防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)——擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)——擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)——擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),電子,擋車(chē),設(shè)計(jì),總體,整體,控制系統(tǒng) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 王鋒 學(xué) 號(hào) 0501510137 指導(dǎo)教師 張衛(wèi) 張少文 選題情況 課題名稱(chēng) 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)——擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 合理 √ 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書(shū) 有 √ 無(wú) 開(kāi)題報(bào)告 有 √ 無(wú) 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 √ 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 √ 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 √ 慢 中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況 優(yōu) 良 中 √ 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定：中 所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)： 學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，基本按進(jìn)度和規(guī)定要求完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 負(fù)責(zé)人： 2009年 4 月1 日 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 系 部： 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 王鋒 學(xué) 號(hào)： 0501510137 設(shè)計(jì)(論文)題目： 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì) 擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2009年3月9日～ 2009年6月14日 設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn): 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 張衛(wèi) 張少文 專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人: 龔光容 發(fā)任務(wù)書(shū)日期: 2009年2月26日  任務(wù)書(shū)填寫(xiě)要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫(xiě)，經(jīng)學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、學(xué)院（系）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書(shū)應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生； 2．任務(wù)書(shū)內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書(shū)寫(xiě)，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務(wù)書(shū)內(nèi)填寫(xiě)的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)所在專(zhuān)業(yè)及學(xué)院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫(xiě)； 4．任務(wù)書(shū)內(nèi)有關(guān)“學(xué)院（系）”、“專(zhuān)業(yè)”等名稱(chēng)的填寫(xiě)，應(yīng)寫(xiě)中文全稱(chēng)，不能寫(xiě)數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫(xiě)全號(hào)（2000級(jí)為10位數(shù)），不能只寫(xiě)最后2位或1位數(shù)字； 5．任務(wù)書(shū)內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫(xiě)，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書(shū)寫(xiě)，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū) 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 本課題擬設(shè)計(jì)一種剛性擋車(chē)器，在重點(diǎn)進(jìn)行抗沖撞設(shè)計(jì)的同時(shí)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。要求學(xué)生在對(duì)剛性擋車(chē)器的工作條件和功能需求作出認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，做好擋車(chē)器總體方案設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。通過(guò)這一典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品及解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 本課題要求學(xué)生在對(duì)剛性擋車(chē)器的工作條件和功能需求作出認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，做好擋車(chē)器總體方案設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容及要求如下： （1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告； （2）擋車(chē)器工作條件及功能需求分析； （3）總體方案設(shè)計(jì)與計(jì)算； （4）控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)； （5）文檔整理、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及使用說(shuō)明書(shū)。 相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)條件及要求如下： （1）路幅寬：5米； （2）極限沖擊力：1000KN； （3）動(dòng)作時(shí)間：10s； （4）控制核心：?jiǎn)纹瑱C(jī)； （5）控制方式：現(xiàn)場(chǎng)按鈕控制、中央計(jì)算機(jī)集中控制、地感應(yīng)智能控制。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū) 3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： （1）資料翻譯譯文及開(kāi)題報(bào)告； （2）總體方案設(shè)計(jì)與計(jì)算； （3）單片機(jī)控制系統(tǒng)原理圖、電子線(xiàn)路板圖及控制系統(tǒng)的軟件； （4）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及使用說(shuō)明書(shū)。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 張俊謨.單片機(jī)中級(jí)教程—原理與應(yīng)用[M].第2版,北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006. [2] 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M].第七版,北京:高等教育出版社,2006. [3] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版,北京:高等教育出版社,2006. [4] 尹志強(qiáng).機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007. [5] 左建民.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007. [6] 梁景凱,蓋玉先.機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007. [7] 張立勛,黃筱調(diào),王亮.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006. [8] 江思敏,姚鵬翼,胡榮,等.Protel 電路設(shè)計(jì)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社，2002. [9] 劉朝儒,吳志軍,高政一,等.機(jī)械制圖[M].第五版,北京:高等教育出版社，2006. [10] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第5卷)[M]. 第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū) 5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2009年 3月9日 ～ 3 月15 日 3月16日 ～ 3 月22 日 3月23日 ～ 4 月12日 4月13日 ～ 5 月10日 5月11日 ～ 5 月31 日 6月1日 ～ 6 月7 日 6月8日 ～ 6 月14 日 接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)要求；查閱資料，完成外文資料翻譯工作。 