41—FB43可用于PID控制。下面简单介绍一下这种PID控制功能块, 见下图。

功能块中有很多的参数, 简单介绍其中比较重要的几项。

左边输入侧:

MAN_ON:布尔型 (BOOL) 为1时为手动

模式, 默认为0, 手动模式时控制变量被手动选择的的值MAN代替。

P_SEL:为1时激活比例操作, 默认为1。

I_SEL:为1时激活积分操作, 默认为1。

D_SEL:为1时激活微分操作, 默认为0。

这三项可以单独激活或取消, 通过其他程序段来激活或取消它们的作用。

CYCLE:采用时间, 两次快调用之间的时间, 取值范围大于等于20ms。

SP_INT:设定值输入, 浮点数 (REAL) 。在炼钢过程中不同阶段通过其他程序段处理会有不同的输入值。

PV_IN:过程变量输入, 即反馈值, 浮点数 (REAL) 。可以是二次的弧流、弧压等参数。

GAIN:比例增益, 用于比例操作部分, 浮点数 (REAL) 默认值2.0。

DEADB_W:死区宽度, 浮点数 (REAL) 。

设定值SP_INT减去反馈值PV_IN得到负反馈的误差, 为了抑制控制器输出的量化造成的连续振荡, 用死区DEADB_W非线性对误差进行处理。

LMN_HLM与LMN_LLM为控制器输出上限与下限, 浮点数 (REAL) 。可用来控制电极上下速度极限。

输出侧:

LMN:控制器输出值, 浮点数 (REAL) , 输出此值已控制电极升降。

ER:死区处理后的误差输出, 浮点数 (REAL) 。

其中注意参数如, SP_INT、PV_IN、LMN输入或输出的为32位浮点数 (REAL) , 但是这些变量在最初采样时和最后输出到执行机构时的数据类型为16位整数 (WORD) , 所以这些变量要经过数据类型转换才可以输入或输出。下面是输入过程的数据类型转换的程序段, 如图3。

在模拟量输入模块得到二次弧流的16位整数值后, 用转换器I_DI将16位整数转为32位整数, 然后用转换器DI_R将刚才的双整型数转换位32位浮点数, 这个数便可直接用作PID功能块FB41的输入参数了。输出值LMN即是将此浮点数转化为16位整数再经模拟量输出模块输出来控制电极升降。

结束语

电极升降自动调节系统中PID控制器不需要被控对象的数学模型, 结构简单容易实现, 有较强的灵活性和适应性, 使用方便, 是应用最广的模拟量闭环控制器。以上内容只是对模拟量闭环控制系统作了简单的介绍, 闭环控制是个复杂的过程, 对它的理解和合理使用既要有理论知识又需要实际经验, 所以还需要在工作中不断地学习和探索。

参考文献

[1]刘春华.电气调整手册.冶金工业出版社

[2]廖常初.S7-300/400PLC应用技术.机械工业出版社

新片升降梯 篇4

IMDB：6.7

时光网：6.1

豆瓣电影：6.2

国内首映：2月14日（内地）

“情人节去看《北爱》了吗？”成为了这个2月最火热的问候语。如果你的回答是否，那建议赶紧去补一补。一边是拍手称快的犀利台词一边是几位主演的卖力演出，更有适合小清新的疗伤语录，让看过这部电影的人都忍不住要为它点个好评。无论是当下年轻人的冲动热情还是生活中繁琐的柴米油盐酱醋茶，在爱情里闯荡，《北爱》用最写实的剧情警示你：不是肝脑涂地就得全身而退。

贴心提示：影片最后的长镜头不容错过，余男的表演是点睛之作。

《达拉斯买家俱乐部》：

IMDB： 8.0

时光网：8.4

豆瓣电影：8.5

国内首映：2月20日（香港地区）

“活着，就要幸福”是多数人看完《达拉斯买家》之后的第一反应。影片中励志的戏码和真实的故事脚本感染了不少原本对传纪电影无感的一众青年。马修·麦康纳饰演的男主角在与病魔奋斗了2257天后，终于离开了这个世界，而在确诊的最初，医生告诉他最多只能活30天。在死亡面前，我们人人都是胆小鬼，但是《达拉斯买家》却用 “奇迹”证明：与其在卧室中腐烂，不如直面惨淡的人生！

贴心提示：全程无泪点，看完很亢奋。

《霍比特人2》：

IMDB：8.2

时光网：8.8

豆瓣电影：8.3

国内首映：2月21日（内地）

在第一部的强势影响下，期待值颇高的《霍比特人2》这一次却没有给我们带来意料之中的惊喜。除了不少冲着卷福和花生这对金牌搭档的影迷，更多的观众则希望能透过3D效果看到小说中所营造的恢弘大场面。可惜，原著中历史的厚重感没有重现，花生和卷福的设定也老让人出戏。不少忠实粉丝出了电影院也只能唉声叹气一回：“除了帅哥，就剩一堆人在乱跑”。

贴心提示：美艳的精灵王子下巴宽了。

《吸血鬼学院》：

IMDB： 6.8

时光网： 6.0

豆瓣电影：5.1

国内首映：2月14日（台湾地区）

吸血鬼又来了，这回是看脸还是看剧情？如果二者都没有精彩之处，那还是看小说吧。104分钟的电影不仅叙事太跳脱，就连吸血鬼公主也让人频频出戏，好好一部翻拍作品在毁了吸血鬼的金字招牌的同时也招来了原著小说迷们的集体吐槽。《吸血鬼学院》的原著小说连载总量长达6本，数目更胜《暮光之城》。可这部电影的未来，真让人为它的第二部捏把汗。

贴心提示：吸血鬼版精简哈利波特。

附着式自动升降爬架安全验算 篇5

附着式自动升降爬架依靠自身配置的电动葫芦, 可随建筑结构逐层爬升或下降。一次搭设循环使用, 大大降低了施工过程中脚手架搭设的人工费用。使用过程中, 依靠自身动力升降, 不占用塔吊, 减少劳动程度、加快施工进度, 提高了高层建筑施工机械化水平。正是凭借这些优点附着式自动升降爬架在建筑施工中占有举足轻重的地位。本文结合工程实例, 依据最新的规范[1,2,3,4,5], 对附着式自动升降爬架进行安全验算来确保附着式自动升降爬架的施工安全。

