居民小區(qū)電梯控制系統(tǒng)的設計-畢業(yè)設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　居民小區(qū)電梯控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自動化

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b></p>&

3、lt;p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　前言3</b></p><p>　　1方案論證及其系統(tǒng)功能介紹4</p><p>　　1.1 電梯的組成5</p><p>　　1.1.1轎廂系統(tǒng)6&l

4、t;/p><p>　　1.1.2導向系統(tǒng)6</p><p>　　1.1.3曳引系統(tǒng)7</p><p>　　1.1.4重量平衡系統(tǒng)9</p><p>　　1.1.5門系統(tǒng)9</p><p>　　1.1.6電力拖動系統(tǒng)10</p><p>　　1.2 電梯的控制系統(tǒng)方案10</p>

5、;<p>　　1.2.1繼電器控制11</p><p>　　1.2.2 PLC控制系統(tǒng)11</p><p>　　1.2.3微機控制系統(tǒng)11</p><p>　　1.3 基于單片機的控制方案12</p><p>　　1.3.1單片機最小系統(tǒng)12</p><p>　　1.3.2重量檢測模塊方案13

6、</p><p>　　1.3.3位置檢測模塊方案14</p><p>　　1.3.4電機控制方案15</p><p>　　1.3.5轎廂開關門控制方案16</p><p>　　2電梯控制系統(tǒng)單元電路設計18</p><p>　　2.1 基于STC89C51最小系統(tǒng)18</p><p>

7、　　2.2 按鍵電路設計19</p><p>　　2.3 顯示電路設計21</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)單元電路設計</p><p><b>　　軟件設計</b></p><p><b>　　系統(tǒng)調試</b></p><p>　　居民小區(qū)電梯控制系統(tǒng)的設計</p

8、><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了一種適用于居民小區(qū)、私人住宅，基于單片機的電梯控制系統(tǒng)，該設計的硬件部分主要有單片機組成的最小系統(tǒng)模塊、電梯間電路模塊、電梯內電路模塊、電機驅動模塊、平層檢測模塊、顯示模塊等組成。該系統(tǒng)使用STC89C52單片機作為控制核心，按鍵引起的電平變化作為用戶請求信息，單片機通過中斷查詢的方式獲取用戶請求并根據(jù)樓

9、層檢測結果控制電機到達目標樓層，樓層檢測使用光電傳感器，電機拖動采用變頻調試，通過單片機控制調節(jié)變頻器的輸出頻率，以此控制電機轉速。</p><p>　　軟件設計使用C語言，C語言的優(yōu)點很多，例如：高效、可移植、靈活等，這將很大程度方便今后系統(tǒng)的調試以及修改。</p><p>　　關鍵詞：STC89C52；光電傳感器；變頻器</p><p>　　Residentia

10、l design of elevator control system</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Introduced in this paper applies to residential areas, private homes,based on single-sh

11、ip microcomputer control system of Elevator, main hardware parts of the design are the smallest single-ship system, Elevator circuits, motor drive module, test module, display module and other components. The system uses

12、 STC89C52 as the core, key induced level changes as the user requests information, monolithic way by breaking the query gets the user request and according to the results of floors to control m</p><p>　　Soft

13、ware design using the c language, c has many advantages, such as: efficient, portable, flexible, and so on, which will greatly facilitate future system debugging and modification.</p><p>　　Key words: STC89C5

14、2; photoelectric sensor; transducer</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在人類生產(chǎn)生活中，電梯已經(jīng)伴隨了超過百年，隨著技術的不斷發(fā)展，電梯的使用范圍和普及速度越來越快，已經(jīng)成為日常生活中不可缺少的垂直交通工具。</p><p>　　電梯發(fā)展到今天，在使用需求和新技術的應用都全面的得