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述。 功能需求分析，總體方案設(shè)計(jì)與計(jì)算。 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 文檔整理、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 準(zhǔn)備論文答辯。 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見(jiàn)： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料 學(xué)生姓名: 王鋒 學(xué) 號(hào)： 0501510137 系　部: 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目: 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì) —擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師: 張衛(wèi) 張少文 高級(jí)工程師 助教 材 料 目 錄 序號(hào) 名 稱(chēng) 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū) 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告〔含文獻(xiàn)綜述〕 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 1 2009年5月 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 王鋒 學(xué) 號(hào)： 0501510137 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目： 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì) —擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師: 張衛(wèi) 張少文 2009年 3 月 22日 開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求 1．開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效； 2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打印）在本開(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書(shū)最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊(cè)）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě) 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 本文介紹了目前電子擋車(chē)器的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了其分類(lèi)及組成；針對(duì)目前市場(chǎng)上的擋車(chē)器存在的不足，指出了本設(shè)計(jì)課題的意義；最后總結(jié)了擋車(chē)器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及其控制原理。 關(guān)鍵詞 電子擋車(chē)器 防恐 控制系統(tǒng) 1 擋車(chē)器的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)也發(fā)生了日新月異的變化，各大高速公路如雨后春筍般地興建，因此給電子擋車(chē)器的要求也越來(lái)越高。越來(lái)越多的擋車(chē)器運(yùn)用到了高等級(jí)公路、道路、社區(qū)、各企事業(yè)單位大門(mén)等方面。如圖1所示的某高級(jí)住宅小區(qū)的欄桿式自動(dòng)電子擋車(chē)器[1～3]。 圖1 住宅區(qū)欄桿式自動(dòng)擋車(chē)器 1.1 擋車(chē)器分類(lèi) 隨著社會(huì)不斷的發(fā)展與進(jìn)步，擋車(chē)器其結(jié)果也越來(lái)越固定成型。而且越來(lái)越受到大眾的歡迎。但目前,我國(guó)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)制造擋車(chē)器設(shè)備的公司和廠家很少,僅有的幾家也只能在基本功能上滿(mǎn)足設(shè)備使用要求,對(duì)產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)機(jī)械和控制電子性能設(shè)計(jì)還不夠理想,有些甚至在使用中出錯(cuò)。目前市場(chǎng)上有各式各樣的擋車(chē)器： (1) 根據(jù)切換速度的快慢可分為：高速擋車(chē)器，其動(dòng)作時(shí)間一般為1.2s～2s；中速擋車(chē)器，其動(dòng)作的時(shí)間一般為2.5s～3s；低速擋車(chē)器，其動(dòng)作時(shí)間一般為4.5s以上。 (2)根據(jù)外形結(jié)構(gòu)可分為：直臂型擋車(chē)器，欄柵型擋車(chē)器，曲臂型擋車(chē)器。如圖： 圖2 直臂型擋車(chē)器 圖3 曲臂型擋車(chē)器 圖4 欄柵型擋車(chē)器 (3)根據(jù)控制的方式可分為：手動(dòng)控制、遙控控制和通訊控制。 (4)根據(jù)擋車(chē)器的應(yīng)用范圍可分為高速公路收費(fèi)站自動(dòng)擋車(chē)器,汽車(chē)擋車(chē)器,高檔住宅區(qū)智能擋車(chē)器,城市軌道交通擋車(chē)器等幾種[4]。 1.2 擋車(chē)器的組成 擋車(chē)器的大體控制結(jié)構(gòu)由可編程控制器、傳感器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，人工智能系統(tǒng)等四大部分組成，其關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖5所示[10.12]。 可編程控制器 傳感器 人工智能系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖5 擋車(chē)器控制結(jié)構(gòu) 2 擋車(chē)器的控制技術(shù) 2.1 高速公路收費(fèi)站自動(dòng)擋車(chē)器的控制系統(tǒng) 我國(guó)目前國(guó)內(nèi)高速公路收費(fèi)站自動(dòng)擋車(chē)器詳細(xì)說(shuō)明主要特點(diǎn)及功能如下： (1)分部式彈簧可調(diào)節(jié)擋車(chē)桿不同長(zhǎng)度的系統(tǒng)平衡，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。 (2)采用國(guó)外進(jìn)口低速力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，功耗低，力量大，具有正常的堵轉(zhuǎn)功能，堵轉(zhuǎn)時(shí)小電流壓住擋車(chē)桿不抖動(dòng)。 (3)主控制器集成度高，邏輯功能強(qiáng)，可與環(huán)路感應(yīng)器、位機(jī)等外圍設(shè)備配合使用。 (4)機(jī)箱涂覆國(guó)外進(jìn)口噴粉沫，靜電噴涂后180度高溫烘干，抗腐蝕不裉色，極其美觀大方。 (5)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿長(zhǎng)度可調(diào)，可使擋車(chē)桿橫平豎直，美觀整齊。 (6)斷電時(shí)擋桿自動(dòng)抬起，避免交通堵塞，不影響人工收費(fèi)。 (7)采用關(guān)節(jié)軸承傳動(dòng)，能克服機(jī)械誤差造成的傳動(dòng)磨擦阻力，使機(jī)械性能更完美。 (8)機(jī)箱門(mén)位置任選，可根據(jù)需要四個(gè)方位任意變換。 (9)防砸車(chē)功能可確保機(jī)器和汽車(chē)的安全[5.6]。 目前高速公路收費(fèi)站自動(dòng)擋車(chē)器的一般功能為: 自動(dòng)擋車(chē)器與環(huán)形線(xiàn)圈檢測(cè)器、通行指示燈配合工作,無(wú)車(chē)輛通行時(shí)，紅燈亮，擋車(chē)桿呈水平狀；收費(fèi)完畢后，收費(fèi)員按放行鍵后，通行指示燈由紅變綠，自動(dòng)擋車(chē)器升桿。當(dāng)車(chē)體離開(kāi)環(huán)形線(xiàn)圈檢測(cè)器后，檢測(cè)器向主機(jī)發(fā)出車(chē)輛通過(guò)信號(hào)，主機(jī)控制自動(dòng)擋車(chē)器落桿。擋車(chē)桿兩自由度旋轉(zhuǎn)以避免特殊情況下的硬性碰撞，對(duì)自動(dòng)擋車(chē)器的可靠性要求很高，不能出現(xiàn)誤動(dòng)作。在正常情況下,根據(jù)擋車(chē)桿的機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度,從水平位置到垂直位置時(shí)間不超過(guò)115 s ,因此,在升桿過(guò)程中,如果115 s 之后無(wú)垂直檢測(cè)信號(hào)反饋,則判斷有故障。還可通過(guò)接觸器輔助觸點(diǎn)反饋來(lái)判斷升桿或落桿時(shí)電機(jī)故障。根據(jù)擋車(chē)器的功能畫(huà)出其系統(tǒng)流程圖如圖6 所示。升降電機(jī)的空開(kāi)和接觸器的電流整定值根據(jù)實(shí)際電機(jī)功率相應(yīng)匹配。在升桿和落桿的過(guò)程中,若出現(xiàn)故障則進(jìn)行故障報(bào)警輸出,報(bào)警指示燈亮[7,8]。 圖6　擋車(chē)器動(dòng)作流程圖 2.2住宅小區(qū)擋車(chē)器控制系統(tǒng) 在目前的高檔住宅區(qū)中，大門(mén)擋車(chē)器只有抬桿和落桿的功能，并且完全由門(mén)衛(wèi)人員通過(guò)手動(dòng)按扭來(lái)控制，如圖7所示。 圖7 門(mén)衛(wèi)人員通過(guò)手動(dòng)按扭控制圖 擋車(chē)器與門(mén)衛(wèi)計(jì)算機(jī)的接口電路的主要功能是實(shí)現(xiàn)門(mén)衛(wèi)計(jì)算機(jī)與擋車(chē)器之間的通信與控制能力, 并實(shí)現(xiàn)光電隔離以保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全。