一种施工升降机无人驾驶显控系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种施工升降机无人驾驶显控系统。


背景技术：

2.传统的建筑行业，施工升降机普遍采用是有人驾驶方案，需要专人去操控施工升降机的运行和维保，这种方式存在以下缺点：
3.(1)技术较为落后，智慧化程度较低，与当下所提倡的智慧工地方案不符合。
4.(2)需要专人去操控施工升降机，因此存在疲劳驾驶，操作不规范等安全隐患。
5.针对以上问题，提出一种施工升降机无人驾驶显控系统。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种施工升降机无人驾驶显控系统。
7.本实用新型技术方案如下：
8.一种施工升降机无人驾驶显控系统，包括：
9.施工升降机驱动器，内部集成plc功能，控制施工升降机的运行；
10.编码器单元，发送高速脉冲信号至施工升降机驱动器；
11.人机交互界面，与施工升降机驱动器相连，显示施工升降机驱动器的参数信息；
12.语音播报单元，与施工升降机驱动器相连，用于语音播放升降机驱动器各类信息；
13.状态灯板，与施工升降机驱动器相连，实时反应施工升降机驱动器的状态；
14.自动门控制单元，控制电梯笼门的关闭和开启；
15.外部呼叫及调度单元，与施工升降机驱动器通信相连，包括外部呼叫显示单元和电梯调度器；外部呼叫显示单元，设于各楼层，采集对应楼层的呼叫指令及显示各类状态；电梯调度器，与施工升降机驱动器通信相连，实时采集施工升降机的状态信息，与外部呼叫显示单元通讯连接，读取各楼层外部呼叫指令；
16.施工升降机云平台，采用大型数据集散平台，与多个施工升降机驱动器进行数据传输。
17.施工升降机驱动器:内部集成了plc功能，施工升降机的各类外部保护信号由外部限位单元通过硬接线的方式传入到施工升降机驱动器内部，当某一保护信号触发，施工升降机驱动器将停止运行，同时闭合施工升降机的外部抱闸组件，保证了施工升降机的安全稳定。
18.进一步地，施工升降机驱动器集成了语音播报单元，具有语音播报功能，并通过spi通信方式与智能化状态灯板相连接，能够实时的反应施工升降机驱动器的各种状态(例如：手动/自动状态，故障状态等)。
19.进一步地，编码器采用增量式编码器，与施工升降机驱动器通过硬接线的方式相连接，根据编码器的脉冲数的改变进行三段速运行切换。编码器的ab相输出向驱动器提供
高速脉冲信号，施工升降机驱动器向编码器提供电源。施工升降机驱动器具备三段速切换运行功能，每段速度用户可以根据现场实际使用需求自行设定。不同段速是根据目标脉冲值与当前脉冲值之间的差值进行切换，当目前脉冲值与当前脉冲值之间的差值达到预设值的差值k1时，施工升降机驱动器运行速度由高速降速为中低速，当目前脉冲值与当前脉冲值之间的差值达到预设值的差值k2时，施工升降机驱动器运行速度由中低速降速为低速，保证了施工升降机平层精度，实测数据显示，无人驾驶模式下，施工升降机平层精度达到了
±
1cm之内。施工升降机驱动器具备监视编码器异常的功能，当编码器的某一相在某一时刻的计数发生异常时，施工升降机驱动器能够立即监测出来，语音报警。
20.进一步地，施工升降机驱动器集成了标准的rs485通信接口，支持modbus-rtu通讯，通过该标准接口，能够与人机交互界面(例如：触摸屏)相连接，能够显示施工升降机驱动器的所有的参数(例如：母线电压，电流，温度等)。
21.施工升降机驱动器与gprs模块连接，通过配置具体gprs编号，能够实现将施工升降机驱动器接入到科远智慧施工升降机云平台，大大的提升了智慧工地的水平。
22.进一步地，施工升降机驱动器通过rs485通信方式与施工升降机轿厢内部的按键面板相连接，通过以太网无线通信的方式(即无线通信单元)与电梯调度器相连接，同时接收轿厢内部有线传输和电梯调度器无线传输发送过来的呼叫请求，然后根据施工升降机的实际运行状况，结合自身的算法逻辑，决定此次呼叫请求是否响应。
23.进一步地，施工升降机驱动器通过继电器的输出接口，与自动门控制单元的驱动器相连接，操控自动门控制单元驱动器的运行。
