[发明专利]卷扬式闸门启闭机荷载与开度信号同步采集仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种对信号同步采集仪，尤其是用于卷扬式闸门启闭机的荷载与开度的信号同步采集仪。

背景技术

目前在卷扬式闸门启闭机系统中，对卷扬启闭机、门机、吊车等起重设备起重量（荷重、荷载）、开度（升降高度）的准确测量和控制是各种水利自动化工程安全运行和安全生产的不可缺少的重要条件。近年来，卷扬启闭机使用常规的高度荷载仪，通常只是对高度、荷载进行粗放式的测量，只有一些简单的过流保护、上下限位开关保护、拉力荷载保护等，存在重大技术隐患。荷载与开度信号的同步性采集得不到重视，其关系也不精确。因而对闸门启闭机开度和荷载实时数据的同步采集不仅是理论研究的需要，也是市场的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷扬式闸门启闭机荷载与开度信号同步采集仪，通过对卷扬启闭机开度和荷载进行数据同步采集，为水资源的合理利用和准确调度提供了数据支持和参考。

本发明的技术方案是：卷扬式闸门启闭机荷载与开度信号同步采集仪，由单片机1、SSI角编码器模块2、压力传感器模块3、SD卡存储器4、键盘控制模块5、状态指示模块6、USB通信模块7、日历时钟模块8和多路电源模块9共同组成；其中SSI角编码器模块 2的输出端、压力传感器模块3的输出端、SD卡存储器4的4个通信口、键盘控制模块5的输出端、状态指示模块6的输入端、USB通信模块7和日历时钟模块8的输出端分别通过单片机1的 I/O口连接，多路电源模块9的输出端分别连接单片机1和SD卡存储器4的电压输入端。

所述的压力传感器模块3包括三个压力传感器；分别安装在启闭机卷筒两端轴的承座支架上、平衡滑轮轴上和钢丝绳上三个不同的位置；支架上的压力传感器在电路中经过J1接口的管脚J1-1连接，经过电阻R12、R13分压连接，接入单片机中；钢丝绳上的压力传感器在电路中经过J1接口的管脚J1-2连接，经过电阻R14、R15分压连接，接入单片机中；轴上的压力传感器在电路中经过J1接口的管脚J1-3连接，经过电阻R16、R17分压连接，接入单片机中；角编码器安装在启闭机的卷筒轴上，角编码器通过多芯信号电缆经过J2端口连接，经过角编码器SSI信号转换成Modbus信号，接入单片机中。

所述的单片机1、SSI角编码器模块2、SD卡存储器4、键盘控制模块5、状态指示模块6、USB通信模块7、日历时钟模块8和多路电源模块9都是市场上普通元件。

本发明的工作原理：

该采集仪通过将压力传感器模块中的模拟信号(4~20mA/0~10V)经过电流/电压转换装置的电压信号、SSI角编码器信号经过转换成Modbus信号后以Modbus方式提供给单片机处理，并将处理后的数据被送入大容量存储SD卡中存储，此外，还提供了用于与上位机PC通信连接接口电路，以便上位机软件对实时采集压力传感器的压力信号、角编码器的编码值导入Excel表格中进行分析，得出支架压力、钢丝绳拉力和轴压力随高度的变化关系，然后进行压力荷载等深入的分析。

本发明的有益效果：

本发明能实时同步采集闸门启闭机荷载与开度的信号，可以优化现有的控制手段和控制方法，能方便的对卷扬启闭机开度和荷载进行数据同步采集，为以后分析水资源的合理利用和准确调度提供了数据支持和参考，从而能有效的确保闸门控制系统安全可靠的运行；同时具有存储容量大、体积小、适应性强、简单可靠、使用方便、移植性强等特点。

附图说明

图1为本发明的组成示意框图；

图2为本发明的压力传感器模块电路示意图；

图中：1-单片机、2- SSI角编码器模块、3-压力传感器模块、4- SD卡存储模块、5-键盘控制模块、6-状态指示模块、7- USB通信模块、8-日历时钟模块、9-多路电源模块。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示：本发明由单片机1、SSI角编码器模块2、压力传感器模块3、SD卡存储器4、键盘控制模块5、状态指示模块6、USB通信模块7、日历时钟模块8和多路电源模块9共同组成；其中SSI角编码器模块 2的输出端、压力传感器模块3的输出端、SD卡存储器4的4个通信口、键盘控制模块5的输出端、状态指示模块6的输入端、USB通信模块7和日历时钟模块8的输出端分别通过单片机1的 I/O口连接，多路电源模块9的输出端分别连接单片机1和SD卡存储器4的电压输入端。