由于接口電路的功能相對(duì)簡(jiǎn)單, 單片機(jī)系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)也很少, 89C52片內(nèi)的存貯器容量已足以滿(mǎn)足應(yīng)用要求, 不必進(jìn)行擴(kuò)展。這樣的選擇既充分發(fā)揮了單片機(jī)的功能, 又最大限度地降低了電路的復(fù)雜性, 增強(qiáng)了實(shí)時(shí)系統(tǒng)的可靠性[9.13]。 系統(tǒng)的控制核心一般為89C52是單片機(jī)，控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖8所示。 單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)光電隔離器件與擋車(chē)器I/O相連, 輸出的指令滿(mǎn)足擋車(chē)器接口的電氣要求串行通信口的信號(hào)經(jīng)MAX232芯片轉(zhuǎn)換為RS232發(fā)電平后與門(mén)衛(wèi)計(jì)算機(jī)的串行通信口相連, 以接受門(mén)衛(wèi)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令。這里還設(shè)置了一組LED指示燈是供測(cè)試時(shí)使用的。其作用是在不連接擋車(chē)器的情況下就能觀察到上位機(jī)(門(mén)衛(wèi)計(jì)算機(jī))發(fā)出的指令是否正確地從單片機(jī)輸出。這樣既方便了軟件的調(diào)試, 又能在系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)迅速查找故障位置。這是一種非常好的設(shè)計(jì)思路, 從系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的情況看, 這一功能非常適用。 圖8 擋車(chē)器微機(jī)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 單片機(jī)系統(tǒng)的軟件主要有兩個(gè)內(nèi)容, 其一是負(fù)責(zé)與主位機(jī)的通信；其二是控制擋車(chē)器的動(dòng)作。通信軟件中應(yīng)考慮上、下位機(jī)的握手信號(hào), 以確保通信的暢道, 并使上位機(jī)知道下位機(jī)的工作是否正常 [10～12]。 3 研究意義 眾所周知好的事物有它好的一面，也有不足的一面。目前就普通的擋車(chē)器存在的問(wèn)題是：結(jié)構(gòu)不牢固，容易被強(qiáng)行沖撞，容易壞。而達(dá)不到攔車(chē)的目的。所以必須要研究出結(jié)構(gòu)牢固，強(qiáng)行沖撞不壞的擋車(chē)器來(lái)取而代之。其新的名字為防恐電子擋車(chē)器。 近幾年，恐怖活動(dòng)日益猖獗，特別是一些公共場(chǎng)所如：機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、港口、橋梁和政府部門(mén)機(jī)構(gòu)等都是恐怖分子感興趣的場(chǎng)所，為此各國(guó)采取了形式多樣的反恐措施。作為阻擋恐怖活動(dòng)的第一道關(guān)卡，擋車(chē)器起到關(guān)鍵的作用，而防恐電子擋車(chē)器專(zhuān)門(mén)為之設(shè)計(jì)的。它可以有效的防止恐怖分子沖撞普通擋車(chē)器類(lèi)似事件的發(fā)生。 本課題擬設(shè)計(jì)的防恐電子擋車(chē)器采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的單片機(jī)控制設(shè)備，擬采用特殊的材料，具有壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)、高性?xún)r(jià)比、高抗沖撞擊能力、實(shí)現(xiàn)靈活、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。而使用的微型單片機(jī)控制器具有體積小、使用簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、快速高效等特點(diǎn)，便于方便控制與使用[14,15]。 4 結(jié)語(yǔ) 在當(dāng)今不斷發(fā)生暴力恐怖等惡劣的條件環(huán)境下，進(jìn)一步研究處理好擋車(chē)器, 研究開(kāi)發(fā)出新型的防恐電子擋車(chē)器已是燃眉之急。鑒與在目前常見(jiàn)的擋車(chē)器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)上，造出新的擋車(chē)器，在功能上更加強(qiáng)大，在結(jié)構(gòu)外觀上更加突出。為建立更和諧的社會(huì)獻(xiàn)出一份力量。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 探矽工作室.嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)圣經(jīng)[M].第二版.北京:中國(guó)青年出版社,2003. [2] 劉麗芳,宋煥章,王明仕.計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2004. [3] 寧志剛,汪仁煌.基于PXA255的PDA交通管理系統(tǒng)在Linux 環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2004. [4] 張其善,楊東凱.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)—GPS 車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用,2006. [5] 李伯成.微型計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004. [6] 鐵道部工務(wù)局.鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)軌道[M].北京:中國(guó)鐵道出版社, 2000. [7] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京: 北京航空航天大學(xué)出版社,1992. [8] 高莉萍.北京地鐵八通線(xiàn)土橋車(chē)輛段停車(chē)列檢庫(kù)工藝設(shè)計(jì)[J].都市快軌交通, 2005,18(4). [9] 徐正和.射頻識(shí)別技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001. [10] 蘇平.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003. [11] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1996. [12] 陳光東.單片徽型計(jì)葬機(jī)原理與接口技術(shù)[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社,1993. [13] 蔣毓成.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2003. [14] 徐正和,蔣毓成.城市軌道交通線(xiàn)路終端防護(hù)設(shè)備—DDCQ2型滑移式緩沖擋車(chē)器[J].城市軌道交通研究,2003. [15] 任靜.關(guān)于地鐵軌道設(shè)計(jì)中涉及多專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的思考[J].都市快軌交通,2005,18(1). 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）： 一．本課題需要解決的問(wèn)題 近幾年，恐怖活動(dòng)日益猖獗，特別是一些公共場(chǎng)所如：機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、港口、橋梁和政府部門(mén)機(jī)構(gòu)等都是恐怖分子感興趣的場(chǎng)所，為此各國(guó)采取了形式多樣的反恐措施。作為阻擋恐怖活動(dòng)的第一道關(guān)卡，擋車(chē)器起到關(guān)鍵的作用，而防恐電子擋車(chē)器專(zhuān)門(mén)為之設(shè)計(jì)的。它可以有效的防止恐怖分子沖撞普通擋車(chē)器類(lèi)似事件的發(fā)生。所以本課題擬設(shè)計(jì)一種剛性擋車(chē)器，在重點(diǎn)進(jìn)行抗沖撞設(shè)計(jì)的同時(shí)，充分發(fā)揮單片機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。 相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)條件及要求如下： （1）路幅寬：5米； （2）極限沖擊力：1000KN； （3）動(dòng)作時(shí)間：10s； （4）控制核心：?jiǎn)纹瑱C(jī)； （5）控制方式：現(xiàn)場(chǎng)按鈕控制、中央計(jì)算機(jī)集中控制、地感應(yīng)智能控制。 二．?dāng)M采用的研究手段 防恐電子擋車(chē)器整體的技術(shù)指標(biāo)是選擇和設(shè)計(jì)必須考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題, 根據(jù)課題要求一般技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)方案初步構(gòu)思如下: （1）結(jié)構(gòu)形式 恐怖活動(dòng)日益猖獗，目前就普通的擋車(chē)器結(jié)構(gòu)不牢固，容易被強(qiáng)行沖撞，容易壞。而達(dá)不到攔車(chē)的目的。而防恐電子擋車(chē)器在重點(diǎn)進(jìn)行抗沖撞設(shè)計(jì)上下了功夫。采用先進(jìn)的材料，結(jié)構(gòu)采用平板式，充分發(fā)揮單片機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，抗極限沖擊力為1000KN。 （2）控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 以8051單片機(jī)為控制核心，采用按鈕式。目前所用的單片機(jī)的型號(hào)有8051，8091等幾種。原因有下：與PLC相比，價(jià)格便宜，控制上比較方便。車(chē)輛的經(jīng)過(guò)。由地感應(yīng)智能控制感受到，然后傳止中央計(jì)算機(jī)集中控制，經(jīng)過(guò)它的處理傳到現(xiàn)場(chǎng)按鈕控制綠燈時(shí)擋板合下，紅燈時(shí)擋板上抬，成一定的角度。