2 爬架基本参数及架体构件重量

2.1 爬架基本参数

架体总高度为15m;架体内侧净宽为0.6m;架体纵向最大跨距为2.3m;覆盖层数为5层 (5层脚手板) ;每个机位的导向座数量:4套;导向座的最大支承跨度:4.6m。

2.2架体构件重量

如图1所示, 附着式自动升降爬架由导轨、立杆、脚手板、水平桁架、钢制网板、三角撑、翻板、封板、提升机构、内外排空间连接件、导向座组成。以一榀架体计算各部分的重量分别为:导轨重量G1=2940N;5根立杆总重量G2=5438N;

10块脚手板总重量G3=3850N;4块水平桁架总重量G4=1136N;20个钢制网板总重量G5=5400N;14个三角撑总重量G6=1316N;20个翻板总重量G7=2300N;20个封板总重量G8=520N;提升机构重量G9=2339N;内外排空间连接件重量G10=962N;4个导向座总重量G11=1668N;

3 爬架横杆验算

3.1 横杆计算参数

每两根大横杆和两根小横杆共同支撑起一块脚手板和两块封板。大横杆截面参数为50×30×2.6, 大横杆的长度为2300mm。小横杆截面参数为50×30×2.6, 小横杆的长度为600mm。静载荷 (即脚手板和封板的自重) 为385+26×2=437N

由文献2知:当为结构施工时, 每层活荷载的标准值为:Qh1=3000N/m2;当为装饰施工时, 每层活荷载的标准值为:Qh2=2000N/m2;当为升降状态时, 每层活荷载的标准值为:Qh3=500N/m2;取最大值即每层活荷载的标准值为:

由文献2知荷载效应组合值的计算方式为S=γG×SGK+γQ×SQK。式中:S为载荷效应组合值;

γG为恒载荷分项系数, 取1.2;γQ为活载荷分项系数, 取1.4;SGK恒载荷效应标准值;SQK为活载荷效应标准值。

所以横杆上的力的计算值为:0.437×1.2+4.14×1.4=6.3KN。

由文献2知挠度允许值为L/150。由于大小横杆受到的载荷相同, 截面尺寸也相同, 而大横杆比小横杆跨度大, 所以只要保证大横杆安全, 小横杆就安全

3.2 大横杆计算

大横杆的跨度l=2300mm, 受到均布载荷q=1.086N/mm, 所以最大弯矩

而大横杆的截面模量

其中f为钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值, 由文献3查得Q235的f=215MPa。

故大横杆的强度满足要求。

故大横杆的挠度满足要求。

4 爬架立杆验算

4.1 参数及载荷

立杆荷载效应组合值的计算方式参照横杆荷载效应值计算。三角撑的重量由与其相连的立杆共同承担;翻板以及水平桁架的重量由内排的立杆以及导轨承担;钢制网板的重量由外排的立杆承担;提升机构以及内外排空间连接件的重量由导轨及立杆2承担;脚手板、封板以及活载荷的值由导轨和立杆承担。由此可知, 立杆1、3的载荷值相同, 立杆4、5的载荷值相同。立杆总长15米, 立杆步距为3米。不同截面的钢材共同承担载荷时, 载荷按钢材截面的惯性矩所占比例承担。立杆的参数为70×70×3.5;

由钢结构设计手册查的型号为6.3的槽钢的惯性矩为:

导轨的惯性矩为I=2×Ix=102.4cm4。

4.2 立杆1、3的载荷计算

活载荷施加给立杆的力:

所以立杆1、3受到载荷效应组合值:S=1.2×4977+1.4×3693=11167N

4.3 立杆2的载荷计算

立杆自重SGK5=1088N

活载荷施加给立杆的力:

所以立杆2受到载荷效应组合值:

4.4 立杆4、5的载荷计算

立杆自重SGK6=1088N

活载荷施加给立杆的力:

所以立杆4、5受到载荷效应组合值:

4.5 立杆弯矩计算

由于风载荷的作用, 架体外侧的立杆也就是立杆1、2、3会受到风载荷产生的弯矩。

由文献2知风荷载的标准值wk按下式计算:

其中:风振系数βz=1.0

由文献4附表D.4中全国大多数城市n=10年的最大风压值选取基本风压w0=400N/m2。

则风荷载的标准值wk为:

载荷设计值:q=1.09×2.3=2.51k N/m

4.6 立杆强度计算

由前面计算知立杆2受到的力最大为12703N, 所以立杆2最危险, 用作计算。由文献2知在计算立杆稳定性时其设计值应乘以附加安全系数γ1=1.43。所以立杆压力计算值为:1.43×12703=18165N

立杆截面面积:A=702-632=931mm2

根据λ=55.2查文献3得到立杆的稳定系数φ=0.833;

5 结论

通过前面的计算知道, 该附着式自动升降爬架通过了安全验算, 该爬架已经应用于实际工程当中, 实践证明爬架稳定、可靠, 达到了预期的效果。本文从实际出发, 以准确的原则对爬架进行了合理的安全验算, 为爬架的安全性提供了依据。

摘要：随着高层建筑的日益增多, 附着式自动升降爬架凭借其科技含量高、经济、安全、便捷等优点, 在高层建筑施工中的使用越来越多。本文基于工程实例, 通过科学合理的验算, 介绍了附着式自动升降爬架的受力分析及安全验算, 希望通过合理的验算来确保附着式自动升降爬架的施工安全。

关键词：自动升降,爬架,计算,施工安全

参考文献

[1]JGJ 59-99, 建筑施工安全检查标准[S].

[2]JGJ 202-2010, 建筑施工工具式脚手架安全技术规范[S].

[3]J GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].

