[发明专利]一种智能旗帜升降系统及其控制方法

权利要求书

1.一种智能旗帜升降系统，其特征在于：包括旗杆、旗杆筒、底座和控制/执行单元，旗杆安装在底座中部，旗杆筒套装在旗杆上，两端套有绳索；

控制/执行单元包括可编程控制器、第一驱动器、第二驱动器、第一步进电机、第二步进电机和鼓风机，可编程控制器、第一驱动器、第二驱动器和第一步进电机安装在底座内，可编程控制器的输出端与第一、第二驱动器的输入端相连，第一驱动器的输出端与第一步进电机的输入端相连；第二驱动器和鼓风机安装在旗杆筒内，第二驱动器的输出端与第二步进电机的输入端相连，鼓风机的输入端与可编程控制器的输出端相连；第一步进电机控制升降旗帜运动，第二步进电机用以控制卷绕/伸展旗帜运动，鼓风机和第二步进电机同时启动用来防止旗帜在卷绕/伸展过程中发生缠绕。

2.根据权利要求1所述的一种智能旗帜升降系统，其特征在于：在所述旗杆筒的顶端装有上限位开关，在旗杆筒的下部装有下限位开关，在旗杆的顶端装有上限位，在旗杆底部装有下限位，以共同限制旗杆筒上、下移动的位置。

3.根据权利要求1所述的一种智能旗帜升降系统，其特征在于：在所述底座上设有控制板，控制板上设有若干按钮。

4.根据权利要求4所述的一种智能旗帜升降系统，其特征在于：所述按钮包括上升按钮和下降按钮，上升按钮和下降按钮用以启动旗帜的升、降状态。

5.根据权利要求1所述的一种智能旗帜升降系统，其特征在于：所述可编程控制器采用FX1S-10MT型可编程控制器。

6.根据权利要求1所述的一种智能旗帜升降系统，其特征在于：所述的第一、第二步进电机采用A45HT型步进电机。

7.根据权利要求1所述的一种智能旗帜升降系统，其特征在于：所述的第一、第二驱动器采用与第一、第二步进电机配套的电机驱动器，所述电机驱动器采用HM_2H2A8型驱动器。

8.权利要求1所述的一种智能旗帜升降系统的控制方法，其特征在于，包括按钮控制和可编程控制器控制两种方式，这两种控制方式能够同时进行或者单独进行。

9.根据权利要求8所述的一种智能旗帜升降系统的控制方法，其特征在于，所述的按钮控制包括如下步骤：

1）需要升旗时，按下升旗按钮，第一步进电机正转，旗帜开始上升至旗杆顶部；

2）当旗杆筒的上限位开关触碰到上限位时，第二步进电机开始正转，同时鼓风机工作，旗帜自动伸展出旗杆筒；

3）需要降旗时，按下降旗按钮，第一步进电机反转，旗帜迅速下降到底；

4）当旗杆筒的下限位开关触碰到下限位时，第一步进电机启动反转，同时鼓风机工作，旗帜卷绕回旗杆筒。

10.根据权利要求8所述的一种智能旗帜升降系统的控制方法，其特征在于，所述的可编程控制器控制通过内部的编写程序来对步进电机的行程、速度、方向进行控制，具体包括如下步骤：

1）行程控制    

根据旗杆长度或者旗帜的长度来决定在PLC编程时程序输出的脉冲个数，从而达到对步进电机的行程控制；第一步进电机的行程控制所需PLC输出的脉冲数由旗杆长度来决定；第二步进电机的行程控制所需PLC输出的脉冲数由旗帜的长度来决定；

所述脉冲个数的计算公式为：n=DL/d；

式中DL表示伺服机构的位移量，单位是mm， d表示伺服机构的脉冲当量，单位是mm/脉冲；

2）进给速度控制   

根据用户设定的速度值决定PLC编程时程序输出的脉冲频率，实现速度控制；

伺服机构的进给速度取决于步进电机的转速，而步进电机的转速取决于输入脉冲频率，根据该旗帜上升/下降，旗帜收卷/展开的速度，确定其PLC输出的脉冲频率，所述脉冲频率的计算公式为：f=V_f/60d，单位为Hz；

式中V_f表示旗帜上升/下降或旗帜收卷/展开的速度，单位为mm/min；

3）进给方向控制

进给方向控制，即步进电机的转向控制，步进电机的转向通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向；通过PLC输出的方向控制信号改变各绕组的通电顺序；旗帜上升时，第一步进电机正转，旗帜下降时，第一步进电机反转；旗帜展开第二步进电机正转，旗帜收卷第二步进电机反转。