15、到了發(fā)展。隨著智能化和信息化的建筑的不斷發(fā)展，不但要求電梯完成垂直運輸?shù)幕竟δ?，還要求舒適度的不斷提高，堅持以人為本，電梯的衡量標準不再簡單的是“時間最短”問題，而是采用模糊理論，專家系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡等方法，用以達到單梯與群控管理的最佳模式，遠程監(jiān)控與故障診斷，節(jié)能以及減少環(huán)境污染。</p><p>　　電梯的分類：電梯的分類方法從大方向來說，可以從拖動方式和控制方式兩方面來看</p><p&

16、gt;<b>　　按照拖動方式：</b></p><p>　　流單數(shù)感應電機開環(huán)直接啟動的電梯拖動系統(tǒng)。</p><p>　　交流雙速電機變極調速電梯的開環(huán)拖動系統(tǒng)。</p><p>　　交流雙速電機、半閉環(huán)調壓調速拖動系統(tǒng)。</p><p>　　交流雙速電機、全閉環(huán)調壓調速拖動系統(tǒng)。</p><p&

17、gt;　　交流單速電機、全閉環(huán)調壓調速拖動系統(tǒng)。</p><p><b>　　按照控制方式：</b></p><p>　　手柄操縱控制電梯。此種電梯由司機操縱轎廂內的手動開關，實現(xiàn)轎廂運行的控制。</p><p>　　按鈕控制電梯。這是一種通過操縱層門外側按鈕或轎廂內按鈕發(fā)出指令使轎廂?？繉诱镜碾娞荨?lt;/p><p>　

18、　信號控制電梯。這是一種由電梯司機操縱轎廂運行的電梯，具有將層門外上下召喚信號、轎廂內選層信號和其他各種專有信號加以綜合分析判斷的功能因而自動控制程度較高。</p><p>　　集選控制電梯。這種電梯的自動控制程度更高，可以實現(xiàn)將層門外上下召喚信號、轎廂內選層信號和其他專用信號加以綜合判斷分析自動決定轎廂的運行，無需司機控制。</p><p>　　群控電梯。將多臺電梯進行集中排列，并共用層

19、門外按鈕，按照規(guī)定程序集中調度和控制電梯。此種控制方式適用于建筑內不同時段人流量不均勻的特點。</p><p>　　本設計主要為適用于居民小區(qū)、私人住宅樓層在3～5層的電梯控制系統(tǒng)。目前，我國電梯行業(yè)發(fā)展繁榮2015年電梯保有量突破400萬，而家用電梯的保有量只有將近40萬，只占總量的10%左右。未來隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人口老齡化趨勢越來越嚴重，對家用電梯的需求也會不斷提高，家用電梯的市場

20、潛力巨大。</p><p>　　針對該電梯控制系統(tǒng)使用的環(huán)境，應滿足安全、操作簡便、經(jīng)濟實惠、造型美觀等特點。其技術參數(shù)與普通的公共乘客電梯也有較大差別，如最大載重為400kg，最大速度為0.4m/s。</p><p>　　適用于居民家庭使用的電梯主要使用曳引式和液壓式兩種，曳引式是指以曳引機作為驅動動力，曳引鋼絲繩通過曳引輪一端連接轎廂，一端連接對重裝置，這樣電機轉動帶動曳引輪轉動，驅動

21、鋼絲繩，拖動轎廂和對重做相對位移運動，以此來達到垂直運送任務。目前這種技術成熟，維修方便，能耗較低，適用于這類電梯。</p><p>　　本設計注重將基礎理論知識與實際情況緊密結合，同時加強對獨立創(chuàng)新和分析問題能力的鍛煉，加深對問題的理解能力，為以后的學習和工作生活打下良好的基礎。</p><p>　　1 方案論證及其系統(tǒng)功能介紹</p><p>　　本章首先介紹電

22、梯結構和控制方案，然后具體介紹基于單片機（STC89C52）的電梯控制系統(tǒng)的方案設計。</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)隨著技術的發(fā)展其控制方式也在不停的發(fā)展，從最開始的繼電器控制，發(fā)展到現(xiàn)在的PLC控制以及更加先進的微機控制。</p><p><b>　　1.1 電梯的組成</b></p><p>　　電梯的機械結構主要包括機房、轎廂、層站、

