電梯自動(dòng)升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案_第1頁
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文檔簡介

1 電梯自動(dòng)升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 題背景 電梯是當(dāng)今世界最高層建筑中不可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具,特別是在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)中,電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。 1850 年,美國出現(xiàn)了世界上第一臺(tái)以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的卷揚(yáng)機(jī), 1857 年以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的一端與轎廂連接,另一端固定在繩鼓上,靠鋼絲繩被纏卷或釋放而使轎廂提升或下降,但由于鼓輪不可能做得太長,所以使得鋼絲繩的長度以及轎廂的行程受到限制,另外,由于鋼絲繩的股數(shù)不能太多,致使轎廂的載重量也受到限制,特別是當(dāng)時(shí)的安全措施不夠完善,常常出現(xiàn)事故,使得鼓輪式 電梯應(yīng)用與發(fā)展都受到了限制。 20 世紀(jì)初,美國出現(xiàn)了曳引式電梯。鋼絲繩懸掛在曳引輪上,一端與轎廂連接,而另一端與對重連接,隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng),靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力,使轎廂與對重做一升一降的相反運(yùn)動(dòng),顯然,鋼絲繩不用纏繞,因此鋼絲繩的長度和股數(shù)鈞不受限制,當(dāng)然轎廂的載重量以及提升的高度就得到了提高,從而滿足了人們對電梯的使用需求。因此,近一百年來,曳引式電梯一直受到重視,并發(fā)展沿用至今。當(dāng)今在很多工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家,電梯的使用相當(dāng)普遍,電梯技術(shù)以及使用狀況和生產(chǎn)數(shù)量已經(jīng)成為一些國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。 90 年代以來, 400 多萬臺(tái)電梯在世界各地運(yùn)行著,同時(shí)每年以 15 萬臺(tái)的需求量增加著,預(yù)計(jì)近十年內(nèi)世界平均增長率為 7%,亞太地區(qū)增長率為 9%。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),日本在 19901991 年的一年中,共生產(chǎn)電梯 31500 臺(tái)。其中,直流電梯為 23 臺(tái),占 交流電梯為 22690 臺(tái),占 72%;液壓電梯為 7829臺(tái),占 住宅電梯為 966 臺(tái),占 在亞洲,日本對電梯市場占有絕對優(yōu)勢,其占有率為 67%。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯控制系統(tǒng),使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡化,性能提高。 同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制與開發(fā),使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善 1。 在我國, 70 年代的電梯產(chǎn)品主要是交流雙速電梯,其調(diào)速原理是通過改變電梯牽引電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)而實(shí)現(xiàn)高速與低速運(yùn)行的,這種電梯結(jié)構(gòu)簡單,使用和維 2 護(hù)方便,盡管平滑了調(diào)速夠理想、舒適感較差,但在調(diào)速指標(biāo)要求一般的場合,任能滿足使用需求。 80 年代,交流調(diào)調(diào)壓調(diào)速電梯技術(shù)已趨于成熟,其調(diào)速原理是通過改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的定子供電電壓而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化,由于采用了閉環(huán)控制,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速跟蹤給定速度變化,制動(dòng)過程快而平穩(wěn),精度較高,其調(diào)速性能優(yōu) 于交流雙速電梯。 90 年代,出現(xiàn)了調(diào)壓調(diào)頻電梯,其調(diào)速方法是調(diào)節(jié)交流電機(jī)的定子繞組供電電壓的幅值和頻率。由于在調(diào)壓調(diào)頻電梯傳遞系統(tǒng)中,采用了微機(jī)控制技術(shù)、脈寬調(diào)制技術(shù)及矢量變化技術(shù),使得其轉(zhuǎn)速的控制與直流電機(jī)極為相似。這種電梯體積小、質(zhì)量輕、節(jié)省能源、運(yùn)行效率高,幾乎囊括了以往電梯的所有優(yōu)點(diǎn),所以,自問世以來受到了國內(nèi)外電梯業(yè)的極大關(guān)注。 電梯發(fā)展到今天,微機(jī)控制已成為電梯技術(shù)的發(fā)展方向。采用微機(jī)控制的電梯,從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮,采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法,以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳 模式、合理的配置與使用、遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等 2。 文主要研究內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是以單片機(jī)為主控制器的電梯控制系統(tǒng)。本來電梯系統(tǒng)是一個(gè)相對復(fù)雜的系統(tǒng),由于能力和經(jīng)驗(yàn)有限,所以只能實(shí)現(xiàn)基本的功能如:有層站廳外呼梯召喚、自動(dòng)停層、順向截梯、轎廂內(nèi)選層信號(hào)、故障報(bào)警、掉電保護(hù)等。通過單片機(jī)輸出控制信號(hào)給變頻器然后控制電梯拖動(dòng)轎廂上下運(yùn)行,采用變頻器交流調(diào)速使得電梯舒適度更好。 