自动升降 篇6

实际工程项目以及机床设备中, 由于实际工况的原因, 许多升降机构都采用悬臂支撑的方式, 如摇臂钻床、挖掘机等。单点支撑的悬臂机构在实际工况中受力情况比较严峻, 因此在设计过程中, 其刚度以及强度就成为设计中重要的考量项目, 本文结合实际工程项目中的自动升降机构, 基于ANSYS对其刚度、强度以及压杆稳定性进行分析, 并对机构的主要受力件的刚度与强度进行校核, 然后根据其危险截面处参数进行结构优化, 以满足实际需要。

1 自动升降机构

图1为实际工程项目中的自动升降机构的三维模型, 主要功能是使得3个称重传感器能够上下移动, 从而在需要称重时, 3个称重传感器与被测物接触进行称重, 不需要称重时, 称重传感器与被测物分离的功能。以上功能的具体实现方式是通过减速电机带动丝杠旋转, 进而带动螺母上下移动, 从而使得称重平台以及安装在其上面的称重模块沿着导轨上下移动, 实现其功能。

平台的结构决定其强度与刚度, 也是丝杠螺母副、导轨滑块的规格以及减速电机选择的重要因素;平台的强度与刚度决定着称重模块的安装面是否符合安装要求, 决定着称重结果的准确性。因此平台结构的设计也是本机械结构中的重要环节。机构中的平台结构采用类似于槽钢的结构, 即在平板四周加裙边的结构, 如图2所示。丝杠螺母副提供称重平台的支撑, 其强度与刚度决定平台基面的稳定性, 考虑到丝杠螺母副属于竖直安装, 并工作在竖直工况下, 因此其压杆稳定性也属于重要的考量范围。

2 计算工况

本项目实际需求是:3个称重传感器的额定量程为50kg。称重传感器的安装要求是各安装点平面落差控制在3 mm以内, 同一基础面水平度应控制在1 mm/m以内, 基础承载能力要求大于传感器的量程[1]。

因此, 基于上述传感器模块的安装要求以及相关结构的刚度、强度以及压杆稳定性的要求, 对于提出的自动升降机构需要验证以下三点:

1) 平台的变形量以及强度;

2) 丝杠轴的变形量以及强度;

3) 丝杠的压杆稳定性分析。

在实际工作状态中, 自动升降机构所处的状态有多样性, 仅对当3个称重传感器均处于额定量程时的工况状态下, 即本机构处于极限工况下, 分析平台以及丝杠的变形量、强度以及丝杠的压杆稳定性是否符合要求。其中, 平台的受力情况为3个称重传感器对平台的作用力, 均为50 kg;平台的自重为16.7 kg。丝杠的受力情况:将3个称重传感器50 kg的负载以及平台的自重为16.7 kg所产生的力通过力的平移定理[2]简化为z轴1 667 N的力以及力矩分别为My等于106 N·m以及Mx等于90 N·m。

3 有限元计算

3.1 建立模型

模型主要是通过螺钉将各个板件进行连接, 所有板件均采用shell63单元进行模拟计算。丝杠轴采用solid185单元进行模拟计算。有限元模型的结构要尽量做到与实际结构一致, 为了提高计算效率, 要求在建立有限元模型过程中做必要的简化[3]。因此, 在建模过程中采用以下原则:

1) 各板件厚度方向位置以板厚中性面位置确定;

2) 建模过程中忽略较小圆角, 将其处理为直角;

3) 除去螺纹和键槽等一些细节信息[4]。

3.2 约束及加载

平台的受力主要是称重传感器对安装面的压力, 以及平台的自重。3个称重传感器对安装面的压力简化为加载在安装面中心节点处, 平台的自重均匀的加载在各个节点上。

平台与螺母通过螺钉连接, 在连接处限制z轴的平动自由度;平台通过螺钉与滑块连接, 沿着导轨上下移动, 在平台与滑块连接处限制x、y方向的平动与转动自由度, 限制z方向的转动自由度。

丝杠的受力通过螺母与之对应的螺纹传递力, 本文将丝杠的螺纹处理为圆柱体, 经过受力分析以及力的平移定理, 转化为力和力偶的形式, 通过加载在刚性点的形式将力和力偶传递到丝杠上。

丝杠下端通过轴承固定在轴承座上, 在丝杠与轴承内圈接触处限制x, y, z处的自由度。

各部件加载以及约束如图3~图4所示:

细长杆件承受轴向压缩载荷作用时, 将会由于平衡的不稳定性而发生失效, 这种失效成为稳定性失效, 又称为屈曲失效[4]。

工程上常用安全系数法作为稳定性设计准则, 稳定性设计的步骤首先确定压杆类型, 进而确定临界载荷, 最后进行稳定性安全校核。

在ANSYS中提供两种分析结构屈曲载荷和屈曲模态的技术:特征值屈曲分析和非线性屈曲分析[5]。

特征值屈曲分析属于结构线性分析, 用于预测理想弹性结构的理论屈曲强度。这种分析方法与经典的欧拉 (Euler) 法一致[5,6]。但是, 实际结构的缺陷和非线性等会使载荷还未到达理论的弹性屈曲载荷时发生失稳, 因此, 特征值屈曲分析通常给出非保守的结果, 在实际工程中一般不再使用[5]。

非线性屈曲分析时为了寻找屈曲载荷, 采用逐渐加载荷的非线性静态分析过程。

因此, 在利用ANSYS对丝杠压杆稳定性分析之前首先要确定应该利用特征值屈曲分析方法还是非线性屈曲分析方法。根据压杆的长细比将其分为三种类型:细长杆, 中长杆, 粗短杆[4]。其中, 细长杆发生弹性屈曲, 中长杆受力发生屈曲, 属于非线性屈曲。粗短杆受力不会发生屈曲, 会发生屈服。因此, 可通过判断本实例中的丝杠的长细比确定采用哪种方法进行屈曲分析。

确定杆件类型需要计算两个临界值, 分别为λp, λs。

式中:E———材料的弹性模量, Pa;

σP———材料的比例极限, Pa。

式中:a, b为与材料有关的常数。

丝杠的压杆稳定性分析的模型参数是长度l=275 mm, 直径d=14 mm (取丝杠模型中的最小直径) , 丝杠简化为一端固定, 一端自由。

带入公式得:

