单片机在电梯控制系统中的应用

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1、单片机在电梯控制系统中的应用　　摘要：现代社会中，电梯已成为不可缺少的运输设备。电梯是势能负载，使用过程中起动、制动频繁负载变化较大，行驶方向也不断变化。为了保证电梯运行安全、可靠、乘客舒适感好，要求电梯传动系统在各种负载下都有良好的调速性能。电梯传动控制系统为电梯提供动力，并且对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着控制作用。现代电梯大都采用交流调压调频（VVVF）拖动方式，利用微机控制技术和脉冲调制技术，通过改变曳引电动机电源的频率及电压使电梯的速度按需要变化。本文介绍了一种以MCS单片机为核心的电

2、梯传动控制系统。详细说明了系统的组成及工作原理，并且从原理上论述了与老式电梯传动系统相比较，基于单片机的电梯传动系统在速度给定、正弦脉宽调制波的产生等方面的优点。　　关键词：单片机电梯控制系统应用　　单片机体积小，处理速度快，价格低廉，功能强大，是合适的控制系统。对电梯的控制主要是选层、启动、换速、平层、停车等几个环节，其中以选层环节最为复杂。与通常的电器控制相比，单片机系统不需要通过“选层器”并且配备以大量的中间继电器作为选层电路的控制设备，避免了设备多，检修困难，运行维护不便，造价成本高；应用微机控

3、制可以取消选层器和大量的中间继电器，而且应用单片机控制，又相对于应用其他微机减少了外围设备的接口芯片、增强了可靠性。　　一、工作原理5　　（一）速度　　给定环节电梯运行过程一般分为三个阶段：起动（加速）、平稳运行（匀速）、制动（减速）。电梯起制动频繁，对调速性能要求较高，为保证电梯运行安全、可靠、乘客舒适感好，速度给定环节非关键。老式电梯大多采用积分器式速度给定电路，其起动、制动按照时间原则（即设定起、制动时间）来进行，其速度曲线在减速过程中出现爬行段，造成电梯工作效率降低。在本系统中，速度给定是通过程

4、序完成的，根据所选用电梯的性能指标确定运行速度、加速度及理想速度给定曲线图编写程序，输入单片机内。电梯运行过程以理想曲线为基准，在减速段根据光电编码盘所输出的信号判定电梯的位置，单片机以此发出制动信号，系统自动调速运行，实现直接停靠。　　（二）控制　　环节电梯传动系统的控制功能由单片机完成。单片机选用Intel公司的MCS-96系列产品16位单片机。单片机以其体积小、功能强、功耗低、价格便宜等特点在控制领域已经得到了广泛应用。MCS-96系列产品16位单片机比8位单片机软硬件资源丰富，功能更强。其片内设

5、置的波型发生器WFG能直接输出三相脉宽调制波形，可驱动各种不同类型的电机，尤其适用于变频调速控制系统。基于单片机的电梯传动系统由于三相脉宽调制波形是通过对单片机编程而得到的因而系统体C小，操作更灵活。　　二、硬件设计5　　在电梯的顶端设备间内设置的拽动电动机带动电梯轿厢的上下运行，由主控制器通过RS485接收各门厅控制器的呼梯信号，控制轿厢的运行方向及到达的楼层。主控制器，即电梯控制器。它是电梯控制系统的主要部分，负责整个电梯的运行控制。一般主控制器和位于楼房的顶部电梯机房内的电梯动力装置曳引机构成了整

6、个电梯控制系统的核心。轿厢控制器，轿厢是电梯系统中运载乘客的装置。它通过轿厢中的键盘、显示屏，使乘客与电梯建立起了相互联系。曳引机通过钢丝牵引矫厢的上下运行，用于运送乘客。在轿顶还有一个门机控制器，用于电梯的开关门动作。门厅控制器，它是每一层楼的呼叫装置，给出每一楼层的呼叫请求信息，并且显示电梯当前运行状态。此外，电梯控制系统还包括上、下限位开关，上、下限速开关，限速器，安全闸，对重，随行电缆，平层检测板，道轨和缓冲器等一系列电梯运行机械装置和安全保护设备。控制器之间的通信方式，主控制器轿厢控制器和呼梯

7、控制器之间采用现场总线之一的RS-485总线进行通信。各控制器之间只需一对双绞线通过网络拓扑结构连接即可，安装极为方便。RS-485总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，具有非常好的抗干扰能力和可靠性。　　三、软件设计5　　软件的设计包括主程序的设计和各子程序的设计。主程序要包括各个硬件部分的初始化，以及各个部分子程序的调用。首先，单片机以及整个系统进行初始化设置，使单片机三个端口设置为基本输入输出功能，PSEN管脚接到高电平，单片机无外接程序存储器。然后，控制器读取端口的状态信息，根据

8、这些信息分别调用子程序。当存在呼梯或选梯有效信号时，控制器就可以调用产生PWM程序，发送起动电动机的驱动信号脉冲了。在起动电动机之前要读关门到位信号，当关门到位后开始发送驱动脉冲，但是此时电动机并没有转动，也就是电梯轿箱并没有产生位移，这时控制器要发送一个开抱闸信号，打开机械抱闸装置，这样就可以慢速起动电动机了。可以通过延时后改变PWM参数完成电动机的调速，直到额定速度，同时控制器再次读取端口开关的状态检查是否到达平层换速点，循环检测，到达