3 2 電梯控制系統(tǒng)方案的選擇 電梯控制系統(tǒng)是電梯正常運(yùn)行的核心部分。電梯控制系統(tǒng)種類很多,采用 的控制方法各有不同,但電梯控制的功能是相同的。電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件部分和軟件部分兩方面的內(nèi)容 3。下面介紹系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案的選擇。 統(tǒng)方案 采用繼電器設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)的方案。繼電器控制系統(tǒng)出現(xiàn)許多弊端。在繼電器設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中,所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn),線路直觀,易于理解和掌握,技術(shù)成熟并形成了系列化產(chǎn)品。其缺點(diǎn)有:系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜,且觸點(diǎn)容易燒壞磨損,造成接觸不良,因而故障率較高;普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能,使系統(tǒng)的控制功能不易增加,技術(shù)水 平難以提高;電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢,機(jī)械和電磁慣性大,系統(tǒng)控制精度難以提高;由于線路復(fù)雜,易出現(xiàn)故障,因而保養(yǎng)維修工作量大,費(fèi)用高;檢查故障困難,費(fèi)時(shí)費(fèi)工。 總之,電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高,大大降低了電梯的可靠性和安全性,經(jīng)常造成停梯,給乘客人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底,不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞,還可能出現(xiàn)人身事故。所以目前電梯的繼電器控制已經(jīng)很少使用了。 采用可編程序控制器設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的方案??删幊绦蚩刂破魇且环N用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。可編程序控制 器和普通的微型計(jì)算機(jī)相似,以通用和專用 為字處理器,實(shí)現(xiàn)通道(字)的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),另外還有位處理器(布爾處理器)。進(jìn)行點(diǎn)(位)運(yùn)算與控制。 可編程序控制器 控制相對于繼電器控制 來說,無論是在硬件接線方面,還是在軟件編程方面;無論是在設(shè)計(jì)安裝方面,還是在故障維修方面;無論是在控制精度方面,還是在安全可靠方面都要好的多。 可編程序控制器取代繼電器邏輯控制器件,減少了線路間連接及控制電器數(shù)量,從而使控制柜體積減小、運(yùn)行可靠性提高。 它有良好的抗干擾性能,適應(yīng)很多工業(yè)控制現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。 其 缺點(diǎn)是:可編程序控制 又是 以單片機(jī)為內(nèi)核的控制器,在單一的設(shè)備上的性能也許比較好,可是無法擴(kuò)展 ; 可編程序控制器 的針對性較強(qiáng),每一臺(tái) 可編程序控制器 都是根據(jù)一個(gè)設(shè)備而設(shè)計(jì)的,所以價(jià)格較昂貴。 在科技高速發(fā)展的時(shí)代,設(shè)備隨時(shí)可能更新?lián)Q代,這樣一個(gè)昂貴的 可編程序控制器在電梯控制系統(tǒng)中 將失去作用,所以用微型計(jì)算機(jī)代替可編程 序 控制器是必要的。 4 采用控制方案及理由 隨著微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們對電梯的可靠性、安全性、舒適性提出了更高的要求。電梯繼電器控制系統(tǒng)的弊端越來越突出,隨著工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展,它逐漸被可靠性高、通用性強(qiáng)的可編 程序控制器及微型計(jì)算機(jī)所代替。由微機(jī)實(shí)現(xiàn)電梯控制的邏輯功能,比繼電器控制有較大的靈活性,不同控制方式可用相同的硬件,只是做一些改變。近 20 年來微機(jī)控制的電梯以其優(yōu)異的控制性能得到了長足的發(fā)展,而且已成為當(dāng)前電梯發(fā)展的主流。 采用微機(jī)的電梯控制系統(tǒng)具有取代大部分的繼電器、取代選層、解決調(diào)度、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)配管理功能。無觸點(diǎn)邏輯線路可以提高系統(tǒng)的可靠性。單片機(jī)設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng),程序高度集成,外圍電路少,功能多,成本低、穩(wěn)定性能好。本次設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)作為電梯邏輯控制系統(tǒng)的核心硬件以及外圍電路組成完整的控制系統(tǒng), 通過編程實(shí)現(xiàn)控制電梯運(yùn)行的基本功能。 5 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)備選擇 片機(jī)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)方案的分析,設(shè)計(jì)這樣一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng),需要選擇帶有大容量不必采用外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,從而簡化硬件電路??梢赃x用的單片機(jī)有 司的 8052 芯片和 司生產(chǎn)的 片。 052芯片相比有兩大優(yōu)勢:第一,片內(nèi)程序存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器,使程序的寫入更加方便;第二,提供了看門狗定時(shí)器 次設(shè)計(jì)采用 引腳如圖 圖 腳圖 入 /輸出口擴(kuò)展芯片的選擇 單片機(jī)的輸入 /輸出口不夠用,需要擴(kuò)展。輸入 /輸出口擴(kuò)展的方法很多,用不同的芯片,可以構(gòu)成各種不同的擴(kuò)展電路。它們主要分為四類:用多功能芯片的擴(kuò)展;用 8243芯片的擴(kuò)展;用串行口的擴(kuò)展。