当λ>λp时, 压杆属于细长杆;

当λs<λ<λp时, 压杆属于中长杆;

当λ<λs时, 压杆属于粗短杆。

长细比λ计算公式如下:

式中:λ———长细比;

μ———长度系数 (与压杆支撑形式有关) ;

l———压杆长度, mm;

Ii———压杆横截面的惯性半径, (I为惯性矩, A为截面面积) 。

带入上述公式得, λ=157.14>λp。

因此, 实例中的丝杠属于细长杆。若用ANSYS进行屈曲载荷分析, 则需要采用特征值屈曲分析, 因在实际工程中一般不采用此方法[5], 本文采用安全系数法进行校核。

3.3 计算结果

基于轻量化设计, 根据实际应用过程中的经验以及加工工艺的考虑, 本机构板件材料采用#45, 屈服强度355 MPa, 弹性模量206 GPa、泊松比0.28、密度7 850 kg/m3;丝杠材料选用#45调质处理, 屈服强度355 MPa, 比例极限为273 MPa, 弹性模量206 GPa、泊松比0.28[4]。

在如上述边界条件, 对平台及丝杠轴进行有限元计算, 并采用VON MISSES应力评价准则, 其等效应力云图如图5-图8所示。

如图5、图6所示, 三个传感器安装处的变形量均很小, 符合传感器的安装面要求;平台的应力最大值为14.1 MPa, 小于材料的屈服强度, 满足强度要求。

如图7、图8所示, 丝杠的最大变形量为2.071μm, 最大应力为438 MPa, 小于材料的屈服强度, 满足强度要求。

由变形量以及应力图可知, 最大应力处发生在尖角处, 通过倒圆角以及倒角的加工处理方式进行优化。

丝杠的压杆稳定性分析如下:

利用欧拉公式计算临界力FPcr:

安全系数nw:

得, nw=7.59>[n]st=1.8~3.0

因此, 丝杠处于稳定状态, 满足要求。

4 结语

所设计的自动升降机构, 从功能上能很好的实现实际需要, 在结构的强度与刚度上也能满足要求。经过AN-SYS对本结构的刚度、强度以及压杆稳定性分析, 能很好地预测危险截面处, 对设计过程也能起到很好的优化作用, 达到满足强度、刚度的要求的同时, 使结构更加轻量化、美观化。

摘要：根据实际工程项目的需要, 提出一种自动升降机构, 该机构采用悬臂支撑的形式, 因悬臂支撑的结构特点, 需要对其进行刚度、强度以及稳定性校核, 通过ANSYS对机械结构的强度、刚度以及压杆稳定性进行分析, 以检验是否满足实际需要, 并根据受力变形情况对结构进行优化。结果表明该机构能够很好的实现该工程项目的需要。

关键词：自动升降机构,悬臂支撑,ANSYS

参考文献

[1]SB静载称重模块安装使用说明. (SB static load weighing module installation instructions.

[2]刘俊卿.理论力学[M].重庆:重庆大学出版社, 2011:35-38.

[3][美]S.S.劳尔著, 傅子译, 工程中的有限元法[M].北京:科学出版社, 1991:6-7.

[4]范钦珊.材料力学[M].北京:清华大学出版社, 2003:190-196.

[5]王泽军.锅炉结构有限元分析[M].北京:化学工业出版社, 2005:156-158.

自动升降 篇7

关键词：MCGS,升降机,控制系统

0 引言

过去工业控制计算机系统的软件功能都靠软件人员编程实现, 工作量大, 软件通用性差, 且易产生错误。随着工业控制要求的不断提高, 专门用于工业控制的组态软件应运而生, 它是一套功能齐全的组态生成工具软件, 通用性强, 而且系统的执行程序代码部分一般固定不变, 为适应不同的应用对象只需改变数据实体即可。北京昆仑通态开发的MCGS结构清晰、易于掌握、功能强大、运行稳定、界面生动、价格合理, 在石油、化工、电力等十几个领域获得了广泛的应用。以基于MCGS的升降机自动控制系统为例, 阐述MCGS在自动控制方面的应用[1]。

1 升降机自动控制系统原理

工艺过程与控制要求:

(1) 呼叫控制。升降机静止状态时应处于某个楼层, 将呼叫按钮、平层传感器分别组合成数值编码, 二者进行数值比较。当呼叫数值大于平层数值时, 升降机上行;当呼叫值小于平层数值时, 升降机下行;等于平层数值时, 升降机停止。

(2) 平层控制。升降机接近于某个楼层传感器时, 发出对应的代码, 使升降机停止;升降机至某个楼层时, 应在该层停留一定时间后方可在此处理其他楼层的呼叫信号。

(3) 呼叫优先权, 是有多个呼叫信号时, 控制系统优先处理的一种机制。同方向出现多个呼叫信号时, 升降机按正常方式运行。上、下出现混合呼叫时, 升降机上行优先。升降机处于上、下行状态时, 来自任何方向的呼叫信号是无效的。H1~H5分别是对应楼层的指示, ZTD是状态指示灯, 电梯正常时, 该灯亮;电梯故障时, 指示灯以0.5s的周期闪烁。

利用MCGS设计控制界面, 用来对升降机的运行进行监控, 如图1所示。PLC主要用于编写控制系统的梯形图, 实现升降机的自动运行。

2 基于S7-200的控制系统的设计

根据系统的工艺过程与控制要求, 需要13个输入和8个输出点, PLC可选用CPU224DC/DC/DC, 其I/O分配表如表1所示。

系统主程序流程如图2所示, 其中子程序0为升降机停的层数, 子程序1为请求层数, 子程序2为判断升降机的上行与下行。

3 基于MCGS的系统组态设计

利用MCGS完成升降机自动控制系统界面的设计, 主要包括以下步骤:

(1) 工程建立。在已安装好MCGS软件的计算机上建立工程:升降机自动控制系统。

(2) 制作工程画面。在组态用户窗口里画出与实际相应的动画连接图, 如图1所示。

(3) 定义数据对象。在实时数据库里定义各数据变量, 包括指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围;确定与数据变量存盘相关的参数, 如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。