23、井道?；窘Y構如下圖：</p><p>　　圖1.1 電梯結構圖</p><p>　　曳引系統(tǒng)：輸出、傳遞動力，驅動電梯運行。</p><p>　　導向系統(tǒng)：限制轎廂和對重的活動。</p><p>　　門系統(tǒng)：進出口，關門運行，到站開門。</p><p>　　轎廂：運送乘客和貨物。</p><p&g

24、t;　　重量平衡系統(tǒng)：平衡轎廂重量，補償鋼絲繩重量。</p><p>　　電力拖動系統(tǒng)：提供動力，速度控制。</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)：操縱和控制。</p><p>　　安全保護系統(tǒng)：保證安全，防止事故的發(fā)生。</p><p>　　1.1.1 轎廂系統(tǒng)</p><p>　　電梯轎廂是裝載乘客或貨物，具有方便出入

25、門裝置的箱形結構部件，是與乘客或貨物直接接觸的,轎廂由轎架和轎廂體組成的。</p><p>　　轎架是轎廂的承載結構轎廂的負荷由它傳遞到曳引鋼絲繩，轎廂架的結構一定要強?？蚣艿慕Y構選擇槽鋼或者按要求壓成的鋼板，上、下、立梁之間一般選用螺栓連接。在上、下梁的四角有供安裝轎廂導靴和安全鉗的平板，在上梁中部下方有供安裝繩頭和轎廂頂輪的安裝板，在立梁上留有安裝轎廂開關板的支架。</p><p>　

26、　轎廂體形態(tài)上就像一個大箱子，由轎廂底板、轎廂壁、轎廂頂組成，轎底框架采用規(guī)定型號的槽鋼和角鋼焊接而成，并在上面鋪設一層鋼板。轎壁間以及與轎頂、轎底之間一般采用螺釘連接緊固，轎頂?shù)慕Y構與轎壁相似，要求能承受一定的載重，除了必要的通風口和出入口外，不能有其他開口，材質要使用不易燃的和不產(chǎn)生有毒有害氣體。</p><p>　　1.1.2 導向系統(tǒng)</p><p>　　導向系統(tǒng)主要由導軌、導靴、

27、導軌架組成導軌架作為導軌的支撐件，被固定在井壁上，導靴被安裝在轎廂架和對重架的兩側。</p><p>　　在電梯運行過程中，作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能按照各自的軌道移動，不會發(fā)生橫向擺動和擺動，保證電梯在運行時穩(wěn)定不偏擺。</p><p><b>　　導向系統(tǒng)主要特點：</b></p><p>　　無論是轎廂導向還是對重

28、導向，均由導軌、導靴、導軌架組成</p><p>　　導軌架作為導軌的支撐機構被固定在井道壁上。</p><p>　　導靴安裝在轎廂架和對重架的兩側，導軌的靴襯與導軌工作面配合，使一部電梯在曳引繩的牽引下，一邊為轎廂，另一邊為對重，分別沿各自的導軌作上下運動。</p><p>　　每臺電梯均具有用于兩組至少4列導軌。</p><p>　　導軌

29、是電梯上下行駛在井道的安全機構，導軌安裝在井道壁上，電梯中常用到的導軌是“T”字型導軌，剛性強，可靠性高、安全廉價。由于導軌是電梯轎廂上的導靴和安全鉗的穿梭路軌，所以安裝時必須保證其間隙。同時在電梯出現(xiàn)超速事故時，導軌要承受制動電梯的重任所以其剛性不容忽視。</p><p>　　導靴分為滑動導靴和滾動導靴兩類，滑動導靴一般是由帶凹槽部分中一般均鑲有耐磨的靴襯，靴頭可以是活動的也可以是固定的。導靴的作用是保證轎廂和