本次設(shè)計(jì)采用多功能芯片中的 8255A 芯片能很好滿足系統(tǒng)的要求。 8255示。 6 圖 8255頻器的選擇 變 頻器品質(zhì)的要求 :對變頻器的要求主要從安全性,舒適性和經(jīng)濟(jì)性 三 方面考慮 。安 全性 :有完善的硬件及其保護(hù)功能,使可靠性提高;舒適性 :低速時(shí)能產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩,低嘈聲,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)??;經(jīng)濟(jì)性 :程序控制功能完善。 變頻器的選擇 :市場上變頻器的品種繁多,功能也各 有差異, 為適應(yīng)電梯在低頻率時(shí)高轉(zhuǎn)矩的要求,特別是零速時(shí)要有足夠的轉(zhuǎn)矩來提升電梯,選擇日本三菱公司的 使用矢量控制時(shí),變頻器能自動(dòng)設(shè)定電動(dòng)機(jī)銘牌范圍的電動(dòng)機(jī)參數(shù)。由此從變頻器專用電動(dòng) 機(jī)到通用電動(dòng)機(jī)都可以進(jìn)行矢量控制運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)可最大限度地發(fā)揮作用。 制功能實(shí)現(xiàn)簡單的追蹤控制,使用脈沖發(fā)生器等速度檢測器時(shí)不管負(fù)載人小變化都可使其速度保持一致使用了 僅提高了速度控制精度,也保證了電梯零速制動(dòng)抱閘的要求。 電傳感器的選擇 光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,體積小的特點(diǎn),所以在此次設(shè)計(jì)當(dāng)中選擇光電傳感器作為樓層檢測部分的主要部件,完成樓層檢 測的功能。 本次設(shè)計(jì)中采用的是 射型光電開關(guān)。把發(fā)光器裝在轎廂壁外側(cè),當(dāng)轎廂經(jīng)過時(shí),收光器就會(huì)收到發(fā)光器發(fā)出的光線,從而給單片機(jī)輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。 7 有以下功能: 可調(diào)紅外傳感器的靈敏度,有兩種紅外傳感器增益選擇 (62/68對外界高頻噪聲干擾 (1000下 )的抑制能力高于 30V/m;可采用光敏電阻或硅光電二極管作日光傳感器,并且靈敏度可調(diào);可直接驅(qū)動(dòng)晶閘管、光電摧合器和繼電器等。 層顯示器件的選擇 電梯樓層顯示器有多種形式,數(shù)碼管顯示器、點(diǎn)陣、米字形 顯示器、液晶顯示器等。本次設(shè)計(jì)中采用了型號(hào)為 數(shù)碼管將八個(gè)發(fā)光二極管排列成“日”字形狀制成的,發(fā)光二極管分別用 a、b、 c、 d、 e、 f、 g、 h 等八個(gè)小寫字母代表,一定的發(fā)光線段組合,就能代表相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字,其中 h 表示數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管的八個(gè)發(fā)光二極管內(nèi)部接法可分為共陰極和共陽極兩種 8。共陰極接法中各放光二極管的負(fù)極相連。 a h 引腳中,高電平的線段發(fā)光。共陽極接法中,低電平的線段發(fā)光??刂撇煌亩伟l(fā)光,可顯示 0 9不同的數(shù)字。設(shè)計(jì)中數(shù)碼管的引腳與芯片 8255A( 2)的 片機(jī)輸出的樓層信息在 B 端口鎖存并在數(shù)碼管中顯示。數(shù)碼管顯示器采用共陽極接法,八段段顯示組合與數(shù)字對照表參見表 1表示斷開, 0表示接通)。 表 八段顯示組合與數(shù)字對照表 顯示數(shù)字 h g f e d c b a 編碼 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 99 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82 7 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 80 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90 重傳感器的選擇 稱重傳感器的種類比較多,對于 30t 量程范圍的拉式傳感器和 8 10環(huán)式傳感器是一種很好的選擇。這種結(jié)構(gòu)的傳感器有許多優(yōu)點(diǎn):應(yīng)力流線分布合理;彈性體為一整體結(jié)構(gòu);輸出靈敏度高,一般為 3左右;機(jī)構(gòu)簡單,易于加工。 本次設(shè)計(jì)選用東洋測器生產(chǎn)的 式傳感器。它具有下列特點(diǎn):承壓端為球面機(jī)構(gòu),支承端為環(huán)面受力,它能提供一個(gè)穩(wěn)定的安裝結(jié)構(gòu),但下支承環(huán)不規(guī)則的應(yīng)力流線要經(jīng)過相當(dāng)長的距離傳遞才能趨于均勻 9。 動(dòng)電機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇主要從電動(dòng)機(jī)的種類、電動(dòng)機(jī)的型式、電動(dòng)機(jī)的額定電壓、額定轉(zhuǎn)速以及額定功率等幾方面進(jìn)行考慮。其次要考慮負(fù)載的要求和電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)等 10。 本次設(shè)計(jì)轎廂的曳引電機(jī)選用 系列電機(jī)是吸收國外技術(shù)專為電梯設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速電機(jī),可與多種品牌變頻器搭配。本系列電動(dòng)機(jī)基本安裝形 式為 端蓋上有凸緣,機(jī)座無底腳、臥式安裝,非主軸伸端用于安裝測速裝置。冷卻方式為自通風(fēng)方式,防護(hù)等級為 轎廂門及廳門拖動(dòng)選用型號(hào)為 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。由于電梯門及轎廂門的調(diào)速范圍及功率要求不是很高,采用該型號(hào)電機(jī)完全能滿足門機(jī)系統(tǒng)的 控制需求。 9 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)原理框圖 電梯控制系統(tǒng)原理框圖總體由輸入模塊、單片機(jī)、輸出模塊三大部分組成。其具體結(jié)構(gòu)如圖 圖 電梯控制系統(tǒng)原理框 圖 片機(jī)電源電路 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電源種類比較多。 380V 的交流電作為電梯動(dòng)力電源,為電梯曳引機(jī)及其控制系統(tǒng)供電, 220V 的交流電作為井道照明、轎廂內(nèi)照明、風(fēng)扇和單片機(jī)輸出繼電器的線圈電源。