施工升降机应急遇障报警系统设计

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[收稿日期]2013-05-27分组成〖虑到该报警器的应用诚，报警发生装置采用蓄电池直接供电，进行无线报警信号发射，报警接收装置由市电交流 220V供电，采用大容量超级电容进行蓄能，在掉电后在-定时间内由超级电容为系统的正常工作提供电流，保证在断电的-定时间内，能接收到吊笼内被困人员的求助报警信号。报警发射装置可置于吊笼内，或者施工人员 自持，在紧急情况下能够进行报警；报警接收装置固定放置于升降机底护栏上或下电箱中，只需引入 AC220V电源，无需其他布线。

2.1 报警发射、接收电路PT2262/2272是-种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编/解码电路，PT2262/2272最多可有 12位 (A0-A11)三态地址端管脚 (悬空 ，接高电平 ，接低电平 )，任意组合可提供 531441种地址码，编码信号是由地址码、数据码、同步码组成-个完整的码字，从 l7脚输出到射频发射拈的数据输入端发射出去。射频接收拈接收后送到解码芯片PT2272，其地址码经过 3次比较核对后，如果地址码相同则进行解码输出，编码解码过程均由硬件完成，应用简单，可靠性高，满足施工现场的使用需求。图 1、图2分别为该装置的无线发射与无线接收电路，其中L2、2、H2与L1、1、H1分别为接收装置和发射装置的地址编码端，只有二者的地址码相同，且在振荡电阻R0和R7相匹配的情况下才能正确进行解码，接收报警信号。

图1 无线发射电路设计研究 Design＆ Research- 。； Header 8 Header 8 Header 85 Vc9AR0 1u61 18 O luF 1 ～AP.1 J Ao VCC l j7。 VT 5v ANT1器4 OSC1i 5R82 .I 1AR4 5A3 2 1564 DIN3DO4l ； 。AR6 7 I A5 A1l/D0 12 QR1 曼7 8J A6/D5 AlO/D1 11 DR2 二 BR049 A7/D4 A9/D2 I l0 DR3I SSPT2272图2 无线接收电路2.2 电源电路由于该系统主要应用于吊笼断电的情况下，因而必需配置蓄电系统才能有效工作。现阶段-般采用可充电型蓄电池作为蓄电系统，容量大、蓄电时间长，但是也存在许多缺陷：充电次数有限，-般少于 1 000次；充电时间长；充电控制电路复杂且电池中的废料会污染环境，不易回收。因此，本装置选择超级电容作为储能元件。

它不同于传统的化学电源，是-种介于传统电容器与电池之问、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，因此超级电容器可以反复充放电数十万次，无须特别的充电电路和控制放电电路，充电迅速，与蓄电池相比，其过充、过放都不对其寿命构成负面影响，可靠性高、使用寿命长；此外还具有优良的温度性能，可在 -40～70C的环境温度中正常使用；无污染，是-种绿色无污染的电源；体积小，可焊接，不存在接触不牢固的问题，特别适用于户外无线报警系统中。保障系统即使在上电很短时间内就断电条件下，也能保证设备在-定时间内的正常运行，正确接收来自吊笼的报警信号。采用超级电容作为蓄电单元的报警接收装置的电源及充电电路如图3所示。

如图 3所示，系统市 电AC220V供 电，接线方便。通过变压器、整流桥，以及稳压芯片建筑机械化2013(08)69- -岍Design& Research 设计研究图3 接收装置电源及充电电路LM317，经二极管降压后得到5V电路工作电压，用于系统正常工作及电容器充电。

LM3l7是三端可调节输出正电压稳压器，工作电压范围大，输出在 1.25～37V之间时，能够提供超过 1.5A的电流，只需要 2个外部电阻R3、R4的阻值来调整输出电压。此外还具有内部限流、热关断和安全工作区补偿等基本功能。

其中，D2用来阻挡掉电后超级电容向LM317放电，用于保护 LM317，为了使超级电容快速充电R2需要阻值小功率大，此处选择4.7Q/lOW的水泥电阻即能满足要求；充电电流最大值约为1A，因此要保证电路的正常运行，整个电路与充电电路相关部分都要选择合适参数的电子元器件，如变压器、整流二极管等。本装置选用 3个5.5V/10F超级电容器模组组成的5.5V/30F电容器拈，其单只电容器产品的ESR(DC)只有20mQ，直径 15mm，高为28ram。5.5V/30F超级电容器充电时间为 (在充电电流为恒流 900mA的情况下 )7 C△ /f30×5/0.9166s2.8min式中 电容器额定容量；△(，--电容器工作电压变化；f--电容器充电电流； 电容器充电时间。

系统中接收拈与继电器的正常最低工作70 201 3(08)建筑机械化电压实测为3.5V，接收报警过程中电流最大为20mA放电时间为T CAU/i 30×(5-3.5)/0.02s2250s37.5min式中 fL 电容器工作时最大放电电流；L 电容器放电时间。

本系统没有设置专门的恒流充电装置，不能达到恒流对电容器充电的效果，因此，实际充电时间比计算出来的充电时间相对要长些，放电时间与计算结果-致。经实际测试，该电路可以在5min内充电至 4.8V，断电后能持续工作30min以上，完全可以达到用户的使用需求。

23 报警器系统中内置报警器为压电式蜂鸣报警器，报警接收装置在接收到报警信号后触发其报警，以引起周围人员的注意，及时采取相关救助措施，保证被困人员及时被解救。为了保证警示作用的强烈性，通过端子可外接-个电池供电的声光报警器，通过报警信号触发其电源控制器，启动声光报警器进行声光报警，高分贝的声音及闪烁的灯光较容易被人发现，报警效果明显，需要定期测量外接报警器内电池电压，确保其正常工作。

3 结 语利用 PT2262/PT2272设计的无线遇障报警系统，实现断电情况下30rain的不间断呼叫接收，有助于地面或周围的人发现被困人员及时施救，大大减小了长时间被困的概率，为施工人员的安全增加了-层保障，同时，该报警装置操作简单，安装方便，便于携带，可用于任何高空设备对地面的断电或紧急报警，实用性较强。 圈(编辑 贾泽辉)[cp图分类号]TH21 1 .6[文献标识码]c[文章编号]1 001-1 366(201 3)09-0068 03[收稿日期]2013 07-08