然后達(dá)到執(zhí)行強(qiáng)行擋車(chē)效果。如圖1所示： 現(xiàn)場(chǎng)按鈕控制 中央計(jì)算機(jī)集中控制 地感應(yīng)智能控制 執(zhí)行擋 車(chē) 圖1 控制硬件結(jié)構(gòu)圖 結(jié)合綜述對(duì)擋車(chē)器的介紹，并對(duì)其進(jìn)行比較，可知防恐電子擋車(chē)器結(jié)構(gòu)牢固，不容易被強(qiáng)行沖撞，不容易壞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易設(shè)計(jì)。所以防恐電子擋車(chē)器初步采用8051單片機(jī)控制，部分結(jié)構(gòu)可參照綜述中給出的擋車(chē)器的示意圖。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)： 該生通過(guò)閱讀與本課題相關(guān)的參考文獻(xiàn)，進(jìn)行了一定的總結(jié)，撰寫(xiě)的本文獻(xiàn)綜述能夠反映“防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)—擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的課題背景以及相關(guān)知識(shí)，論文撰寫(xiě)較通順，符合規(guī)范，達(dá)到了撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述要求和目的，為畢業(yè)設(shè)計(jì)后期分析打下了良好的基礎(chǔ)。 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： “防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)—擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”這一課題的深度、廣度及工作量均適中，合適學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間完成，希望該生能獨(dú)立的進(jìn)行擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，完成課題的要求，撰寫(xiě)畢業(yè)論文，達(dá)到進(jìn)行科研訓(xùn)練和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名： 王鋒 班級(jí)、學(xué)號(hào)： 0501510137 題 目： 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì) —擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 綜合成績(jī)： 指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)： 該生在對(duì)剛性擋車(chē)器的工作條件和功能需求作出認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，確定了擋車(chē)器的總體方案，并對(duì)控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，達(dá)到了“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)”的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值和創(chuàng)新性。該論文內(nèi)容基本完整，論述及計(jì)算無(wú)原則性的錯(cuò)誤，全文打印格式較規(guī)范，圖表基本符合要求，但尚存在對(duì)科研資料查閱較少，對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀了解欠深入等問(wèn)題。該生具備較強(qiáng)的獨(dú)立工作能力，工作態(tài)度認(rèn)真，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)。建議成績(jī)?cè)u(píng)定為中等，同意該生提交答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 2009 年 5 月 10 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表 系　　部 機(jī)械工程系 指導(dǎo) 教師 姓 名 張衛(wèi) 張少文 專(zhuān)業(yè)技術(shù)職 務(wù) 高級(jí)工程師 助教 課題名稱(chēng) 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì)——擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 適用專(zhuān)業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 課題性質(zhì) A B C D E 課題來(lái)源 A B C D √ √ 課題預(yù)計(jì) 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計(jì) 難易程度 難 適中 易 √ √ 課題簡(jiǎn)介 目前市場(chǎng)上流行的擋桿類(lèi)擋車(chē)器注重狀態(tài)切換的快速性但忽視系統(tǒng)抗沖撞能力，只能作為一種意念上的關(guān)卡。在國(guó)際恐怖主義汽車(chē)炸彈等各種自殺式恐怖襲擊越發(fā)猖獗的國(guó)際環(huán)境下，為了加強(qiáng)對(duì)海關(guān)、機(jī)場(chǎng)、重要政府機(jī)關(guān)進(jìn)行有效的保護(hù)，迫切需要研制出一種既具有快速性又有一定抗沖撞性的電子防恐擋車(chē)器。 本課題擬設(shè)定一種剛性擋車(chē)器，在重點(diǎn)進(jìn)行抗沖撞設(shè)計(jì)的同時(shí)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。其設(shè)計(jì)成果可望形成一種有實(shí)用價(jià)值的現(xiàn)代化防恐設(shè)備。 課題應(yīng)完成的任務(wù)和對(duì)學(xué)生的要求 設(shè)計(jì)任務(wù)：1．總體方案設(shè)計(jì)與計(jì)算； 2．單片機(jī)控制系統(tǒng)原理圖及電子線(xiàn)路板圖； 3．單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件。 知識(shí)要求：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，掌握PROTEL等電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件，具有一定的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力。 所在專(zhuān)業(yè)審定意見(jiàn)： 專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人(簽名)： 年 月 日 本課題由 王鋒 同學(xué)選定，學(xué)號(hào)： 0501510137 注：1．該表由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，經(jīng)所在專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人簽名后生效，作為該專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題使用； 2．有關(guān)內(nèi)容的填寫(xiě)見(jiàn)背面的填表說(shuō)明，并在表中相應(yīng)欄內(nèi)打“√”； 3．課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。 填 表 說(shuō) 明 1．該表的填寫(xiě)只針對(duì)1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報(bào)課題的名稱(chēng)上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計(jì)（論文）要求”一欄中說(shuō)明。 2．“課題性質(zhì)”一欄： A．產(chǎn)品設(shè)計(jì)； B．工程技術(shù)研究； C．軟件開(kāi)發(fā)； D．研究論文或調(diào)研報(bào)告； E．其它。 3．“課題來(lái)源”一欄： A．自然（社會(huì)）科學(xué)基金與省（部）、市級(jí)以上科研課題； B．企、事業(yè)單位委托課題； C．校、院（系）級(jí)基金課題； D．自擬課題。 4．“課題簡(jiǎn)介”一欄： 主要指該課題的背景介紹、理論意義或?qū)嵱脙r(jià)值。 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文) 作 者: 王鋒 學(xué) 號(hào)： 0501510137 系　部: 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械工程及自動(dòng)化 題 目: 防恐電子擋車(chē)器設(shè)計(jì) —擋車(chē)器總體及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 張少文 助教 張衛(wèi) 高級(jí)工程師 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 2009 年 6 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中文摘要 本課題的任務(wù)是擬設(shè)定一種剛性擋車(chē)器，在重點(diǎn)進(jìn)行抗沖撞設(shè)計(jì)的同時(shí)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。其設(shè)計(jì)成果可望形成一種有實(shí)用價(jià)值的現(xiàn)代化防恐設(shè)備。得益于切換的快速性以及外形的美觀，直桿類(lèi)的擋車(chē)器應(yīng)用得非常廣泛，但是，各收費(fèi)站使用的直桿類(lèi)擋車(chē)器，對(duì)違章司機(jī)形同虛設(shè)，車(chē)輛沖卡現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，更有甚者，撞傷、撞死執(zhí)情人員，有時(shí)也發(fā)生。