把 220直變換得到 54V 的直流電為單片機(jī)及其外圍電路提供電源, 24V 的直流電為電梯的輸入輸出電路提供電源。單片機(jī)電源電路如圖 單片機(jī) 轎廂內(nèi)選層信號(hào) 轎廂外呼梯信號(hào) 重量檢測信號(hào) 轎廂位置檢測信號(hào) 安全保護(hù)信號(hào) 電源供電 電梯門電動(dòng)機(jī)控制 轎廂內(nèi)外信號(hào)顯示 電梯曳引電機(jī)控制 故障報(bào)警 平層及減速信號(hào) 10 圖 單片電源電路 片機(jī)特殊工作方式 位電路 單片機(jī)復(fù)位電路有上電復(fù)位和操作復(fù)位兩種方法。上電復(fù)位就是在計(jì)算機(jī)上電瞬間,在 0計(jì)算機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。操作復(fù)位指按下“復(fù)位”按鈕使計(jì)算機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。在系統(tǒng)中應(yīng)用復(fù)位電路是使單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)得以解除,重新啟動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)。復(fù)位電路如圖 示。 圖 復(fù)位電路 電方式 單片機(jī)正常運(yùn)行時(shí),芯片由主電源 果主電源掉電而電壓下降,當(dāng)接著 由備用電源供電。為了降低備用電源的功耗,備用電源僅對片內(nèi) 電。設(shè)計(jì)中采用 555 定時(shí)器構(gòu)成掉電操作電路,當(dāng)主電源 把需要保護(hù)的信息送入片內(nèi) 后從 555定時(shí)器輸出端為高電平(電壓值為 V 備 ),用作片內(nèi) 供電電源。當(dāng)主電源恢復(fù)時(shí)自動(dòng)撤出備用電源對片內(nèi) 電, 11 實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。利用掉電方式可以為單片機(jī)電源跌落提供預(yù)警信號(hào),及時(shí)保存 電電路如圖 圖 掉電電路 號(hào)輸入電路 從電梯控制系統(tǒng)外圍設(shè)備輸入輸出控制需求,可以總結(jié)出輸入信號(hào)中總共有31 個(gè)位控制信號(hào)的采集。分別為電梯層站廳的上下呼梯信號(hào),電梯 轎廂內(nèi)的選層信號(hào),轎廂內(nèi)故障報(bào)警信號(hào),電梯檢修時(shí)的控制信號(hào),轎廂超重信號(hào),轎廂們間紅外線掃描信號(hào),轎廂上下限位開關(guān),平層信號(hào),電梯減速信號(hào),轎廂門開關(guān)門限位信號(hào),轎廂位置檢測信號(hào),掉電信號(hào)。輸出信號(hào)分別為轎廂當(dāng)前位置顯示信號(hào),電梯上下行信號(hào),轎廂內(nèi)選層信號(hào)登記信號(hào),層站廳外呼梯信號(hào)登記信號(hào),超重顯示信號(hào),限位開關(guān)動(dòng)作信號(hào),故障報(bào)警信號(hào),電梯曳引電機(jī)控制信號(hào),電梯門拖動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)等。 由于電梯的輸入和輸出控制信號(hào)比較多,單片機(jī)自身的 4 個(gè) I/O 口是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對單片機(jī)輸入輸出口進(jìn)行了簡單擴(kuò)展。 使用三片可編程的 8255 芯片擴(kuò)展 72 個(gè)端口, 8255 芯片可編程三種工作方式,三片芯片都選定為方式 0(基本輸入、輸出方式),及當(dāng) 位口被選定為工作方式 0時(shí),都可由編程規(guī)定為簡單的輸入輸出。作為輸出口時(shí),輸出數(shù)據(jù)被鎖存;作為輸入口時(shí),輸入數(shù)據(jù)不被鎖存。因此在本設(shè)計(jì)中選擇第一片的三個(gè)端口和第二片的 余的全部是輸出信號(hào)端口。 因?yàn)閱纹瑱C(jī)是將外部 I/O 和內(nèi)部 一編址,及對外部 I/O 及外部 使用同樣的指令來訪問,在系統(tǒng)擴(kuò)展是應(yīng)考慮這兩部分的地址分配,避免地址沖突。 在本次設(shè)計(jì)中采用 74為地址鎖存器來避免地址訪問沖突,同時(shí)對三片 8255芯片的三個(gè)端口進(jìn)行片選。片選的目的是對輸入信號(hào)進(jìn)行分類存儲(chǔ)以及控制信號(hào)的輸出。輸入信號(hào)都是由按鈕、行程開關(guān)、光電傳感器控制發(fā)出的數(shù)字電平信號(hào),都是以位為單位的,輸入信號(hào)采集后存到單片相應(yīng)的位存儲(chǔ)區(qū)域方便單片機(jī)的判斷和讀取。輸入信號(hào)的位存儲(chǔ)區(qū)域參見表 示。為了編程規(guī)范和方 12 便給每個(gè)地址定義一個(gè)名稱如表格中的名稱欄所示。 表 輸入信號(hào)位存儲(chǔ)區(qū)域 序號(hào) 內(nèi)存中存儲(chǔ)位置 輸入點(diǎn) 片選地址 位存儲(chǔ)地址 名稱 1 一層上呼按鈕 03H 二層上呼按鈕 03H 三層上呼按鈕 03H 二層下呼按鈕 03H 三層下呼按鈕 03H 四層下呼按鈕 03H 一層內(nèi)選按鈕 03H 二層內(nèi)選按鈕 03H 三層內(nèi)選按鈕 00 四層內(nèi)選 按鈕 01 開門按鈕 07H 2 關(guān)門按鈕 03 警鈴 04 檢修開關(guān) 81H 5 檢修慢上開關(guān) 81H 6 檢修慢下開關(guān) 81H 7 超重 81H 8 紅外線掃描觸點(diǎn) 81H 9 上限位開關(guān) 00 下限位開關(guān) 01 上行減速開關(guān) 07H 2 下行減速開關(guān) 07H 3 開門限位開關(guān) 04 關(guān)門限位開關(guān) 81H 5 一層位置檢測開關(guān) 07H 6 二層位置檢測開關(guān) 07H 7 三層位置檢測開關(guān) 07H 8 四層位置檢測開關(guān) 07H 9 掉電觸點(diǎn) 0_0 門區(qū)開關(guān) 81H _1 平層開關(guān) 07H 按鈕輸入電路 以按鈕作為輸入方式的控制信號(hào)有轎廂內(nèi)選層信號(hào),層站廳外呼梯信號(hào),轎廂門及廳門開關(guān)門信號(hào)。呼梯及選層電路是整個(gè)電梯的主要組成部分,也是電梯與乘客交換信息的窗口。它的功能是及時(shí)接受乘客的請求指令;同時(shí)還要通知乘客請求指令已被電梯系統(tǒng)接受,無需重復(fù)發(fā)送指令。要實(shí)現(xiàn)上述命令要求呼梯電路及選層電路要有三個(gè)功能:對呼梯信號(hào)及選層信號(hào)具有鎖存功能;對鎖存信號(hào)具有顯示 功能;對鎖存信號(hào)具有消除功能。