(4) 动画连接。将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关连接, 并设置相应的动画属性, 完成动画效果图。

(5) 编写控制流程。选择循环策略, 对升降机运动进行脚本程序的编制, 以实现对整个界面的控制:

IF K1M=1 AND升降机<0.1THEN升降机=升降机-0.5

IF K2M=1 AND升降机<0THEN升降机=升降机+0.5

最后单击“确认”, 脚本程序编写完毕。

(6) 联机调试。选择驱动设备S7-200 PLC, 并进行相关参数设置, 包括通用串口设备属性编辑和通信设备属性设置。西门子默认参数设置为:波特率9600, 8位数据位, 1位停止位, 偶校验。参数设置完毕, 单击“确认”按钮保留。然后进行设备调试, 如图3所示。

结果“通信状态标志”为0, 表示通信正常, 说明MCGS与PLC通信成功, 控制系统就可以通过控制界面直接与PLC设备交换数据变量, 使升降电机做出相应的动作。

4 系统运行效果

以升降机停在二层为例 (如图4所示) , 二层平层传感器感应到升降机, 此时二层平层传感器输出为“1”, 二层指示灯“亮”, 通过PLC程序调用子程序0给VB6的值为2。此时五层有请求 (即SB5=1) , PLC调用子程序1, 此时, VB8的值为5, 并锁定子程序1, 直到升降机到达五层, 子程序1才能被调用 (符合升降机的优先级) 。根据减法指令5-3>0 (即VB9>0) , 升降机上行, 如图5所示。

升降机到达3层, 三层指示灯“亮”, 升降机停留在三层2s处理其他事情, 并调用子程序0, 由于子程序0被锁定, 因此其他的请求无效。

5 结语

采用S7-200 PLC实现升降机自动运行, 使得机械设备更灵活有效、动作准确、易于维护;上位机监控采用北京昆仑通态公司的MCGS组态软件, 操作简便、可视性好、维护性强、可靠性好。

参考文献

[1]包建华.基于MCGS组态软件的机械手控制系统[J].兵工自动化, 2007, 26 (8) :56-57

[2]杨章勇.基于PLC控制的取料机系统设计[J].科技广场, 2007, (05) :215-216

[3]朱建红.组态软件在PLC电气控制实训教学中的应用[J].中国科技信息, 2008, (06) :127-129

自动升降 篇8

在我国, 单片机已被广泛应用在工业自动化控制、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。单片机的应用具有范围广的特点, 对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。在实时自动控制的单片机应用系统中, 单片机往往是作为一个核心部件来使用, 它已成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种, 具有广泛地的发展前景。单片机技术的应用, 使得许多领域的技术水平和自动化程度得以大大提高[1]。

随着电子技术日益发展, 自动控制升降旗系统也在向前发展, 然而传统的国旗升降存在着国歌的播放与国旗上升步调不一致现象, 易受环境因素影响等弊端。为了解决国旗升降中的众多问题, 提高升旗的质量和效率, 可以使用自动控制升降系统来完成国旗的升、降控制, 使升降旗速度与国歌演奏时间准确配合, 从而避免了人为升降国旗与国歌演奏时间不协调而出现的尴尬场面发生, 保证了国旗升、降仪式的顺利进行。让单片机用于升降系统中, 使控制技术和单片机技术相结合, 从而可实现机电一体化控制, 提高升降系统的自动化程度及运行可靠性和稳定性。

2 方案选择与确定

根据设计要求, 该系统以STC89C52单片机为核心, 由12MHZ的晶振提供外部时钟, 复位电路采用手动按钮复位和上电自动复位以使单片机恢复到初始设定状态。使用键盘进行模式选择, 控制电路的工作方式, 同时使用液晶屏和晶体管显示相应的数据。语音电路控制国歌的播放, 电机驱动电路控制步进电机的转动, 并且和国歌播放时间同步, 达到国旗到顶时国歌播放完成的效果。

整体框架如图1所示:

3 硬件电路设计

3.1 驱动电路设计

本系统所用的电机型号为永磁感应子式42BYGH101电机, 其参数信息如表1所示。

L297集成电路用于两相步进电机或四相步进电机的驱动控制。通过L297发送相关信号可控制L298N芯片工作。在使用L297芯片时, 用户只需要控制时钟、方向、模式输入信号, 就可以实现步进电机的驱动控制, 大大简化了程序设计的复杂性。采用L297与L298N集成芯片的组合, 对步进电机进行驱动控制, 可以提高步进电机运行可靠性, 降低成本, 提高步进电机的定位精度。步进电机驱动电路如图2所示[2]。

本系统采用两相双四拍工作方式, 下面给出系统的两相双四拍相序表, 如表2所示。

根据步进电机工作电压 (2.5V) 及工作电流 (1.7A) , 系统通过STC89C52单片机P2.0与P2.1引脚输出相应的控制信号, 实现步进电机的启停、速度调节和换向等功能。通过改变控制字及其输出脉冲频率实现电机的换向与调速[3]。

3.2 语音电路电路设计

语音模块的设计思想是利用单片机的软件编程控制扬声器播放国歌语音代码实现的, 由于设计中采用的是三极管驱动8Ω/0.5W的扬声器发声, 需要的功率过大, 而普通的三极管不能承受很高的电流, 容易在电路中烧坏;如果在电路中接入限流电阻, 又不能满足驱动扬声器的条件, 或者扬声器声音过小, 都不能达到设计的要求。为了解决这个问题, 在设计采用大功率的MOS管TIP122实现。TIP122芯片的引脚如图3所示。

图4所示的是三极管TIP1122的内部连接图, 其中R1=5千欧, R2=150欧。由图可以看出, 这是一个集成的放大型NPN管, 它是由两个NPN型普通三极管经过二级放大形成的, 使得稳定系数更高, 且放到倍数也加倍, 各方面参数都有所提高具体的电参数如表3所示。通过单片机的P2.7口输出脉冲信号, 具体电路设计如图5所示。