嚴(yán)重威脅收費(fèi)站工作人員的人身安全，造成征費(fèi)工作困難，直接影響我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展。 本論文以89C51單片機(jī)為核心對(duì)防恐電子擋車(chē)器進(jìn)行各種信號(hào)處理和自動(dòng)控制的，完成了簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)及電氣與單片機(jī)系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)。其中電氣與單片機(jī)系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)是本論文的重點(diǎn)，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包話(huà)了89C51單片機(jī)、光電耦合器、車(chē)輛檢測(cè)器和脈沖記數(shù)器等的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 剛性擋車(chē)器 自動(dòng)控制 系統(tǒng)硬件 軟件設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）外文摘要 Title Design of Anti-terror Electronical Board Barrier System --Design of the Overall Parts and Control System Abstract The task of this subjcet is to design a rigid board barrier.Taking full advantage of computer-control technology it will not only have the strong resistance of colliding but also a system of automatic control. This design result may become a kind of modern anti-terror equipments. Bar barrior is very common because of its fast up-down changing and its beautiful appreance.However, some toll stations with these bar barriers are only unefficient nominal to the illegal drivers .This phenomenon is a serious threat to safety of administrators in these toll stations. The development of highway business will to be constraintde. 89C51 single chip microcomputer is as a core to process all information and automatically control this anti-terror electronical board barrier. This thesis contains the designing of machinery and the desiging of hydraulic system and the designing of the control system of single chip microcomputer and the system of software，Among others, the last is the thesis’s main content. The hardware system primarily contains the designing of 89C51 single chip microcomputer and light-electricity transformation and vechicle detector and pulse counter etc. Keywords Rigid board barrier System of automatic control Hardware system Software system 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 系　　部： 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 姓 名： 王鋒 學(xué) 號(hào)： 0501510137 外文出處： Michael L. Nave, P.E.1989. 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 該譯文大體正確地表達(dá)了原文意思，敘述條理清楚，語(yǔ)句通順，翻譯質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的要求，專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)譯文有些還不夠準(zhǔn)確。 簽名： 2009年 3月 18日 注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。 附件1：外文資料翻譯譯文 煤礦業(yè)帶式輸送機(jī)幾種軟起動(dòng)方式的比較 運(yùn)行帶式運(yùn)送機(jī)的動(dòng)力必須由驅(qū)動(dòng)滑輪產(chǎn)生，通過(guò)滑輪和傳送帶之間的摩擦力來(lái)傳遞。為了傳遞能量，傳送帶上面的張力在接近滑輪部分和離開(kāi)滑輪部分必定存在著差別。這種差別在穩(wěn)定運(yùn)行、啟動(dòng)和停止時(shí)刻都是真實(shí)存在的。傳統(tǒng)傳送帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，都是根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行情況下傳送帶的受力情況。因?yàn)樵O(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有詳盡研究傳送帶啟動(dòng)和停止階段的受力情況，所有的安全措施都集中在穩(wěn)定運(yùn)行階段（Harrison 1987）。本文主要集中講述傳送機(jī)啟動(dòng)和加速階段的特性。傳送帶設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮控制啟動(dòng)階段的加速狀況，以免使傳送帶和傳送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)大的張力和動(dòng)力（Suttees，1986）。大加速度產(chǎn)生的動(dòng)力會(huì)給傳送帶的紋理、傳送帶結(jié)合處、驅(qū)動(dòng)滑輪、軸承、減速器以及耦合器帶來(lái)負(fù)面影響。毫無(wú)控制的加速度產(chǎn)生的動(dòng)力能夠引起帶式傳送機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生諸多不良問(wèn)題，比如上下曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、過(guò)度傳送帶提升運(yùn)動(dòng)、滑輪和傳送帶打滑、運(yùn)輸原料的溢出和傳送帶結(jié)構(gòu)。傳送帶的設(shè)計(jì)需要面對(duì)兩個(gè)問(wèn)題：第一，傳送帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須能夠產(chǎn)生啟動(dòng)帶式傳送機(jī)的最小轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；第二，控制加速度產(chǎn)生動(dòng)力在安全界限內(nèi)。可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)力矩控制設(shè)備來(lái)完成，控制設(shè)備可以是電子手段也可以是機(jī)械手段，也可以是兩者的組合（CEM，1979）。 本文主要闡述輸送機(jī)的開(kāi)始和加速的過(guò)程。傳送帶設(shè)計(jì)師必須控制開(kāi)始加速度防止過(guò)度張緊在傳送帶織品和力量在皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)。強(qiáng)加速度力量可能有害地影響傳送帶織品，傳送帶接合，驅(qū)動(dòng)皮帶輪，更加無(wú)所事事的滑輪,軸,軸承, 速度還原劑, 并且聯(lián)結(jié)。未管制的加速度力量可能造成皮帶輸送機(jī)有垂直的曲線(xiàn)的系統(tǒng)性能問(wèn)題,傳送帶緊線(xiàn)器運(yùn)動(dòng), 驅(qū)動(dòng)皮帶輪摩擦損失, 材料溢出, 并且做成花彩傳送帶織品。傳送帶設(shè)計(jì)員與二個(gè)問(wèn)題被面對(duì), 皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)必須導(dǎo)致極小的扭矩足夠強(qiáng)有力開(kāi)始傳動(dòng)機(jī), 和控制了這樣加速度強(qiáng)制是在安全限額內(nèi)。光滑開(kāi)始傳動(dòng)機(jī)可能由對(duì)驅(qū)動(dòng)器扭矩控制設(shè)備的用途, 或機(jī)械或電子, 或組合的二完成(CEM 1979) 。 什么是最佳的皮帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)? 答案取決于許多變量。最佳的系統(tǒng)是一個(gè)為開(kāi)始, 運(yùn)行, 和終止提供可接受的控制在合理的費(fèi)用和以及高可靠性。皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)為本文我們考慮的設(shè)計(jì)方案, 皮帶輸送機(jī)被電子頭等搬家工人幾乎總驅(qū)動(dòng)。傳送帶"驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)" 將包括多個(gè)要素包括電子原動(dòng)力、電子馬達(dá)起始者以控制系統(tǒng), 馬達(dá)聯(lián)結(jié)、速度還原劑、低速聯(lián)結(jié)、皮帶傳動(dòng)滑輪、和滑輪閘 (Cur 1986) 。它重要, 傳送帶設(shè)計(jì)員審查各個(gè)系統(tǒng)要素的適用性對(duì)特殊申請(qǐng)。為本文的目的, 我們假設(shè), 所有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要素設(shè)置礦的新鮮空氣, 非允許, 面積,全國(guó)電子編碼, 條款500 防爆, 礦的表面的面積。