在設(shè)計(jì)中把 8255A(1)芯片的 A 口及部分 B 口作為呼梯及選層信號(hào)的輸入口,同時(shí)把信號(hào)送到單片機(jī)外部中斷 1 口。當(dāng) 13 乘客有請求指令時(shí),向單片機(jī)申請中斷,通過中斷服務(wù)程序采集輸入的請求信號(hào)存儲(chǔ)到內(nèi)存中,以便電梯處理及判斷使用。轎廂門及廳門開關(guān)門按鈕用于控制電梯停止后提前關(guān)門及強(qiáng)制開門等操作。在輸入電路中信號(hào)線處于強(qiáng)電環(huán)境之中,受到強(qiáng)烈的干擾,因此采用如圖 圖 信號(hào)輸入電路 輸入電路采用 24V 直流電源供電,用光電耦合方式把低電平信號(hào)輸入到單片機(jī)系統(tǒng),這樣 減少外部電路對單片機(jī)系統(tǒng)的干擾,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在系統(tǒng)原理圖中按鈕 次表示 1 3 層上呼按鈕,按鈕 次表示 2 4 層的下呼按鈕, 次表示 1 4 層的內(nèi)選按鈕。轎廂門及廳門開門按鈕由 示關(guān)門按鈕由 鈕輸入電路接線圖如圖 圖 按鈕輸入電路接線圖 電傳感器輸入電路 光電傳感器在應(yīng)用中可以相當(dāng)于一個(gè)光電開關(guān),就是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。設(shè)計(jì)中 采用 紅外傳感器 ,此傳感器具精度高 , 反應(yīng)速度快 , 有效 距離較遠(yuǎn) , 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)。此 14 光電式傳感器供電電源為 6 36V,設(shè)計(jì)中用 24V 供電。在每個(gè)樓層相應(yīng)位置安裝適量的傳感器 ,當(dāng)有電梯經(jīng)過時(shí)傳感器發(fā)出的信號(hào)由電路處理變成高、低電平 ,經(jīng)光耦隔離和電平轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。因此 電梯的位置檢測、平層信號(hào)檢測、上行減速信號(hào)、下行減速信號(hào)等均采用光電傳感器來檢測。設(shè)計(jì)的電梯位置信號(hào)、平層信號(hào)、上下行減速信號(hào)等傳感器信號(hào)檢測電路接線圖如圖 示。圖中標(biāo)號(hào)為 4層的位置信號(hào),標(biāo)號(hào)為 速信號(hào)、下行減速信號(hào)、平層檢測信號(hào)。 圖 傳感器信號(hào)檢測電路接線圖 關(guān)輸入電路 用簡單開關(guān)作為信號(hào)輸入方式的控制信號(hào)有檢修選擇信號(hào)以及檢修時(shí)操作電梯慢速上行信號(hào)和慢速下行信號(hào)。電梯需要檢修時(shí)把檢修開關(guān)合上,此時(shí)電梯運(yùn)行方式由自動(dòng)運(yùn)行方式進(jìn)入檢修運(yùn)行方式,再通過慢速上行開關(guān)和慢速下行開關(guān)控制電梯的運(yùn)行方向?qū)﹄娞葸M(jìn)行檢修。對電梯端站起保護(hù)作用的上限位信號(hào)、下限位開信號(hào)以及轎廂門及廳門開關(guān)門是否到位的開門到位信號(hào)、關(guān)門到位信號(hào)均使用行程開關(guān)作為控制信號(hào)輸入方式。在電器失靈時(shí),電梯運(yùn)行到 上下端站時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)無法停止而產(chǎn)生沖頂或蹲底現(xiàn)象,為了防止出現(xiàn)這樣的事故,在上下端站設(shè)置了限位開關(guān)端站保護(hù)開關(guān),在電氣控制上加以保護(hù)。門區(qū)信號(hào)是四層樓的所有門鎖進(jìn)行級聯(lián)后通過信號(hào)輸入電路輸入到單片機(jī)系統(tǒng)的信號(hào),只有當(dāng)所有廳門完全關(guān)閉時(shí)才發(fā)出信號(hào)到單片機(jī)以便控制電梯的啟動(dòng)運(yùn)行。所有信號(hào)的引入電路與按鈕輸入電路一樣需要進(jìn)行光電隔離后輸入單片機(jī)系統(tǒng)。開關(guān)信號(hào)輸入電路接線圖如圖 中開關(guān) 限位開關(guān),標(biāo)號(hào)為 入信號(hào)分 別表示開門行程開關(guān)、關(guān)門行程開關(guān)、檢修開關(guān)、門區(qū)開關(guān)。 15 圖 開關(guān)信號(hào)輸入電路接線圖 重檢測及紅外線掃描輸入電路 超重檢測采用稱重傳感器,其價(jià)格相當(dāng)便宜精度高。傳感器輸出的毫伏級信號(hào)經(jīng)放大器放大到一定值時(shí)經(jīng)過電壓比較器,把模擬電壓轉(zhuǎn)化成高低電平輸入單片機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)轎廂重量超過準(zhǔn)載重量時(shí)向單片機(jī)輸入低電平信號(hào)。其信號(hào)輸入端如圖 中標(biāo)號(hào)為 重檢測電路系統(tǒng)框圖如圖 示。 圖 超重檢測電路系統(tǒng)框圖 廳門、轎門是乘客出入電梯的必經(jīng)之路,因此需設(shè)置安全保護(hù)裝置,以免在關(guān)門過程中夾傷人員。在設(shè)計(jì)中紅外線光幕保護(hù)裝置。這種裝置不受太陽光和其他直射光的影響,共有 94束紅外光束成光幕,覆蓋整個(gè)電梯入口,給乘客最大的重 量 傳感器 信號(hào)放大 電壓比較 光電隔離 重量輸入 輸入到單片機(jī) 16 保護(hù)。圖 號(hào)輸出電路 輸出信號(hào)主要有 轎廂當(dāng)前位置顯示信號(hào),電梯上下行信號(hào),轎廂內(nèi)選層信號(hào)登記信號(hào),層站廳外呼梯信號(hào)登記信號(hào),超重顯示信號(hào),限位開關(guān)動(dòng)作信號(hào),故障報(bào)警信號(hào),電梯曳引電機(jī)控制信號(hào),電梯門拖動(dòng) 電機(jī)控制信號(hào)等。報(bào)警信號(hào)由單片機(jī)的 余輸出信號(hào)從芯片 8255A( 3)的三個(gè)端口和 8255A(2)的 B、 出信號(hào)存儲(chǔ)區(qū)域參見表 表 輸出信號(hào)存儲(chǔ)區(qū)域 序號(hào) 在內(nèi)存中位置 輸出信號(hào) 存儲(chǔ)地址 片選地址 1 數(shù)碼管 26H 85H 2 控制曳引電機(jī)變頻器裝置 29H 86H 3 控制電梯門電動(dòng)機(jī) 2 顯示電路信號(hào) 27H 89H 28H 82H 引電動(dòng)機(jī)控制 電梯曳引電機(jī)控制主要完成以下功能:第一、 電梯運(yùn)行方向的控制。單片機(jī)根據(jù)輸入信號(hào)邏輯分析,決定電機(jī)停止、上升或者下降。單片機(jī)系統(tǒng)的兩個(gè)輸出端口分別輸出上行信號(hào)、下行信號(hào)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn),當(dāng)沒有信號(hào)輸出時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。