30、對重沿著導軌作上、下運行的部件。轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎廂底部安全鉗座的下面共有四個。對重導靴安裝在對重架的上梁和底部，也是四個。</p><p>　　導靴分為固定滑動導靴、彈性滑動導靴、和滾輪導靴。</p><p>　　固定滑動導靴有較高的強度和剛度，承載能力強，由于固定滑動導靴與導軌間的配合存在著一定的間隙，在運動時容易產(chǎn)生較大的震動和沖擊，所以適用于速度小于0.5m/s的低速電梯。

31、</p><p>　　彈性滑動導靴與固定滑動導靴的不同之處在于靴頭是活動的，一般用于速度在1～2m/s的電梯上。</p><p>　　滾輪導靴由靴座、滾輪、調節(jié)彈簧等組成，使用三個滾輪來代替滑動導靴襯的三個工作面，以滾動摩擦來取代滑動摩擦，使轎廂的運行更加平穩(wěn)，因此滾動導靴適用范圍很廣，可以工作在高速電梯等。</p><p>　　1.1.3 曳引系統(tǒng)</p&g

32、t;<p>　　曳引系統(tǒng)的主要作用是向電梯輸送和傳遞動力，使電梯運行，主要由曳引機，曳引鋼絲繩，導向輪和反繩輪等組成，是電梯運行的根本。</p><p>　　曳引機主要由電機、制動器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪機架和導向輪等組成，是曳引驅動的動力，曳引鋼絲繩通過曳引輪一端連接轎廂，一端連接對重裝置。為了使井道中的對重和轎廂各自沿井道中的導軌運行而不相蹭，曳引機上放有導向輪將二者分開。</p>

33、<p>　　轎廂和對重的重力使曳引鋼絲繩緊壓在曳引輪產(chǎn)生摩擦力，這樣當電機轉動帶動曳引輪，驅動鋼絲繩使轎廂和對重產(chǎn)生相對運動。從而實現(xiàn)垂直運送任務。</p><p>　　對重和轎廂要實現(xiàn)相對運動，靠曳引鋼絲繩和曳引輪之間產(chǎn)生的摩擦力實現(xiàn)的，這種力叫作曳引力。</p><p><b>　　曳引條件必須滿足：</b></p><p>

34、　?。簽檩d有125%額定載荷的轎廂位于最低層站及空轎廂位于最高層站的兩種情況下，曳引輪兩邊的曳引繩較大靜拉力與較小靜拉力之比。</p><p>　?。簽榧铀傧禂?shù)或動力系數(shù)，與加速度、減速度以及電梯特殊安裝情況有關的系數(shù)。</p><p>　?。簽橛捎谀p導致曳引輪槽斷面變化的影響系數(shù)。（對半圓或切口槽：=1，對V型槽：=1.2）</p><p>　?。篺為曳引繩在曳

35、引輪中的摩擦系數(shù)， 為曳引繩在曳引輪上的包角， 稱為曳引系數(shù)。它限定了 的比值， 值越大則 允許值也越大，也就表明電梯曳引能力越大。電梯的曳引系數(shù)代表了該電梯的曳引能力。</p><p>　　平衡系數(shù)：由于曳引力</p><p>　　有齒輪曳引機：拖動裝置的動力，通過中間減速器傳遞到曳引輪上的曳引機，其中減速箱通常采用蝸輪蝸桿傳動，這種曳引機一般用于速度在2.5m/s以下的中低速電梯中。&

36、lt;/p><p>　　無齒輪曳引機：中間不使用減速器而是直接將動力傳遞到曳引輪上的曳引機，無齒輪曳引機適用于速度在2.5m/s以上的高速電梯和超高速電梯。</p><p>　　1.1.4 重量平衡系統(tǒng)</p><p>　　重量平衡系統(tǒng)的作用是使對重和轎廂能達到相對平衡，在電梯運行過程中即使轎廂的重量在不停變化，仍能使兩者之間的重量差能保持在一定范圍內，保證電梯曳引傳動