皮帶傳動(dòng)要素歸因于范圍。某些驅(qū)動(dòng)器要素是可利用和實(shí)用的用不同的范圍。為這論述, 我們假設(shè)那皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)范圍從分?jǐn)?shù)馬力對(duì)千位的多個(gè)馬力。小驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常是在50 馬力以下。中型系統(tǒng)范圍從50 到1000 馬力。大型系統(tǒng)可能被考慮在1000 馬力之上。范圍分部入這些組是整個(gè)地任意的。必須被保重抵抗誘惑對(duì)超出馬達(dá)或在馬達(dá)之下傳送帶飛行提高標(biāo)準(zhǔn)化。驅(qū)動(dòng)器結(jié)果在粗劣的效率和在高扭矩的潛在,當(dāng)驅(qū)動(dòng)器能導(dǎo)致破壞性超速在再生,或過(guò)度加熱以變短的馬達(dá)壽命。扭矩控制。傳送帶設(shè)計(jì)員設(shè)法限制開(kāi)始的扭矩到?jīng)]有比150%運(yùn)行中。限額在應(yīng)用的開(kāi)始的扭矩經(jīng)常是傳送帶胴體肉、傳送帶接合、滑輪絕熱材料,軸偏折評(píng)級(jí)。在更大的傳送帶和傳送帶以?xún)?yōu)化大小的要素, 扭矩限額110%至125%是公用。除扭矩限額之外, 傳送帶起始者必需限制會(huì)舒展圍繞和會(huì)導(dǎo)致旅行的波浪的扭矩增量。一個(gè)理想的開(kāi)始的控制系統(tǒng)會(huì)適用于資格整個(gè)傳送帶的扭矩傳送帶休息由問(wèn)題的脫離決定, 或運(yùn)動(dòng), 然后扭矩相等與傳送帶的運(yùn)動(dòng)需求以負(fù)荷加上恒定的扭矩從休息加速系統(tǒng)要素的慣性對(duì)最終奔跑速度。這使系統(tǒng)臨時(shí)強(qiáng)制和傳送帶舒展。不同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)陳列變化的能力控制扭矩的申請(qǐng)對(duì)傳送帶休息和以不同的速度。并且, 傳動(dòng)機(jī)陳列裝載二個(gè)極端。一條空傳送帶正常存在最小的必需的扭矩為脫離和加速度, 當(dāng)一條充分地被裝載的傳送帶存在最高的必需的扭矩。開(kāi)采驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須是能稱(chēng)應(yīng)用的扭矩從一個(gè)2/1 比率為一個(gè)水平的簡(jiǎn)單傳送帶安排, 對(duì)一個(gè)10/1 范圍為一個(gè)傾斜、復(fù)雜傳送帶配置文件。 各個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將要求一個(gè)控制系統(tǒng)調(diào)控開(kāi)始的機(jī)制。 最共同的類(lèi)型控制被使用在更小對(duì)中等大小驅(qū)動(dòng)以簡(jiǎn)單的外形被命名“開(kāi)環(huán)加速度控制” 。 在開(kāi)環(huán), 控制系統(tǒng)早先被配置程序化開(kāi)始的機(jī)制以被規(guī)定的方式, 通常準(zhǔn)時(shí)根據(jù)。 在開(kāi)環(huán)控制, 駕駛使用參數(shù)譬如潮流,扭矩,或速度不影響序列操作。這個(gè)方法假定, 控制設(shè)計(jì)師充分地塑造了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)表現(xiàn)在傳動(dòng)機(jī)。為更大或更加復(fù)雜的傳送帶,“閉合回路”或“反饋”控制可以他運(yùn)用了。在閉合回路控制, 在開(kāi)始期間, 控制系統(tǒng)顯示器通過(guò)傳感器駕駛使用參數(shù)譬如馬達(dá)的當(dāng)前層, 傳送帶的速度, 或力量在傳送帶, 并且修改起動(dòng)程序控制,極限,或優(yōu)選或佩帶了參量。閉合回路控制系統(tǒng)修改開(kāi)始的被應(yīng)用的力量在一臺(tái)空和充分地被裝載的傳動(dòng)機(jī)之間。 常數(shù)在數(shù)學(xué)模型與被測(cè)量的可變物有關(guān)對(duì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)被命名定調(diào)的常數(shù)。 這些常數(shù)必須適當(dāng)?shù)乇徽{(diào)整為成功的應(yīng)用對(duì)各臺(tái)傳動(dòng)機(jī)。 最共同的計(jì)劃為傳動(dòng)機(jī)開(kāi)始閉合回路控制是車(chē)頭表反饋為速度控制和壓電池力量或驅(qū)動(dòng)力反饋為扭矩控制。在一些復(fù)雜系統(tǒng), 它是中意安排閉合回路控制系統(tǒng)調(diào)整自己為各種各樣的遇到的傳動(dòng)機(jī)情況。這被命名“能適應(yīng)的控制” 。這些極端可能介入浩大的變異在裝貨,圍繞的溫度,裝貨的地點(diǎn)在外形, 或多個(gè)驅(qū)動(dòng)選擇在傳動(dòng)機(jī)。有三個(gè)共同的能適應(yīng)的方法。介入決定做在開(kāi)始之前,如果控制系統(tǒng)能知道傳送帶是空的,它會(huì)減少最初的力量和會(huì)加長(zhǎng)加速度力量的應(yīng)用對(duì)最高速度。如果傳送帶被裝載, 控制系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用資格力量在攤位之下使較少時(shí)刻和供應(yīng)充足的扭矩及時(shí)地充分地加速傳送帶。因?yàn)閭魉蛶е怀蔀榱搜b載在早先賽跑期間由裝載驅(qū)動(dòng), 平均驅(qū)動(dòng)潮流可能被抽樣當(dāng)連續(xù)和被保留在反射傳送帶搬運(yùn)器時(shí)間的緩沖記憶。然后在停工平均也許是預(yù)先處理一些開(kāi)環(huán)和閉合回路為下個(gè)開(kāi)始。第二個(gè)方法介入根據(jù)驅(qū)動(dòng)觀察發(fā)生在最初開(kāi)始或“行動(dòng)期間證明”的決定。這及時(shí)驅(qū)動(dòng)潮流的或力量通常介入比較對(duì)傳送帶速度。如果驅(qū)動(dòng)潮流或力量必需及早在序列是降低并且行動(dòng)被創(chuàng)始, 傳送帶必須被卸載。如果驅(qū)動(dòng)潮流或力量必需是高的。在開(kāi)始, 傳動(dòng)機(jī)必須被裝載。這個(gè)決定可能被劃分在區(qū)域和使用修改起動(dòng)程序控制的中部和結(jié)束。 第三個(gè)方法介入傳送帶速度的比較對(duì)時(shí)刻為這個(gè)開(kāi)始反對(duì)傳送帶加速度歷史極限, 或“加速度信封監(jiān)視”。在開(kāi)始, 傳送帶速度被測(cè)量對(duì)時(shí)間。這與被保留在控制系統(tǒng)記憶的二限制的傳送帶速度曲線(xiàn)比較。第一曲線(xiàn)描出空的傳送帶加速, 并且第二個(gè)充分地被裝載的傳送帶。因而,如果當(dāng)前的速度對(duì)時(shí)間比被裝載的外形低,它也許表明,傳送帶被超載,妨礙,或驅(qū)動(dòng)故障。如果當(dāng)前的速度對(duì)時(shí)間比空間的外形高級(jí),它也許表明一條殘破的傳送帶結(jié)合或驅(qū)動(dòng)故障。 無(wú)論如何，當(dāng)前的起飛中止并且警報(bào)運(yùn)行。 最好的傳送帶啟動(dòng)系統(tǒng)要求在不同的傳送帶負(fù)載條件下，能夠以合理的代價(jià)帶來(lái)可靠性高的可以接受的運(yùn)行性能。但是至今沒(méi)有一個(gè)啟動(dòng)系統(tǒng)能夠達(dá)到這樣的要求。傳送帶設(shè)計(jì)者必須為每個(gè)傳送帶設(shè)計(jì)啟動(dòng)系統(tǒng)屬性?？偟脕?lái)說(shuō)，全電壓交流發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)適合于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的小型傳送帶。減電壓SCR交流發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是地下中、小型傳送帶的基本啟動(dòng)方法。最新的進(jìn)展顯示，固定液體填充耦合系統(tǒng)的交流發(fā)動(dòng)機(jī)是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中、大型傳送帶基本啟動(dòng)方法。對(duì)于那些大、中型而且需要重復(fù)啟動(dòng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)傳送帶，繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是常用的選擇。在結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，運(yùn)行需要不同速度的傳送帶啟動(dòng)中，傳送帶直流發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、不同填充液體驅(qū)動(dòng)、和相異機(jī)械傳遞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一直實(shí)力相當(dāng)?shù)暮蜻x者。具體選擇哪個(gè)啟動(dòng)方式由使用環(huán)境，相對(duì)價(jià)格，運(yùn)行能耗，反應(yīng)速度和使用者習(xí)慣來(lái)決定。變頻交流驅(qū)動(dòng)和非電刷直流驅(qū)動(dòng)主要限制于中型傳送帶，這些中型傳送帶需要精確的速度控制，高代價(jià)和復(fù)雜性。但是，隨著持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)進(jìn)步，波形綜合技術(shù)的電子驅(qū)動(dòng)器的使用將越來(lái)越廣。 