3.3 液晶显示电路设计

本系统采用LCD1602用于即时的显示国旗升降的数据, 如上升或下降、速度、剩余时间等信息, 根据引脚性质, 具体的电路设置为如图6所示, 体现了如下显著特点。

(1) 微功耗:工作电压低, 工作电流只有十几个微安。

(2) 体积小:安装时占用面积小, 减小了设备的体积。

(3) 寿命长:LED器件连续点亮时间长, 不易烧毁。

如图5所示, 1602液晶的控制管脚都接到了单片机管脚上, 在功能设置指令中可以将液晶设为8位数据接口和4位数据接口, 图中采用的是8位的数据接口, 当然也可以当四位数据接口来用。液晶电源正端接5V, 负端接地, 背光正端接5V, 负端接地。此外, 液晶的偏压管脚 (VO) 接到一个电位器的中间抽头, 电位器的两端分别接5V和地, 这样就可通过调节电位器来实现对1602液晶对比度的调节。经实验测试, 笔者手里的1602液晶的偏压管脚的电压调节到0.3~0.4V时对比度效果最好。

4 结语

单片机的应用如今已经在工业、电子等方方面面展示出了它的优越性, 利用单片机在控制电路逐渐成了趋势, 它与外围的简单电路再加上优化程序就可以构建任意的产品, 使得本设计成为现实。由于设计使用的是STC89C52作为核心的控制系统, 精度高、性能可靠、电路简单、成本低的特点, 加上经过优化的程序, 使其很轻松实现自动控制升降旗控制。

摘要：随着科技的进步, 自动系统的广泛发展, 以及升降旗存在的问题, 自动系统也逐渐的应用到升降旗上, 且具有较强的应用性。特别是单片机测控技术和自动控制技术的迅速发展。本系统采用STC89C52单片机作为主要控制单元, 以步进电机作为升旗的动力, 独立式键盘作为输入, 通过LED显示器显示系统信息, 进而完成升旗和降旗动作。

关键词：单片机,升降旗,自动控制系统

参考文献

[1]刘华东.单片机原理与应用 (第2版) [M].北京:北京电子工业出社, 2006.

[2]刘晓山.单片机在步进电机控制系统中的应用[J].机电工程技术, 2004 (1) .

国旗升降的幕后故事 篇9

距五星红旗1949年10月1日第一次升起在天安门广场已过去了60年,第一次按下电钮的是毛泽东,第二次呢?那些国旗在此后六十年是如何升起降落的,亲历和见证过五星红旗升降史的人们至今仍记忆犹新。

首次试升国旗自动降半旗

1949年10月1日清晨7时许,曾经的北平市纠察总队一大队的驻地,四名队员意外地接到紧急通知,在即将到来的历史性时刻,他们将站到五星红旗下面做护旗手。

多年之后李元甫还清楚地记得通知他们的那位参谋当时严肃的表情:“交给你们一项光荣的任务,在开国大典上做五星红旗的护旗手,无论如何,一定要保证咱们的国旗顺利升起。你们现在立刻赶到天安门广场。”

从北京东四南大街史家胡同8号的驻地到天安门广场3公里的路程,李元甫几乎是一路小跑,以最快速度飞奔而去。事实上,他们不知道这临时的通知,缘于头天晚上一个颇为戏剧性的插曲。那天开国大典的准备工作基本就绪。22米高的铁制旗杆傲然矗立,电动升旗装置安装完毕,正在做最后的调试。

谁料当天夜里预演升旗时,国旗到了旗杆的中间就停止了。有人善意地解释说:当时天安门国旗杆的南面,正破土动工修建人民英雄纪念碑,在预演升旗的前几个小时,举行了纪念碑奠基仪式,毛主席亲手铲下了第一锨土。这面有灵气的国旗,在它第一次升起的时候,不忘为国捐躯的820万英灵,自动升半旗向英烈致哀。人们认为那一块红布通人性。

人们的心情是可以理解的,但事实上那天是因为机械装置出现了故障。后来,经过反复维修,改制调试,到10月1日的凌晨,才调试成功。

由于这一次的有惊无险,让人们意识到,关键就是把旗升起来,电力技术保障是关键,当时电工并不多,而旗杆下的电机归北京市供电局负责,于是十一后,组织上就顺理成章地把此后的升旗任务交给了供电局。

那时候并不是每天都升旗,只是在元旦、春节、五一、十一等重大节日时,才会在早晨把国旗升起,晚上降下。

当然,开国大典那天是毛主席亲自按下了升旗的按钮,中国第一面五星红旗升起来时,天安门前万民欢腾的场面已经成为永久的经典载入史册,供人们时时回味。

他最后一刻说“该升旗了”

1950年的10月1日,国庆升旗的按钮由北京供电局的电工师傅程红年按动。狂欢的游行队伍尚未散去,未满周岁的中国就迎来了第一个大难题,要不要出兵朝鲜。那个不眠之夜的讨论结果日后为全世界所铭记。

1951年的9月30日,当年22岁的供电局电工胡其俊接到一个让他彻夜未眠的通知:从明天起,天安门广场的国旗将由他来升起。

当时家里没有表,凌晨时分胡其俊就爬起来,扛着旗子到了天安门广场。他翻过一米多高的汉白玉栏杆,把配电箱的箱盖打开,踩着箱盖爬上两米高的旗杆台,把旗子绑在旗杆的钢丝上,绑好后从台子上跳下来。这时天才蒙蒙亮,胡其俊就蹲在基座下面。等着东方泛出些微红,胡其俊按下按钮。旗子缓缓地升上去了。

就这样,青年电工胡其俊第一次升起了天安门广场上的国旗。此后一直到1976年,26年的时间里,胡其俊都担负着这个光荣而秘密的任务,连他家人都是多年后才知道他这一特殊工作。