24.自动门控制单元：自动门控制单元通过对其驱动器的预设值实现电梯笼门的开启和关闭控制。电梯笼门开启完成后，其驱动器会根据预设值的时间自动计时(该计时时间用户可自行设置)，计时时间到达后，电梯笼门会自动关闭，无须人为介入操控电梯笼门。鉴于施工升降机存在电梯笼门需要较长时间的保持开启的状态，自动门控制单元集成了光幕和笼门打开保持按钮，当光幕监测范围内有物体存在或者笼门打开保持按钮被按下，电梯笼门会保持常开的状态，便于施工升降机的进料和出料。
25.施工升降机云平台采用大型数据集散平台，可以容纳超过一万台施工升降机驱动器接入到云平台。通过云平台不仅可以实现远程读取和配置施工升降机驱动器的各项参数，同时当施工升降机驱动器出现故障时，云平台能够第一时间推送故障信息，售后服务人员根据故障信息，迅速的定位故障发生的原因，制定解决方案，极大的提升了售后处理问题的速度和准确性。
26.无线通信单元用于施工升降机驱动器与电梯调度器之间的无线通信。实现了驱动器和电梯调度器之间的数据交互，解决了建筑工地有线通信布线困难的问题，无线通信单元的有效通信距离达到了1km，通信信号稳定，传输延时低。驱动器与电梯调度器之间执行自定义的传输协议，数据加密传输，确保了数据传输的高效和安全。
27.电梯调度器与施工升降机驱动器之间无线通信，实时采集施工升降机的各类状态信息，例如：手动/自动状态，各机械限位状态等。调度器将接收过来的各类信息，根据自身算法逻辑，决定该施工升降机是否运行调度。同时，调度器与各楼层外部呼叫显示单元通过can通讯方式连接，读取各楼层外部呼叫指令。
28.各楼层外部呼叫显示单元主体为集成了can通信功能的8通道数字量输入和8通道
数字量输出的模块，用于各楼层呼叫指令的采集和传输以及各类状态显示。呼叫器采用带指示灯的实体按键用于触发呼叫信号。各楼层外部呼叫显示单元通过can通讯方式连接，最终与电梯调度器相连接，当某一层楼发生外部呼叫请求时，电梯调度器能够立刻监测到具体的呼叫请求，电梯调度器根据自身的算法决定是否采纳此次呼叫，如果认可，则电梯调度器将向该楼层外部呼叫显示单元发送指令，将实体按键的指示灯点亮。各楼层外部呼叫及显示单元可以实时的提示施工升降机驱动器是否故障和每层楼层门限位是否正常，倘若存在异常状况，外呼显示单元上集成的led指示灯能够立刻显示出来，便于检修。
29.本实用新型具有如下有益效果：
30.(1)实现了建筑工地的无人驾驶，减少了由于人为因素所造成的各类事故隐患。
31.(2)提升了施工升降机的产品技术水准，提高了建筑工地的智慧化水平。
附图说明
32.图1为本实用新型施工升降机无人驾驶显控系统的结构框图；
33.图2为本实用新型施工升降机无人驾驶显控系统拓扑图；
34.图3为本实用新型施工升降机无人驾驶显控系统的调度逻辑图。
具体实施方式
35.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
36.本实用新型一种施工升降机无人驾驶显控系统，包括施工升降机驱动器，自动门控制单元，无线通信单元，外部呼叫及调度单元300(电梯调度器以及各楼层外部呼叫显示单元)以及施工升降机云平台400。如图1所示为本发明系统结构框图。
37.电梯调度器集成了施工升降机单边笼和双边笼两种不同的处理方式。本实施例以施工升降机双边笼为例：施工升降机左笼100和施工升降机右笼200。施工升降机左(右)笼均设有施工升降机驱动器101(201)、自动门控制单元102(202)、外部限位单元103(203)、编码器单元104(204)、模式切换单元105(205)、状态灯板106(206)、语音播报单元107(207)、无线通信单元108(208)、gprs模块109(209)、人机交互单元110(210)。下面以施工升降机左笼为例，对各部件的连接与功能进行详述。
38.施工升降机驱动器101:内部集成了plc功能，施工升降机的各类外部保护信号由外部限位单元103通过硬接线的方式传入到施工升降机驱动器101内部，当某一保护信号触发，施工升降机驱动器101将停止运行，同时闭合施工升降机的外部抱闸组件，保证了施工升降机的安全稳定。
39.进一步地，施工升降机驱动器101集成了语音播报单元107，具有语音播报功能，并通过spi通信方式与智能化状态灯板106相连接，能够实时的反应施工升降机驱动器的各种状态(例如：手动/自动状态，故障状态等)。