附件2：外文原文 A Comparison of Soft Start Mechanisms for Mining Belt Conveyors The force required to move a belt conveyor must be transmitted by the drive pulley via friction between the drive pulley and the belt fabric. In order to transmit power there must be a difference in the belt tension as it approaches and leaves the drive pulley. These conditions are true for steady state running, starting, and stopping. Traditionally, belt designs are based on static calculations of running forces. Since starting and stopping are not examined in detail, safety factors are applied to static loadings (Harrison, 1987). This paper will primarily address the starting or acceleration duty of the conveyor. The belt designer must control starting acceleration to prevent excessive tension in the belt fabric and forces in the belt drive system (Suttees, 1986). High acceleration forces can adversely affect the belt fabric, belt splices, drive pulleys, idler pulleys, shafts, bearings, speed reducers, and couplings. Uncontrolled acceleration forces can cause belt conveyor system performance problems with vertical curves, excessive belt take-up movement, loss of drive pulley friction, spillage of materials, and festooning of the belt fabric. The belt designer is confronted with two problems, The belt drive system must produce a minimum torque powerful enough to start the conveyor, and controlled such that the acceleration forces are within safe limits. Smooth starting of the conveyor can be accomplished by the use of drive torque control equipment, either mechanical or electrical, or a combination of the two (CEM, 1979). What is the best belt conveyor drive system? The answer depends on many variables. The best system is one that provides acceptable control for starting, running, and stopping at a reasonable cost and with high reliability (Lewdly and Sugarcane, 1978). Belt Drive System For the purposes of this paper we will assume that belt conveyors are almost always driven by electrical prime movers (Goodyear Tire and Rubber, 1982). The belt "drive system" shall consist of multiple components including the electrical prime mover, the electrical motor starter with control system, the motor coupling, the speed reducer, the low speed coupling, the belt drive pulley, and the pulley brake or hold back (Cur, 1986). It is important that the belt designer examine the applicability of each system component to the particular application. For the purpose of this paper, we will assume that all drive system components are located in the fresh air, non-permissible, areas of the mine, or in non-hazardous, National Electrical Code, Article 500 explosion-proof, areas of the surface of the mine. Belt Drive Component Attributes Size. Certain drive components are available and practical in different size ranges. For this discussion, we will assume that belt drive systems range from fractional horsepower to multiples of thousands of horsepower. Small drive systems are often below 50 horsepower. Medium systems range from 50 to 1000 horsepower. Large systems can be considered above 1000 horsepower. Division of sizes into these groups is entirely arbitrary. Care must be taken to resist the temptation to over motor or under motor a belt flight to enhance standardization. An over motored drive results in poor efficiency and the potential for high torques, while an under motored drive could result in destructive overspending on regeneration, or overheating with shortened motor life (Lords, et al., 1978). Torque Control. Belt designers try to limit the starting torque to no more than 150% of the running torque (CEMA, 1979; Goodyear, 1982). The limit on the applied starting torque is often the limit of rating of the belt carcass, belt splice, pulley lagging, or shaft deflections. On larger belts and belts with optimized sized components, torque limits of 110% through 125% are common (Elberton, 1986). In addition to a torque limit, the belt starter may be required to limit torque increments that would stretch belting and cause traveling waves. An ideal starting control system would apply a pretension torque to the belt at rest up to the point of breakaway, or movement of the entire belt, then a torque equal to the movement requirements of the belt with load plus a constant torque to accelerate the inertia of the system components from rest to final running speed. This would minimize system transient forces and belt stretch (Shultz, 1992). Different drive systems exhibit varying ability to control the application of torques to the belt at rest and at different speeds. Also, the conveyor itself exhibits two extremes of loading. An empty belt normally presents the smallest required torque for breakaway and acceleration, while a fully loaded belt presents the highest required torque. A mining drive system must be capable of scaling the applied torque from a 2/1 ratio for a horizontal simple belt arrangement, to a 10/1 ranges for an inclined or complex belt profile. Each drive system will require a control system to regulate the starting mechanism. The most common type of control used on smaller to medium sized drives with simple profiles is termed "Open Loop Acceleration Control". In open loop, the control system is previously configured to sequence the starting mechanism in a prescribed manner, usually based on time. In open loop control, drive-operating