2006年10月1日早晨,国庆节当天,去世前的胡其俊说的最后一句话是:“该升旗了”。

五班的故事

1976年这一年,对中国来说是一个重大的转折。这年4月清明节期间发生的“天安门事件”对天安门广场上国旗的升起提出更高要求。

电力工人升旗的时代结束了,取而代之的是卫戍部队的战士。

1976年11月26日,北京卫戍区部队担负起了升旗任务。从此国旗每天升旗,不再是节假日才有的特例,但升旗时间依然只凭战士肉眼的观察,谁也说不准第二天升旗的时间,也没有隆重的仪式,只是由两名战士扛着国旗并肩而行,通过长安街时,还需要给自行车让道。等太阳快落山时候,再把国旗降下,扛回来后放在驻地房檐下。

1982年,冷战结束,中国先后与日本、美国握手言和。百万大裁军随之而来,原来的卫戍部队官兵有很多转变成对内管理的武警。董立敢等就这样成为原武警北京总队第六支队十一中队五班的一员。

这个五班,日后被人们习惯地称为国旗班。他们担负起了天安门广场升降守卫国旗的光荣任务。在第一任班长董立敢带头奔走下,第一套规范的国旗升降仪式开始成型。原来的2人升旗改为3人升旗,其中1人擎旗,2人护旗,正步前进。统一了着装,升旗变成每天一次,并制定了综合天文台提供的科学数据和人们习惯的国旗升降时间表,

“每年的五一这天升旗时间最早,一般在4:35分,元旦这天最晚,在7:36分。”国旗班第一任班长董立敢至今依然能准确报出一年四季每天升旗的具体时间,一年相差两个半小时,每天差两分钟左右。

社会逐渐开放,其时很少有老百姓知道还有天安门升旗这回事,观看升旗的人很少。国旗杆也没有围栏,观众可以近距离接触,人们对于国旗的态度也还不够尊重,升国旗时有人交头接耳,有人坐在地下,拍照留念时,有人随意靠在国旗杆上,要战士提醒上面有国旗才会离开。

1983年2月的一天开启了国旗卫士宣传国旗知识的历史。当时一队小学生排着整齐的队伍,来到天安门广场观看升旗。这种有组织的活动在当时尚不多见。升旗后,领队教师要求正在执勤的战士给孩子们讲讲国旗知识。此后,宣讲国旗知识成为国旗班每一位成员的另一重要任务,不仅在国旗下讲,还在学校厂矿机关以及广播里讲解。内容既包括国旗知识的介绍,还包括发生在国旗下的一些感人故事。

1984年,天安门广场升旗的全过程成为中央电视台新闻联播的片头,整整播放了一年,从此到天安门看升旗成为中国民众的梦想,也成为北京游客的必备项目。

董立敢还清楚地记得,1984年冬天一个寒冷的晚上,国旗班成员看到两个女孩子久久滞留在附近不走,半夜两点时,战士向当时的班长董立敢汇报了这一情况,董立敢要求战士继续观察,到了四点这两个女孩不但一点没有走的意思,反而乱蹦乱跳,手舞足蹈,战士上前询问才知道,原来她们是北京舞蹈学院的学生,为了看升国旗晚上不敢回寝室,因为学校早晨开门太晚,赶不上升国旗,因此,先是逛街,到了晚上也没街可逛了,怕不安全,就跑到国旗下,呆在战士的身边让她们有安全感,至于手舞足蹈是因为太气太冷,为了取暖才跳舞的。战士们深受感动,立刻将两位女同学请到了室内,送上热水、大衣,第二天又让她们最近距离地实现了观看升旗的愿望。

天安门升着的是“特号国旗”

1990年10月1日这一天,《国旗法》颁布,要求升国旗时必须奏国歌,让升旗仪式更加庄严隆重。原来的国旗杆周围都是封闭的,升降国旗时,战士们需要跳进跳出,既不方便又不雅观。经有关部门批准,国旗基座于1991年2月23日开始改建。改建后,国旗杆升高至30米,国旗也改为长5米、宽3.3米的特号旗。

国旗班班长赵新风见证了国旗班最终成型的时刻。1991年4月,经国务院批准,国旗班扩编为国旗护卫队,5月1日正式开始启用新的升旗仪式。升旗方队由36名武警官兵组成,其中擎旗手一名,左右是怀抱冲锋枪的两名护旗兵,后面是一名佩戴指挥刀的带队警官,其后是由32名肩扛56半自动步枪的护旗队员。每月的1号,有60名军乐队队员在升旗现场演奏国歌,平时播放国歌录音。

新的升旗仪式一亮相,每天到广场观看升旗仪式的群众都有几万人,重大节日甚至达到一二十万人,升旗仪式很快成为首都北京最亮丽的一道风景线。

汶川地震后,2008年5月18日下午,国旗护卫队接到了从19日起连续三天降半旗为灾区死难群众致哀的通知。这是建国59年以来,天安门广场上空的五星红旗第一次为遇难的普通人而降半旗。

自动升降 篇10

本设计的目标是能够自动控制物体的升降, 并且上升时能在最高端自动停止;下降时, 在最低端自动停止。采用由步进电动机和单片机等组成的核心电路。综合考虑系统中各部分的逻辑关系与协调能力, 将该系统分为单片机控制部分、传动部分、显示部分等模块。

1.1 电动机模块

综合考虑, 电动机采用步进电动机。步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下, 电动机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电动机加一个脉冲信号, 电动机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点, 使得在速度、位置等控制领域用步进电动机来控制则非常简单。它的定位性能非常优越, 可以和数字控制技术接轨, 不需要A/D转换, 能直接将数字脉冲信号转换为角位移。每当给步进电动机一个控制脉冲, 它就将转过一个角位移, 设计中所用的步进电动机每次转1.8°。

1.2 电动机驱动模块

采用的步进电动机型号为42BYG028, 是四相步进电动机, 需同时放大四路驱动信号。

控制芯片L0298是步进电动机专用的控制芯片。该芯片通过使能端同时控制四路三极管的工作状态。

四路三极管驱动制作过程简单, 稳定性良好, 而且价格低廉。因此采用自己手工制作的三极管驱动。

1.3 显示模块

采用点阵式液晶显示器 (LCD) 。点阵式液晶显示模块具有低功耗、稳定性良好, 能显示当前状态、当前高度、制定位置等一系列复杂显示, 从而使设计具有人性化、智能化等优点。