37、平穩(wěn)正常。重量平衡系統(tǒng)主要由對重裝置和重量補償裝置組成。</p><p>　　圖1.2 重量平衡系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1-對重；2-補償裝置；3-轎廂；4-電纜</p><p>　　對重可以平衡轎廂的重量和部分電梯負載的重量，減少電機的功率損耗。當電梯負載與對重十分匹配時還可以減小鋼絲繩與繩輪之間的曳引力，延長鋼絲繩的壽命。</p><

38、;p>　　對重的總重量通常用下面的計算公式：</p><p>　　式中：G轎廂自重（kg）</p><p>　　Q轎廂額定載重（kg）</p><p>　　K電梯平衡系數(shù)，為0.4～0.5，以鋼絲繩兩端重量之差值最小為好，選值原則是盡量使電梯工作在接近最佳狀態(tài)。</p><p><b>　　1.1.5 門系統(tǒng)</b>

39、;</p><p>　　電梯的門系統(tǒng)可分為兩種，裝在井道入口層站處的層門，裝在轎廂口的轎廂門，層門和轎廂門按照結構可分為中分門、旁開門、垂直滑動門等。中分門主要用在乘客電梯上，旁開門常用于貨運電梯上。</p><p>　　電梯層門和轎廂門一般組成由門、導軌架、滑輪、滑塊、門框等部件組成。</p><p>　　1.1.6 電力拖動系統(tǒng)</p><p

40、>　　電梯的電力拖動系統(tǒng)的功能是為電梯提供動力，并對電梯的啟動加速，平穩(wěn)運行，制動減速提供控制。拖動系統(tǒng)的好壞直接影響電梯啟停的加速和減速性能、平層精度、安全性等指標。目前的電梯拖動系統(tǒng)分為直流電動機拖動、交流電動機拖動和永磁同步電動機拖動。</p><p><b>　　結構圖如下：</b></p><p>　　圖1.3 電力拖動系統(tǒng)結構圖</p>

41、<p>　　目前來說，交流電機拖動使用范圍最廣，其中采用變頻器調速最為方便。變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電機的電力傳動工具。</p><p>　　1.2 電梯的控制系統(tǒng)方案</p><p>　　電梯的控制系統(tǒng)，主要是對電梯主曳引電機和門機的啟動、運行方向、減速、停止的控制、以及對每層站的顯示、層站召喚等指令進行管理?？刂葡到y(tǒng)

42、的功能和性能直接決定了電梯的自動化程度和運行性能。</p><p><b>　　圖1.4 控制系統(tǒng)</b></p><p>　　1.2.1 繼電器控制</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)，簡明易懂，線路直觀，易于掌握。系統(tǒng)通過繼電-接觸器的斷合，進行邏輯判斷和運算，來控制電梯的運行。但該系統(tǒng)缺點很明顯，缺點如下：</p><

43、p>　　觸點易磨損，電接觸不好、故障率高；</p><p>　　觸點閉合需要時間相對較長，動作慢；</p><p>　　系統(tǒng)體積大，控制柜占機房面積大；</p><p>　　控制系統(tǒng)能耗大，不利于節(jié)能；</p><p>　　維修保養(yǎng)工作量大，費用高；</p><p>　　控制功能少、接線復雜、通用性和靈活性較差。

44、</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)由于缺點明顯和諸多弊端，因此使用場合不多，目前已經(jīng)基本上被淘汰掉。</p><p>　　1.2.2 PLC控制系統(tǒng)</p><p>　　可編程控制器（PLC）是計算機家族的一員，是為工業(yè)過程控制應用而設計制造的。</p><p>　　可編程控制器采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序

45、控制，定時計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。</p><p>　　1.2.3 微機控制系統(tǒng)</p><p>　　單片機也被稱為微控制器，常用MCU來表示，單片機最早是用在工業(yè)控制領域的，最初的設計理念是通過將大量的外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜而又對體積要求嚴格的控制設備中去。</p>