40.进一步地，编码器单元104采用增量式编码器，与施工升降机驱动器101通过硬接线的方式相连接，编码器的ab相输出向驱动器提供高速脉冲信号，施工升降机驱动器向编码器提供电源。施工升降机驱动器具备三段速切换运行功能，每段速度用户可以根据现场实际使用需求自行设定。不同段速是根据目标脉冲值与当前脉冲值之间的差值进行切换，当目前脉冲值与当前脉冲值之间的差值达到预设值的差值k1时，施工升降机驱动器运行速
度由高速降速为中低速，当目前脉冲值与当前脉冲值之间的差值达到预设值的差值k2时，施工升降机驱动器运行速度由中低速降速为低速，保证了施工升降机平层精度，实测数据显示，无人驾驶模式下，施工升降机平层精度达到了
±
1cm之内。施工升降机驱动器具备监视编码器异常的功能，当编码器的某一相在某一时刻的计数发生异常时，施工升降机驱动器能够立即监测出来，语音报警。
41.进一步地，施工升降机驱动器101集成了标准的rs485通信接口，支持modbus-rtu通讯，通过该标准接口，能够与人机交互界面110(例如：触摸屏)相连接，能够显示施工升降机驱动器的所有的参数(例如：母线电压，电流，温度等)。
42.施工升降机驱动器通过gprs模块109，通过配置具体gprs编号，能够实现将施工升降机驱动器接入到施工升降机云平台400，大大提升了智慧工地的水平。
43.进一步地，施工升降机驱动器通过rs485通信方式与施工升降机轿厢内部的按键面板相连接，通过以太网无线通信的方式(即无线通信单元)与电梯调度器302相连接，同时接收轿厢内部有线传输和电梯调度器无线传输发送过来的呼叫请求，然后根据施工升降机的实际运行状况，结合自身的算法逻辑，决定此次呼叫请求是否相应。系统拓扑图见图2。
44.进一步地，施工升降机驱动器通过继电器的输出接口，与自动门控制单元102的驱动器相连接，操控自动门控制单元驱动器的运行。
45.自动门控制单元102：自动门控制单元通过对其驱动器的预设值实现电梯笼门的开启和关闭控制。电梯笼门开启完成后，其驱动器会根据预设值的时间自动计时(该计时时间用户可自行设置)，计时时间到达后，电梯笼门会自动关闭，无须人为介入操控电梯笼门。鉴于施工升降机存在电梯笼门需要较长时间的保持开启的状态，自动门控制单元集成了光幕和笼门打开保持按钮，当光幕监测范围内有物体存在或者笼门打开保持按钮被按下，电梯笼门会保持常开的状态，便于施工升降机的进料和出料。
46.施工升降机云平台400采用大型数据集散平台，通过gprs接收服务器401可以容纳超过一万台施工升降机驱动器接入到云平台。通过云平台不仅可以实现远程读取和配置施工升降机驱动器的各项参数，同时当施工升降机驱动器出现故障时，云平台能够第一时间利用web网页/微信小程序402推送故障信息，售后服务人员根据故障信息，迅速的定位故障发生的原因，制定解决方案，极大的提升了售后处理问题的速度和准确性。
47.无线通信单元108、303用于施工升降机驱动器与电梯调度器之间的无线通信。实现了驱动器和电梯调度器之间的数据交互，解决了建筑工地有线通信布线困难的问题，无线通信单元的有效通信距离达到了1km，通信信号稳定，传输延时低。驱动器与电梯调度器之间执行自定义的传输协议，数据加密传输，确保了数据传输的高效和安全。
48.电梯调度器302与施工升降机驱动器101之间无线通信，实时采集施工升降机的各类状态信息，例如：手动/自动状态，各机械限位状态等。调度器将接收过来的各类信息，根据自身算法逻辑，决定该施工升降机是否运行调度。同时，电梯调度器302与各楼层外部呼叫显示单元301通过can通讯方式连接，读取各楼层外部呼叫指令。具体的调度逻辑见图3。
49.各楼层外部呼叫显示单元301主体为集成了can通信功能的8通道数字量输入和8通道数字量输出的模块，用于各楼层呼叫指令的采集和传输以及各类状态显示。呼叫器采用带指示灯的实体按键用于触发呼叫信号。各楼层外部呼叫显示单元通过can通讯方式连接，最终与电梯调度器相连接，当某一层楼发生外部呼叫请求时，电梯调度器能够立刻监测
到具体的呼叫请求，电梯调度器根据自身的算法决定是否采纳此次呼叫，如果认可，则电梯调度器将向该楼层外部呼叫显示单元发送指令，将实体按键的指示灯点亮。各楼层外部呼叫及显示单元可以实时的提示施工升降机驱动器是否故障和每层楼层门限位是否正常，倘若存在异常状况，外呼显示单元上集成的led指示灯能够立刻显示出来，便于检修。