2 系统设计与主要参数的选择

系统分为若干模块, 其中以AT89S52单片机为控制核心, 以42BYG028为传动核心来完成诸如驱动电动机、运转方向与速度控制、物体所在位置和LCD显示的信息等。本系统的设计颇具人性化与智能化。整个系统正常运行需要+5V和+12V直流稳压电源供电, 设计中制作了这两种稳压电源。

2.1 步进电动机运动参数的计算

要保证步进电动机转速稳定, 就必须精确计算与步进电动机有关的各项参数。

1) 以43s匀速上升时, μ=4.186cm/s。所用的步进电动机为42BYG028, 当两相励磁时, 步进角为1.8°, 即200步转一圈, 因此4.186cm/s=20步/秒, 即步进速度为4.784ms。

2) 当以30s匀速上升和120s匀速上升时步进速度分别为3.333ms和13.333ms。

3) 通过以上计算结果, 可以得出步进电动机调速时的一个增量, 这个增量是不变的。

当43s——4.784ms;30s——3.333ms时:

得。

当43s——4.784ms;120s——13.333ms时;

得K3=111.0。

当30s——3.333ms;120s——13.333ms时;

得K3=111.1。

则。

2.2 步进电动机的驱动模块

步进电动机是一种自动化执行部件, 如果和数字系统相结合, 可把脉冲数转换为角位移, 实现其正转、反转和自动控制。使用、控制步进电动机必须由环形脉冲, 功率放大等组成的控制系统。

步进电动机是由脉冲驱动的, 驱动的控制信号来源于单片机的扩展I/O接口。脉冲的控制信号的类型决定步进电动机的工作方式。设计所采用的是4相步进电动机, 具有4个电极, 每个电极上均有绕组。4相电动机有A, B, C, D 4相绕组, 当4相定子绕组轮流接通驱动脉冲信号时, 就在4对电极上轮流产生磁场, 吸引转子转动。一相绕组每通一次电称为一拍, 转动相应的角度称为步距。

给4相绕组通电方式采用单4拍控制4相绕组通电的次序, 实现电动机的正转反转, 控制通电信号的频率, 控制电动机的转速。

1) 控制步进电动机的转向。

如果给定的工作方式为正序换向通电则步进电动机正转, 如果反向通电步进电动机就反转。

2) 转换顺序。

通电换向这一过程称为脉冲分配。正转时其各相通电顺序A-B-C-D, 脉冲顺序必须严格按照这一顺序分别控制A, B, C, D相的通电顺序以实现正转。

3) 步进电动机速度的控制。

步进电动机按其接到的脉冲频率的不同, 产生不同的转速, 调整单片机发出脉冲数的频率就可以让步进电动机具有不同的速度。

设计的驱动采用自制三极管式驱动。电路如图1所示。

2.3 LCD液晶显示器

液晶显示器 (LCD) 具有显示信息丰富、功耗低、体积小、质量轻、超薄等其他显示器无法比拟的优势, 广泛应用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD分为段位式LCD, 字符式LCD, 和点阵式LCD。

设计采用点阵式液晶显示器OCMJX8C。OCMJX8C是一种C系列中文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形, 具有绘图及文字画面混合显示功能。

2.4 键盘

键盘采用行列式键盘。单片机工作时, 并不经常需要键输入, 使CPU经常处在空扫描状态。为了提高CPU的效率, 可采用中断方式进行扫描, 但这样就会使外部中断源更加紧张, 因此采用了改进的键盘, 在列行加入了74LS08与门。图2为键盘电路的原理图。

2.5 单片机最小系统

单片机最小系统是电动机控制系统的核心, 其CPU采用AT89S52。其外部接口和功能介绍如下:

P0口:控制单片机的8位数据总线;

P2口:8位扫描键盘的数据总线;

P1.0～P1.3:控制电动机的信号线, 其每位控制电动机的一个相位;

P3.0, P3.1, P3.3, P3.4, P3.5接液晶屏的控制线;

P3.2:中断。

3 系统测试与分析

3.1 测试使用的仪器

测试使用的仪器设备如表1所示。

3.2 分析

1) 按上升键时, 能上升到最高端自动停止;按下降键时, 下降到最低端自动停止;

2) 当设定好上升或下降位置时, 能在指定位置自动停止;

3) 能即时显示高度信息, 误差1cm;

4) 可以实现任意位置的准确控制。

4 调试

调试过程分为三部分:硬件调试、软件调试和软硬件连调。

电路按模块调试, 各模块逐个调试通过后再连调。单片机软件先在最小系统板上无误后与硬件连调。

4.1 硬件调试

对于步进电动机的固定, 一定要牢固, 避免电动机震动带来的不必要的误差。整个系统只有两块稳压电源板、一块步进电动机驱动板和一块4×4矩阵键盘组成。

经测试, 各电路运行正常, 尤其是电动机驱动电路, 几乎不发热, 工作很稳定。整个硬件电路调试非常简单。

4.2 软件调试

全部程序用汇编语言编写。确认程序没有问题时, 直接下载到单片机进行调试。采取自下至上的调试方法, 即单独调好了每一个模块, 然后再将其他模块连接连调, 用这种方式降低了程序调试过程的难度与周期。使得修改

更加容易, 降低了出错率。

4.3 硬件连调

软件和硬件之间联系紧密。首先, 对软件和硬件分别单独调试, 软件部分的调试和结果由仿真验证。在软硬件都基本调试好的情况下, 系统的软、硬件连调问题不是很大。

5 总结

设计以单片机AT89S52和42BYG028步进电动机为核心部件, 整个控制系统由单片机控制部分、传动部分、显示部分等组成, 通过键盘指令控制物体的匀速升降。经测试, 该设计还能够实现物体的自动停止与升降时间范围的准确控制, 该设计还能达到任意位置状态的控制。

参考文献

[1]李春旭, 蔡秀鹏, 高东锋, 等.基于单片机控制步进电动机的方法研究[J].机电工程技术, 2006, 35 (11) :38-39, 108.

[2]孙文迁, 王波.高速物料提升机自动控制系统[J].微计算机信息, 2004, 20 (3) :10-11.