第二、電機(jī)的速度控制。單片機(jī)根據(jù)外部輸入信號(hào)邏輯分析電梯的加速或者減速,發(fā)出加速或者減速信號(hào)到變頻器,變頻器接收到控制信號(hào)后根據(jù)內(nèi)部給定的速度曲線控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。芯片 8255A( 3)的 B 端口用作拖動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)輸出口,其中 運(yùn)行, 制變頻 器輸入接觸器 引電機(jī)控制電路接線圖如圖 示,變頻器主電路接線圖如圖 頻器控制電路接線圖如圖 17 圖 曳引電機(jī)控制電路接線圖 K M 2K M 1L 1L 2L 3 器圖 變頻器主電路接線圖 8 2 5 5 A ( 3 )變 頻 器P B 1P B 0P B 2P B 3F W X 2上 行 信 號(hào)下 行 信 號(hào)速 度 1速 度 2速 度 3圖 變頻器控制電路接線圖 電梯正常工作時(shí),當(dāng)變頻器的數(shù)字輸入端子 時(shí)有信號(hào)時(shí),轎廂在曳引電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下直接加 速至正常行駛速度;一旦檢測到減速信號(hào),號(hào)斷開,轎廂在曳引電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下迅速減速至爬行速度;一旦檢測到平層信號(hào), 引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降至零, 號(hào)斷開,單片機(jī)輸出為零。 此時(shí),主電路輸出接觸器線圈失電,抱閘線圈失電,對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行抱閘制動(dòng),轎廂平穩(wěn)停至所需樓層并保持轎廂位置不變。 2斷時(shí),變頻器按速度 1運(yùn)行; 2通時(shí),變頻器按速度 2運(yùn)行;2通時(shí),變頻器按速度 3運(yùn)行。 梯門電動(dòng)機(jī)控制 18 門電機(jī)是開關(guān)門的動(dòng)力源,通常采用直流電動(dòng)機(jī)。門電氣拖動(dòng)線路通常 由電動(dòng)機(jī)、開門繼電器觸點(diǎn)、關(guān)門繼電器觸點(diǎn)及分壓線路等部分組成。采用他勵(lì)方式,并用變壓調(diào)速方法來控制開關(guān)們的速度。設(shè)計(jì)中電梯門電機(jī)控制信號(hào)從芯片 8255( 3)的 梯門電機(jī)控制電路原理圖如圖 梯門電機(jī)主電路接線圖如圖 示。 圖 電梯門電機(jī)控制電路原理圖 圖 電梯門主電路接線圖 示電路 指示電路包括:樓層顯示、轎廂內(nèi)選層信號(hào)顯示、層站廳 外呼梯信號(hào)顯示、運(yùn)行方向顯示、超重顯示、過限位顯示。樓層顯示是當(dāng)電梯檢測到樓層信息后輸出到數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示,樓層顯示接線圖如圖 廂內(nèi)選層信號(hào)顯示是對應(yīng)轎廂內(nèi)部選層按鈕的,當(dāng)轎廂內(nèi)有人按下選層按鈕后指示燈就會(huì)被點(diǎn)亮確認(rèn)信息被接受。電梯運(yùn)行的樓層有四層,每層對應(yīng)一個(gè)顯示燈,因此總共需要四個(gè)轎廂內(nèi)選層信號(hào)顯示燈,其輸出端口是芯片 8255A(3)A 端口的 0別對應(yīng) 1 4層的顯示。層站廳外呼梯信號(hào)顯示是對應(yīng)呼梯按鈕的,乘客根據(jù)欲去往的樓層方向按下對應(yīng)的按鈕時(shí),按鈕顯示燈被點(diǎn)亮確認(rèn)信息被接受 。根據(jù)樓層高度 19 為四層確定需要上、下呼梯信號(hào)各三個(gè)總共六個(gè)。其輸出端口為芯片 8255A( 2) 中 3層上呼梯信號(hào), 別對應(yīng) 2 4層下呼梯信號(hào)。運(yùn)行方向顯示有上下兩個(gè)方向,用于顯示電梯當(dāng)前運(yùn)行的方向。其輸出端口是芯片 8255A( 2) 行方向。當(dāng)轎廂內(nèi)乘客的重量超過了電梯的額定載重時(shí),單片機(jī)就發(fā)出超重顯示信號(hào),其輸出端口是芯片 8255A(3)A 端口的 。過限位顯示是指當(dāng)電梯運(yùn)行到上下兩端站時(shí)沒有停止直到接觸 到上下限位開關(guān),此時(shí)上下限位開關(guān)就動(dòng)作向單片機(jī)發(fā)出停梯信號(hào),并且發(fā)送信號(hào)通知檢修人員修正電梯的位置。其輸出端口是芯片 8255A(3)A 端口的 別顯示上限位信號(hào)、下限位信號(hào)。顯示電路接線圖如圖 圖 樓層顯示接線圖 20 圖 顯示電路接線圖 21 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 件設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,首先要確定軟件設(shè)計(jì)方案,即確定軟件應(yīng)該完成哪些功能;其次是規(guī)劃為了完成這些功能需要分成多少個(gè)功能模塊,以及每一個(gè)程序模塊的具體任務(wù)。 模塊的劃分有很大的靈活性,但不能隨意劃分。劃分模塊時(shí)應(yīng)遵循下述原則: 每個(gè)模塊應(yīng)具有獨(dú)立的功能,能產(chǎn)生一個(gè)明確的結(jié)果。 模塊之間的控制參數(shù)應(yīng)盡量簡單,數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)盡量少。控制參數(shù)是指模塊進(jìn)入和退出的條件及方式,數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間的信息交換方式、交換量的多少及交換的頻繁程度。 模塊長度適中。模塊語句的長度通常在 20 100條較合適。模塊太長時(shí),分析和調(diào)試比較困難,失去了模塊化程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性;模塊太短則信息交換太頻繁,也不合適 11。 根據(jù)模塊的劃分原則,電梯控制系統(tǒng)程序劃分成了 7個(gè)模塊,如圖 示。 圖 電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框圖 用軟件設(shè)計(jì) 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法把整個(gè)程序劃分成了 7 個(gè)部分,分別是主程序、檢修運(yùn)行程序、外部中斷程序、自動(dòng)運(yùn)行程序、目標(biāo)層決策程序、延時(shí)程序和開門程序。