50.外部呼叫请求实施步骤如下：
51.1、施工升降机左右笼100和200准备就绪，施工升降机驱动器101和201与电梯调度器302之间无线通信构建成功；
52.2、某一楼层呼叫显示单元301接收到外部呼叫指令，将呼叫指令通过can通信传递给电梯调度器302；
53.3、电梯调度器302接收到301传输过来的数据，根据施工升降机左右笼100和200状态，结合自身调度算法，产生调度指令(以下步骤以电梯调度器将调度指令发送给施工升降机左笼为例)；
54.4、调度指令通过无线通信单元303发送至施工升降机驱动器101；
55.5、施工升降机驱动器101接收到调度指令，驱动器根据实际情况辨别是否响应此次调度；
56.6、施工升降机驱动器101开始运行，牵引施工升降机100运行，驱动器识别编码器单元104脉冲读数；
57.7、施工升降机驱动器101根据当前脉冲读数与目前脉冲读数之间的差值，实现不同运行速度的切换，最终驱动器停止输出，施工升降机100停止运行；
58.8、施工升降机驱动器101向自动门控制单元102发送运行指令，实现施工升降机100笼门的自动开启和关闭；
59.9、逻辑运行结束。

技术特征：
1.一种施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，包括：施工升降机驱动器，集成有plc，控制施工升降机的运行；编码器单元，发送高速脉冲信号至施工升降机驱动器；人机交互界面，与施工升降机驱动器相连，显示施工升降机驱动器的参数信息；语音播报单元，与施工升降机驱动器相连，用于语音播放升降机驱动器各类信息；状态灯板，与施工升降机驱动器相连，实时反应施工升降机驱动器的状态；自动门控制单元，控制电梯笼门的关闭和开启；外部呼叫及调度单元，与施工升降机驱动器通信相连，包括外部呼叫显示单元和电梯调度器；外部呼叫显示单元，设于各楼层，采集对应楼层的呼叫指令及显示各类状态；电梯调度器，与施工升降机驱动器通信相连，实时采集施工升降机的状态信息，与外部呼叫显示单元通讯连接，读取各楼层外部呼叫指令；施工升降机云平台，采用大型数据集散平台，与多个施工升降机驱动器进行数据传输。2.根据权利要求1所述的施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，所述施工升降机驱动器与外部限位单元连接，外部保护信号通过硬接线方式传入施工升降机驱动器。3.根据权利要求2所述的施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，所述编码器单元与施工升降机驱动器通过硬接线方式连接；根据编码器的脉冲数的改变进行三段速运行切换。4.根据权利要求3所述的施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，所述施工升降机驱动器集成有rs485通信接口，与人机交互界面相连接。5.根据权利要求4所述的施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，所述施工升降机驱动器通过无线通信单元与电梯调度器相连接，通过继电器的输出接口与自动门控制单元的驱动器相连接。6.根据权利要求5所述的施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，所述施工升降机驱动器通过gprs模块与施工升降机云平台进行数据传输。7.根据权利要求6所述的施工升降机无人驾驶显控系统，其特征在于，所述外部呼叫显示单元采用8通道数字量输入和8通道数字量输出，并集成有can通信功能；所述电梯调度器与外部呼叫显示单元通过can通信方式相连。

技术总结
本实用新型公开了一种施工升降机无人驾驶显控系统，包括施工升降机驱动器，自动门控制单元，施工升降机云平台，无线通信单元，电梯调度器以及各楼层外部呼叫显示单元。采用本实用新型施工升降机无人驾驶显控系统，不仅可以大大的提升建筑工地智慧化水平，同时也能够降低由于施工升降机的不正规操作所带来的各种风险。风险。风险。


技术研发人员：梅建华 庄安荣 徐晨虎 杨垚 方瑜
受保护的技术使用者：南京科远驱动技术有限公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/7/17