46、<p>　　目前比較常見的單片機廠家有飛思卡爾、瑞薩電子、英飛凌、東芝等。</p><p>　　1.3 基于單片機的控制方案</p><p>　　利用單片機作為控制核心，實現(xiàn)電梯的控制，其系統(tǒng)框圖如下：</p><p>　　圖1.5 基于單片機控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　STC89C52單片機構建最小系統(tǒng)，輸入模塊采用按鍵方

47、式，下面將詳細探討具體方案的實現(xiàn)。</p><p>　　1.3.1 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　本次設計選擇的單片機為常見的STC89C52，該款芯片是STC公司生產(chǎn)的一種低耗能、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K的可編程flash存儲器。使用的內核為經(jīng)典的MCS-51內核，同時進行了更多改良。</p><p>　　圖1.5 STC89C52引腳圖&l

48、t;/p><p><b>　　主要特點：</b></p><p><b>　　8K的Flash；</b></p><p>　　512字節(jié)的RAM；</p><p>　　內置4K字節(jié)的EEPROM；</p><p><b>　　全雙工串行口；</b></

49、p><p>　　空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。</p><p>　　1.3.2 重量檢測模塊方案</p><p>　　重量檢測模塊的主要作用是在電梯的載重超過額定重量時，檢測裝置能夠向單片機發(fā)送信號，從而控制電梯不能運行并發(fā)出過載信號，提醒上梯的乘客下梯，過載開關打開后，門無法關閉。</p><p>

50、　　根據(jù)其在電梯安裝方式的不同，可以大致分為以下幾種：</p><p>　　活動轎廂地板。這種是裝在轎廂上的載重檢測裝置，活動地板與轎廂壁之間有一定的距離，轎廂地板支撐在壓力傳感器上，當重力超過設置值時，開關導通，單片機接收到信號。</p><p>　　轎頂稱量裝置。這種裝置是以壓縮彈簧作為稱重元件，在轎廂架上梁的繩頭組合處設以超載裝置的杠桿，當電梯承受不同重量的載荷時，繩頭組合會帶動杠

51、桿發(fā)生上下移動，當超重時，杠桿的擺動會觸動微動開關，給電梯相應的控制信號。</p><p>　　電阻應變式稱量裝置。隨著技術的發(fā)展電阻應變式裝置逐漸的到來發(fā)展應用，該裝置的主要由測量電橋、載頻振蕩器、放大器、低通濾波器等組成。</p><p>　　圖1.6 常見電阻應變式傳感器</p><p>　　1.3.3 位置檢測模塊方案</p><p>

52、;　　電梯在運行的過程中會經(jīng)歷啟動加速，勻速運行和，減速停止3個過程，在停止時，轎廂必須要停在指定的位置。位置檢測裝置的作用是通過光電傳感器或其他傳感器的檢測，將信息發(fā)送給單片機，從而控制電梯，在平層區(qū)域內，使轎廂準確停在預定位置。</p><p>　　常見的平層感應器有以下幾種：</p><p>　　永磁感應器。感應器由永磁鋼和干簧管組成，平層感應器由2只感應器裝在一副支架上組成的，減速

53、感應器有上行和下行之分，每個方向的感應器又根據(jù)電梯速度來設置。</p><p>　　永磁感應器如下圖1.7所示：</p><p>　　圖1.7 永磁式平層感應器</p><p>　　光電式平層感應器。原理是利用被檢測物體對光線的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體的有無。</p><p>　　圖1.8 光電式平層感應器</p&g

54、t;<p>　　1.3.4 電機控制方案</p><p>　　電機的控制使用變頻器來實現(xiàn)。變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動單元、驅動單元等組成，變頻器內部靠IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需的電源電壓。</p><p>　　變頻器的主回路是給電機提供調頻調壓電源的電力交換部分，控制電路是給主回路提供控制信號的回路。</p>