下面將介紹各個(gè)部分的程序流程框圖。 程序設(shè)計(jì) 主程序的內(nèi)容一般包括:主程序的起始地址,中斷服務(wù)程序的起始地址,有主程序 自動(dòng)運(yùn)行模塊 外部中斷模塊 檢修運(yùn)行模塊 目標(biāo)層決策模塊 延時(shí)程序模塊 開門程序模塊 22 關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和子程序的調(diào)用等。本系統(tǒng)有兩種工作狀態(tài)可供選擇,分別是自動(dòng)運(yùn)行模式、檢修運(yùn)行模式。硬件電路 中設(shè)置一個(gè)外部功能開關(guān),通過不斷檢測外部的功能選擇開關(guān)信號(hào),來選擇調(diào)用相應(yīng)的運(yùn)行模式,這樣可以方便的對電梯運(yùn)行模式進(jìn)行切換。主程序的另一個(gè)功能就是響應(yīng)兩個(gè)外部中斷源,當(dāng)有中斷信號(hào)輸入時(shí),自動(dòng)進(jìn)入到中斷服務(wù)程序進(jìn)行相關(guān)的處理工作。處理完了之后自動(dòng)返回主程序斷點(diǎn)處繼續(xù)往下執(zhí)行。在主程序中定義了兩個(gè)主要變量,即 量。 量表示電梯當(dāng)前所在的樓層數(shù), 量表示電梯將要到達(dá)的目的層數(shù)。在主程序的初始化階段設(shè)定兩個(gè)變量的初始值為 01H,表示控制系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)電梯在一樓,然后根據(jù)電梯內(nèi)外的呼梯命令進(jìn)行自 動(dòng)運(yùn)行。主程序流程圖如圖 開 始系 統(tǒng) 初 始 化功 能 開 關(guān) 設(shè) 置 讀 入開 中 斷檢 修 模 式自 動(dòng) 運(yùn) 行 模 式自 動(dòng) 運(yùn) 行 ?主程序流程圖 動(dòng)運(yùn)行程序設(shè)計(jì) 自動(dòng)運(yùn)行子程序?qū)崿F(xiàn)的功能是直接控制電梯的上行與下行、運(yùn)行與停止。在電梯運(yùn)行的過程中,功能開關(guān)沒有被按下時(shí),主程序不斷調(diào)用自動(dòng)運(yùn)行程序。為了使程序運(yùn)行具有高效性,在程序入口處首先判斷是否有呼梯信號(hào),如果有要梯信號(hào)時(shí)才運(yùn)行程序,反之則直接返回主程序運(yùn)行。程序中起關(guān)鍵作用的還是目標(biāo)層決策函數(shù)提供的目標(biāo)樓層值。它的功能是判斷目標(biāo)樓層與當(dāng)前樓層的關(guān)系:若前者大于后者, 電梯就向上運(yùn)行;若后者大于前者,電梯就向下運(yùn)行;若兩者相等,電梯就停止運(yùn)行。電梯由高速運(yùn)行到停止有個(gè)緩慢的過程,在電梯運(yùn)行到目的樓層時(shí)就開始檢測減速信號(hào),當(dāng)系統(tǒng)接收到減速信號(hào)后,單片機(jī)進(jìn)行處理發(fā)出 23 減速信號(hào)控制電梯低速運(yùn)行,直到單片機(jī)檢測到平層信號(hào)后才停止運(yùn)行。電梯到達(dá)某一層時(shí)首先立即清零登記的呼梯信號(hào)和熄滅相應(yīng)的發(fā)光二極管,然后再調(diào)用開門子程序打開電梯門及轎廂門,方便乘客進(jìn)出。電梯停留片刻之后,關(guān)上電梯門檢測電梯是否超重和轎廂門是否關(guān)好,如果滿足運(yùn)行條件后電梯就繼續(xù)響應(yīng)其它的呼梯信號(hào)。自動(dòng)運(yùn)行程序流程圖如圖 調(diào) 目 標(biāo) 層 決 策 程 序開 始有 呼 叫 ?方 向 向 上當(dāng) 前 層 等 于 目 標(biāo) 層 嗎 ?目 標(biāo) 層 大 于 當(dāng) 前 層 嗎 ?方 向 向 下可 以 開 車 嗎 ?發(fā) 向 上 開 車 信 號(hào)可 以 開 車 嗎 ?發(fā) 向 下 開 車 信 號(hào)停 止 狀 態(tài) 嗎 ?減 速 嗎 ?平 層 嗎 ?登 記 信 號(hào) 和 指 示 信號(hào) 清 零有 呼 叫 嗎 ?方 向 指 示 燈 熄 滅返 回 主 程 序 門 程 序圖 自動(dòng)運(yùn)行程序流程圖 部中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)中的外部中斷源比較多,根據(jù)中斷的優(yōu)先級把所有中斷源分成兩部分。在程序中設(shè)置外部中斷 0 為高優(yōu)先級中斷,外部中斷 1 為低優(yōu)先級中斷,這樣就能保證需要優(yōu)先處理的控制得到及時(shí)處理。按照處理的及時(shí)性和優(yōu)先的原則把報(bào)警、上限位、下限位、掉電等中斷請求作為從外部中斷 0 輸入的中斷源,把電梯層站廳外的呼梯信號(hào)、轎廂內(nèi)選層信號(hào)、樓層檢測信號(hào)等中斷請求作為從外部中斷 1輸入的中斷源。 當(dāng)外部有 中斷源申請中斷時(shí),系統(tǒng)響應(yīng)中斷進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。外部中斷 0 的服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)的功能:若中斷源是報(bào)警信號(hào),表明電梯轎廂內(nèi)有請求信號(hào),系統(tǒng)需要發(fā)出信號(hào)控制警鈴報(bào)警通知電梯維護(hù)人員,在得到維護(hù)人員的報(bào)警確認(rèn)之后取消報(bào)警信號(hào);若是上限位信號(hào)或者下限位信號(hào),表明電梯運(yùn)行到上下 24 端站繼續(xù)運(yùn)行,系統(tǒng)需要發(fā)出停梯的控制命令點(diǎn)亮相應(yīng)的指示電路通知維修人員進(jìn)行處理;若中斷源是掉電信號(hào),表明系統(tǒng)失電或電源故障,系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)啟用備用電源保存單片機(jī)內(nèi)部 電源恢復(fù)后繼續(xù)運(yùn)行。 外部中斷 1 的服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)的功能:如中斷 源是呼梯信號(hào)或者內(nèi)選信號(hào),系統(tǒng)采集信號(hào)保存到相應(yīng)內(nèi)部 存儲(chǔ)單元并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈;若中斷源是樓層檢測信號(hào),系統(tǒng)把檢測到的樓層值保存到變量 部中斷 0的服務(wù)程序流程圖如圖 部中斷 1的服務(wù)程序流程圖如圖 示。 開 始調(diào) 消 抖 子 程 序掃 描 中 斷 信 號(hào)有 中 斷 信 號(hào) 嗎 ?掉 電 信 號(hào) 嗎 ?報(bào) 警 信 號(hào) 嗎 ?上 限 位 信 號(hào) 嗎 ?