parameters such as current, torque, or speed do not influence sequence operation. This method presumes that the control designer has adequately modeled drive system performance on the conveyor. For larger or more complex belts, "Closed Loop" or "Feedback" control may he utilized. In closed loop control, during starting, the control system monitors via sensors drive operating parameters such as current level of the motor, speed of the belt, or force on the belt, and modifies the starting sequence to control, limit, or optimize one or wore parameters. Closed loop control systems modify the starting applied force between an empty and fully loaded conveyor. The constants in the mathematical model related to the measured variable versus the system drive response are termed the tuning constants. These constants must be properly adjusted for successful application to each conveyor. The most common schemes for closed loop control of conveyor starts are tachometer feedback for speed control and load cell force or drive force feedback for torque control. On some complex systems, It is desirable to have the closed loop control system adjust itself for various encountered conveyor conditions. This is termed "Adaptive Control". These extremes can involve vast variations in loadings, temperature of the belting, location of the loading on the profile, or multiple drive options on the conveyor. There are three common adaptive methods. The first involves decisions made before the start, or 'Restart Conditioning'. If the control system could know that the belt is empty, it would reduce initial force and lengthen the application of acceleration force to full speed. If the belt is loaded, the control system would apply pretension forces under stall for less time and supply sufficient torque to adequately accelerate the belt in a timely manner. Since the belt only became loaded during previous running by loading the drive, the average drive current can be sampled when running and retained in a first-in-first-out buffer memory that reflects the belt conveyance time. Then at shutdown the FIFO average may be use4 to precondition some open loop and closed loop set points for the next start. The second method involves decisions that are based on drive observations that occur during initial starting or “Motion Proving". This usually involves a comparison In time of the drive current or force versus the belt speed. if the drive current or force required early in the sequence is low and motion is initiated, the belt must be unloaded. If the drive current or force required is high and motion is slow in starting, the conveyor must be loaded. This decision can be divided in zones and used to modify the middle and finish of the start sequence control. The third method involves a comparison of the belt speed versus time for this start against historical limits of belt acceleration, or 'Acceleration Envelope Monitoring'. At start, the belt speed is measured versus time. This is compared with two limiting belt speed curves that are retained in control system memory. The first curve profiles the empty belt when accelerated, and the second one the fully loaded belt. Thus, if the current speed versus time is lower than the loaded profile, it may indicate that the belt is overloaded, impeded, or drive malfunction. If the current speed versus time is higher than the empty profile, it may indicate a broken belt, coupling, or drive malfunction. In either case, the current start is aborted and an alarm issued. The best belt starting system is one that provides acceptable performance under all belt load Conditions at a reasonable cost with high reliability. No one starting system meets all needs. The belt designer must define the starting system attributes that are required for each belt. In general, the AC induction motor with full voltage starting is confined to small belts with simple profiles. The AC induction motor with reduced voltage SCR starting is the base case mining starter for underground belts from small to medium sizes. With recent improvements, the AC motor with fixed fill fluid couplings is the base case for medium to large conveyors with simple profiles. The Wound Rotor Induction Motor drive is the traditional choice for medium to large belts with repeated starting duty or complex profiles that require precise torque control. The DC motor drive, Variable Fill Hydrokinetic drive, and the Variable Mechanical Transmission drive compete for application on belts with extreme profiles or variable speed at running requirements. The choice is dependent on location environment, competitive price, operating energy losses, speed response, and user familiarity. AC Variable Frequency drive and Brush less DC applications are limited to small to medium sized belts that require precise speed control due to higher present costs and complexity. However, with continuing competitive and technical improvements, the use of synthesized waveform electronic drives will expand. 10