55、<p>　　主回路由以下幾部分組成：</p><p>　　整流器：將工頻電源轉換為直流電源，可用2組晶體管變流器構成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。</p><p>　　平波電路：在整流器整流后的直流電源中，為了抑制電壓的波動，采用電感和電容吸收脈動電壓。</p><p>　　逆變器：與整流器的作用相反，逆變器將直流功率轉換為所要求的交

56、流功率，通常情況下使用6個開關器件的導通和關斷就可實現(xiàn)3相交流輸出。</p><p>　　控制回路主要由以下幾部分組成：</p><p>　　運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓頻率。</p><p>　　驅動電路：驅動主電路器件的電路，與控制電路隔離，控制主電路器件的導通與關斷。</p>&l

57、t;p>　　速度檢測電路：以裝在電機軸機上的速度檢測器的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算使電機按照指令運轉。</p><p>　　保護電路：檢測主電路的電流、電壓等，當發(fā)生過載或電壓等發(fā)生異常時，為防止逆變器和電機的損害，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。</p><p>　　使用變頻器控制電機，需要將變頻器的開關量輸入端子和模擬量輸入端子接入單片機，通過單片機來控制其

58、運行狀態(tài)。其結構圖如下：</p><p>　　圖1.9 電機控制方案結構圖</p><p>　　1.3.5 轎廂開關門控制方案</p><p>　　電梯的門由門扇、門滑輪、門地坎、門導軌架等部件組成層門和轎門都由門滑輪懸掛在門的導軌上，下部通過門滑塊與地坎相互配合。</p><p>　　門的打開與關閉的動力來源于門電機，通過傳動機構來驅動電梯

59、的運行，再由轎門帶動層門一起運行。</p><p>　　圖1.10 電梯門系統(tǒng)結構圖</p><p>　　門機裝置主要分為中分門機、雙折、中分雙折三種。其中中分門機適合普通客梯使用，根據(jù)設計要求，本設計應選擇中分門機，比較典型的如DO2000型，該門機裝置具有以下特點：</p><p>　　開關門方式：具有雙扇門板，并向兩邊等速開啟的水平滑動開門機。</p&g

60、t;<p>　　驅動結構：以交流電機為動力，該電機經(jīng)過多楔帶減速驅動多楔帶輪，而多楔帶輪的轉動通過帶動同步帶運行，通過連桿及鋼絲繩機構驅動轎門來工作。</p><p>　　控制方式：一種變頻控制的門系統(tǒng)，變頻器采用三相脈寬調制技術，通過脈沖寬度調節(jié)來控制電機，從而達到理想的開關門曲線。變頻器采用編碼器進行速度反饋閉環(huán)調節(jié)。</p><p>　　該門機裝置在使用上還具有以下特點

61、：</p><p>　　平穩(wěn)舒適：由于采用變頻控制，開關門速度進行閉環(huán)控制，可以按照理想的開關門曲線，運行跟平穩(wěn)舒適。</p><p>　　調整方便：開關門曲線一般在出廠時已經(jīng)設定完成，一般可以直接使用。調試人員還可以根據(jù)實際情況進行微調，調整時僅需改變參數(shù)即可。</p><p>　　安全可靠：該門機控制盒及驅動部分，安全可靠，具有力矩保護功能，當關門阻止力超過力矩

62、限制時，門機自動開門。</p><p>　　2 電梯控制系統(tǒng)單元電路設計</p><p>　　2.1 基于STC89C51最小系統(tǒng)</p><p>　　最小系統(tǒng)包括主控芯片，復位電路和晶振電路。</p><p>　　晶振電路主要由震蕩電路和分頻電路組成，震蕩電路主要由反相器和并聯(lián)外接的石英晶體和電容組成，產(chǎn)生震蕩脈沖信號。分頻電路的作用是把震

63、蕩電路產(chǎn)生的脈沖信號分頻，得到需要的脈沖頻率。</p><p>　　單片機的各個功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準的，時鐘頻率直接決定單片機運行速度，時鐘電路的質量也直接影響電路的穩(wěn)定性。通常情況下電路中電容C1和C2選擇30PF。晶振的頻率越高，單片機的運行速度越快，但反過來運行速度越快也要求內存要足夠快。晶振和電容要盡量的離單片機足夠近，減少寄生電容，通常情況下使用11.0592MHZ的晶振。</p