進(jìn) 入 掉 電 模 式警 鈴 報(bào) 警點(diǎn) 亮 上 限 位 信 號(hào) 燈點(diǎn) 亮 下 限 位 信 號(hào) 燈 返 回圖 外部中斷 0服務(wù)程序流程圖 25 開 始調(diào) 消 抖 延 時(shí) 程 序逐 個(gè) 掃 描 中 斷 信 號(hào)有 按 鍵 按 下 嗎 ?按 鍵 松 動(dòng) 了 嗎 ?判 斷 信 號(hào) 類 型登 記 內(nèi) 選 信 號(hào) 點(diǎn)亮 指 示 燈登 記 外 呼 信 號(hào) 點(diǎn)亮 指 示 燈存 儲(chǔ) 樓 層 信 息 并輸 出 顯 示返 回 層 信 號(hào)樓 層 信 號(hào)外 選 層 信 號(hào)圖 外部中斷 1服務(wù)程序流程圖 標(biāo)層決策程序設(shè)計(jì) 目標(biāo)層的判定是控制系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)設(shè) 計(jì)采用的是集選控制方式,這樣的方式即能實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)控制,又能提高電梯的利用效率。目標(biāo)層決策的原則是先確定電梯的運(yùn)行方向,再是判斷電梯當(dāng)前所在的層數(shù),最后根據(jù)先后順序逐層判斷有無呼梯信號(hào)和內(nèi)選信號(hào)。若有要梯信號(hào)則把更新目標(biāo)層值,反之則保持目標(biāo)層值不變。 針對電梯的運(yùn)行方向不確定的情況,采取的辦法是程序設(shè)定運(yùn)行方向,當(dāng)電梯所在樓層是一層或二層時(shí)設(shè)置的方向向上,為三層或四層事設(shè)置的方向向下。判斷要梯信號(hào)的原則是先判斷是否有內(nèi)層的選層信號(hào),再判斷層站廳的是否有與運(yùn)行方向一致的呼梯信號(hào),最后判斷是否有與運(yùn)行方向相反 的呼梯信號(hào)。系統(tǒng)運(yùn)行過程中不斷調(diào)用目標(biāo)層決策程序,及時(shí)更新電梯下一個(gè)要到達(dá)的樓層值,提高了電梯的運(yùn)行效率,縮短了乘客的候梯時(shí)間,節(jié)約了能源。目標(biāo)層決策程序的流程圖如圖 26 開 始強(qiáng) 行 換 向 嗎 ?方 向 判 定設(shè) 置 方 向N O W = 1 ?N O W = 2 ?N O W = 3 ?N O W = 4 ?換 向 處 理決 策 1 處 理決 策 2 處 理決 策 3 處 理決 策 4 處 理決 策 6 處 理決 策 5 處 理方 向 向 上 方 向 向 下 不 確 定向 下返 回圖 目標(biāo)層決策程序流程圖 時(shí)程序設(shè)計(jì) 中斷服務(wù)程序中需要調(diào)用延時(shí)程序來消除按鍵的抖動(dòng),轎廂門開門或著關(guān)門時(shí)速度的轉(zhuǎn)換間隔時(shí)間需要調(diào)用延時(shí)程序,延遲的時(shí)間都是兩秒鐘。開門子程序調(diào)用開門延時(shí)程序,延遲的時(shí)間為六秒鐘。延時(shí)程序的清單如下。 ;延時(shí) 6s 6,#03H 6, ;延時(shí) 2s 5,#200 5,27 ;延時(shí) 104,#0 ;延時(shí) 12,#03,#18H 3,2, 檢修運(yùn)行程序設(shè)計(jì) 檢修運(yùn)行程序的功能是在電梯處于檢修狀態(tài)時(shí),通過專門的上行按鈕和下行按鈕控制電梯緩慢向上運(yùn)行和向下運(yùn)行。電梯需要維護(hù)時(shí)閉合功能開關(guān)按鈕,功能開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)從自動(dòng)運(yùn)行模式進(jìn)入到檢修運(yùn)行模式,檢修完成后斷開功能開關(guān)電梯退出運(yùn)行模式。檢修運(yùn)行程序流程圖如圖 開 始上 行 嗎 ?電 梯 緩 慢 上 行 電 梯 緩 慢 下 行返 回Y 檢修運(yùn)行程序流程圖 門程序設(shè)計(jì) 28 在電梯到達(dá)目的樓 層停止后,就自動(dòng)調(diào)用開門程序打開和關(guān)閉轎廂門及廳門。一般電梯開門后會(huì)調(diào)延時(shí)程序延時(shí)六秒鐘,當(dāng)不需要延時(shí)時(shí)按下關(guān)門按鈕電梯立即關(guān)門。開門延時(shí)時(shí)間段內(nèi)乘客還沒全部進(jìn)出電梯,可以按下開門按鈕重新開門。為了保護(hù)乘客的安全防止被壓傷,電梯門系統(tǒng)安裝有紅外線光幕保護(hù)裝置,檢測到有人正在進(jìn)出電梯時(shí)會(huì)做出反應(yīng)控制電梯開門。開門程序流程圖如圖 示。 停 梯 信 號(hào)電 梯 停 止 否 ?開 門開 門 到 位 否 ?提 前 關(guān) 門 否 ?關(guān) 門關(guān) 門 到 位 否 ?關(guān) 門 落 鎖強(qiáng) 行 開 門 否 ?延 時(shí) 6 秒圖 開門程序流程圖 上面介紹了電梯控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的各個(gè)模塊流程框圖設(shè)計(jì),根據(jù)每個(gè)獨(dú)立的模塊編寫出了匯編 程序。把所有模塊的程序按照一定順序組成一個(gè)整體,就得到了整個(gè)系統(tǒng)的程序。系統(tǒng)的程序清單見附錄 B。 29 6 系統(tǒng)仿真 本次設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分,仿真時(shí)首先要對編寫好的程序進(jìn)行編譯連接檢查程序的語法有無錯(cuò)誤,在編譯連接成功后進(jìn)入調(diào)試階段,通過調(diào)試檢查程序是否能實(shí)現(xiàn)要求的功能,對有錯(cuò)誤的地方進(jìn)行改正直到程序正確無誤。最后把軟件和硬件電路結(jié)合起來一起仿真,完成整個(gè)仿真工作。 件編譯調(diào)試 在軟件調(diào)試中采用 件。 仿真時(shí)選擇 為 晶振頻率設(shè)置 為 12后新建一個(gè) 件,將各個(gè)功能程序錄入,先檢查程序有無明顯錯(cuò)誤,保存過后編譯程序,當(dāng)有錯(cuò)誤時(shí)就根據(jù)提示加以修改,當(dāng)各個(gè)功能程序編譯完成后,再對整個(gè)程序 全速執(zhí)行,查看程序有哪些地方出現(xiàn)錯(cuò)誤,對應(yīng)錯(cuò)誤提示逐步調(diào)整程序,糾正錯(cuò)誤直到程序正確 無誤,調(diào)試結(jié)束后的 電梯軟件調(diào)試界面圖如圖 示。 圖 軟件調(diào)試界面圖 從軟件調(diào)試界面圖可以看出,程序調(diào)試成功,表明程序能夠正常運(yùn)行,下一步就進(jìn)入硬件的仿真。 30 件仿真 整個(gè)原理圖設(shè)計(jì)是采用的 004這款軟件,這款軟件的元件庫比 較豐富,可以找到系統(tǒng)中需要的元件,但缺點(diǎn)是不能進(jìn)行仿真。因此,為了的檢驗(yàn)程序和硬件

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