摘 要

建筑工地升降机超载限制器是可以实现自动监测、报警、断电保护的装置。目前，升降机已经成为重要的生产力要素。现代化的企业生产需要安全的运行模式，因此升降机超载限制器有了广阔的应用空间。目前国内对于升降机超载限制器的研究文献都比较早。本文首先进一步研究了升降机超载限制器在国内外的研究现状，阐明了此项研究对于建筑工地施工安全，现代建筑行业安全有效运行方面具有重要的指导意义。

本论文主要研究了建筑工地升降机超载限制器的硬件和软件部分。其中硬件部分电路包括了拉力传感器及相关的监测仪器，本设计的软件部分使用Proteus进行仿真。

通过硬件和软件的研究结果表明：该升降机超载限制器操作简单，可以有效的保障重量在额定起重范围内，大大节省了时间，降低了工人的劳动强度，改善了作业环境，避免了意外事故的发生，对于建筑工地安全起重方面具有重要意义。

关键词：升降机；单片机；超载限制器

Abstract

Overload limiter is a device which mainly features automatic monitoring, alarm and power outage protection for hoists in operations presented. Nowadays, the overload limiter is becoming an important part of operations. The modern operations of business needs safe pattern of operation. So it’s pivotal to use the tool of overload limiter to make the operation more safe. Now our country’s research in this area is early. This paper firstly discusses the situation of this research in China and other countries and throw light to this device’s importance in safe operation and it plays an important part in modern architecture operation.

This paper mainly discussed the hardware and software of this device. The circuit of hardware includes the devices of load sensor and surveying instrument. The software of this design is completed by Proteus.

By the hardware and software of this design，we can know that this device have advantage in operation easily and it can guarantee that the crane is in the limited load. It can save time and decrease the workers’ job and change the environment of work. This device can also avoid the accidents and it’s very important in operations in architecture.

Key Words：crane; single-chip microcomputer; limiter

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究背景 1

1.2 课题的研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 论文的设计任务和研究内容 2

第2章 升降机超载限制器系统方案设计 4

2.1 系统的可行性分析 4

2.2 系统的技术指标 4

2.3 系统的功能要求 5

2.4 系统的方案确定 5

第3章 系统的硬件设计 7

3.1 硬件电路的设计原则 7

3.2硬件电路模块介绍 7

3.2.1 数据采集模块 7

3.2.2 CPU模块 8

3.2.3 显示模块 9

3.2.4 报警模块 10

3.2.5 输出控制模块 10

第4章 系统的软件设计 11

4.1 设计思路 11

4.2 仿真软件介绍 12

4.3 仿真模块分析 12

4.3.1 拉力传感器模块分析 12

4.3.2 A/D转换模块分析 13

4.3.3 CPU模块分析 13

4.3.4 显示模块分析 14

4.3.5 报警模块分析 15

4.3.6 输出控制模块分析 15

第5章 控制系统的软件设计 17

5.1 软件设计的原则 17

5.2 软件设计 17

5.2.1 重量检测程序 17

5.2.2 主程序 18

5.2.3 报警功能程序 18

5.2.4显示模块程序 19

5.2.5继电器控制程序 20

第6章 调试结果和数据分析 21

6.1 系统调试 21

6.2 调试结果图 22

第7章 总结与展望 24

7.1 设计总结 24

7.2 研究展望 24

参考文献 25

附录 26

致谢 32

第1章 绪论

1.1课题的研究背景

建筑工地升降机超载限制器是目前应用广泛的装置，它能够保障升降机更加安全、可靠地运行与工作。在使用升降机进行作业时，如果升降机的承载重量超出了它的额定承重时，就非常容易造成事故，因此对于升降机超载限制器的研究就显得十分重要。

1.2课题的研究目的及意义

在现代建筑工业领域中，升降机有着广泛的应用，升降机的安全运行将会直接影响着企业能否安全运转。但是实际作业过程中，由于升降机设备过于庞大，升降的货物重量大，并且运行的时间长，工作范围大，长时间升降机都处于高空作业的状态，此时升降机操作工人往往会产生疲劳，人工判断货物重量是否超载有时就会十分不精确，因此这就有可能会造成升降机超载负荷运行，甚至会出现钢丝拉断，货物坠落的事情发生，非常容易就会造成人员的伤害以及货物的损坏。并且，升降小车在主梁上产生的剧烈跳动和经常超负荷吊装作业，对升降机械的金属钢结构部分也十分有害，造成主梁产生变形，从而缩短升降机的使用寿命，给企业造成严重的损失。建筑工地升降机超载限制器建筑行业十分常用的一种安全保护性的装置，它具有防止高空作业时货物超载而造成的人身事故和财产损失，是属于一种国家强制性安装的其中保护装置，并且可以广泛适用于各类道路、桥梁、升降机、电动葫芦、臂架式和防暴式等一系列的起重升降设备中。它的运行机制主要是根据升降机设定的额定载重，当起吊重量达到限定值或超过限定值时超载限制器时，就立即发出报警甚至将自动切断电源迫使吊钩下降，并且立即放弃对超载货物的装配^[1]。

1.3国内外研究现状

从上世纪的第二次世界大战结束以来，每个发达国家都开始重视对科学技术的研究和投入，因此关于建筑行业中常用的升降机的设计也开始逐渐发展起来。从二十世纪六十年代开始，英国就开始通过国家政策和财政收入扶持科技的发展,德国也随之提出了“设计就是科学”的口号，使德国的设计学发展到了一个比较高的水平,美国还成立了“设计委员会”,而和我们比邻的日本也开始重视科技的发展，将科技、经济、艺术、美学等看做是一个有机的整体，并且大力推动和扶持新技术的产生和发展。越是经济发达的国家越开始重视科学技术的产生以及设计的重要性，使得科学界的一些技术广泛地运用于现代的各行各业，比如建筑工地升降机，设计的工艺也更加成熟。我国升降机的设计和发展也开始逐步走向新的阶段。以前我们的设计主要是借鉴苏联的设计与想法，很大程度上都要依靠设计者的直觉和先验经验。从上世纪六十年代，我们也逐渐开始有了新产品、新部件的设计和制造，从而使我国的设计从模仿开始走向自主研制与推广的新阶段。随着一些大型企业开始逐步引入国外的先进的技术和设计思路，同时随着计算机的应用和普及，对我国的升降机的发展起到了很好的推动作用^[2]。升降机作为建筑行业必不可少的重要装置，同时也引领着一个国家一个社会能否在科技上占有一个有利的地位。然而目前我国的整体的技术水平还比较落后，市场占有率也比较低。德国，日本，美国，俄罗斯等老牌工业国家的企业在国际上取得较大的市场。

在如今高速发达的科技已经应用于各行各业时，传统的一些机械装置已经远远不能满足人们的作业要求，因此如今的设备应该是机械设备和电子、控制、计算机等紧密结合的复杂性设备，应用于各种精密的传感器，实现了目前起重的智能化、信息化，大大节省了人们的作业时间，提高了工作效率^[3]。