64、><p>　　在震蕩電路中，通常需要用到的有源晶振和無源晶振兩種，有源晶振即石英振蕩器，簡稱晶振，無源晶振即石英諧振器。石英振蕩器有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗干擾能力，所以石英晶體振蕩器常用來產(chǎn)生基準頻率，而石英諧振器沒有電壓的問題，信號電平可變，價格低廉，所以，這里使用的晶振為無源晶振。</p><p><b>　　圖2.1 晶振電路</b></p><

65、p>　　復位電路是單片機的初始化操作，基本功能是系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)過一定的延時才撤銷復位信號，防止干擾對系統(tǒng)的復位產(chǎn)生影響。</p><p>　　在單片機上電后，引腳RST加上大于2個機器周期的高電平即可使單片機復位。復位電路通常有上電復位和手動復位兩種情況，本設計使用常用的手動復位電路，如圖2.2所示，電路為高電平有效，當系統(tǒng)上電時RST

66、為高電平，當電容C3充放電結束時，RST通過下拉電阻R1與地相連成為低電平。</p><p>　　式中：T為充電時間指數(shù)</p><p><b>　　R為電阻值</b></p><p><b>　　C為電容值</b></p><p>　　通常情況下當電容3～5個T時充電過程基本結束。</p&g

67、t;<p><b>　　圖2.2 復位電路</b></p><p>　　2.2 按鍵電路設計</p><p>　　按鍵電路采用矩陣形式的電路主要目的是為了減少對單片機IO口的占用，實現(xiàn)方式為逐行掃描。如圖2.3為電路圖。</p><p><b>　　圖2.3 按鍵電路</b></p><p

68、>　　按鍵一共分為5層，每層站外有2個按鍵分別為上行召喚和下行召喚按鍵，轎廂內5個按鍵為樓層選擇按鍵。電梯運行在上行區(qū)間時，上行召喚會的到響應，下行召喚會被記錄，運行在下行區(qū)間時，下行召喚會得到相應，上行召喚被記錄。</p><p>　　掃描鍵盤的具體方法如下：</p><p>　　uchar keyscan()</p><p><b>　　{&l

69、t;/b></p><p><b>　　P1=0xfe;</b></p><p><b>　　num=P1;</b></p><p>　　num=num&0xf0;</p><p>　　while(num!=0xf0)</p><p><b>　　{&

70、lt;/b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　num=P1;</b></p><p>　　num=num&0xf0;</p><p>　　while(num!=0xf0)</p><p><b>　　{

71、</b></p><p><b>　　num=P1;</b></p><p>　　switch(num)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xee:n=1;break;</p><p>　　case 0xde:n=2;brea

72、k;</p><p>　　case 0xbe:n=3;break;</p><p>　　case 0x7e:n=4;break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(num!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p&

73、gt;<p><b>　　num=P1;</b></p><p>　　num=num&0xf0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

74、;<p>　　在程序中應注意使用延時程序進行按鍵消抖操作，同時要在按鍵按下松開后再讀取數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.3 顯示電路設計</p><p>　　顯示電路分為兩個部分，第一部分是LED顯示模塊，第二部分是1602液晶顯示模塊。</p><p>　　LED顯示模塊主要用以指示電梯當前所在層數(shù)以及轎廂門的開關狀態(tài)。如圖2.4所示。</p&g

75、t;<p>　　圖2.4 LED顯示電路</p><p>　　1602液晶顯示模塊主要用于顯示電梯當前運行狀況，電梯運行層數(shù)等信息。</p><p>　　該液晶顯示模塊是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、字符等點陣式LCD。能夠顯示16×2個字符，工作電壓5V。</p><p><b>　　如圖2.5所示。</b></p