基于PLC的多层货运电梯传输

2024-07-19

基于PLC的多层货运电梯传输(精选5篇)

篇1:基于PLC的多层货运电梯传输

摘 要

电梯是高层建筑垂直运送人员或货物不可缺少的运输工具。传统的电梯控制系统主要采用继电器—交流接触器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量大等。而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。可编程控制器(PLC)因其机构简单易懂、可靠性高和维修方便等优点,在电梯控制领域应用极为广泛。本论文通过分析电梯电气控制系统的组成,阐述可编程控制器(PLC)在电梯控制中的应用,采用三菱PLC编程的程序控制方式,提出了货运电梯的PLC控制系统总体设计方案,列出了主要的硬件电路,绘制了电梯的控制梯形图及指令表,给出了系统组成框图和程序流程图。在分析、处理随机信号逻辑关系的基础上,提出了PLC的编程方法,设计了一套完整的电梯控制系统方案,采用三菱教学仿真软件,进行模块化仿真,得到理想的结果,表明设计是合理的。采用本方案的电梯控制,能够解决继电器控制的诸多缺点,使电梯运行更加安全、方便、舒适。

关键词:货运电梯、可编程控制器、变频器、电气控制、模块化

Abstract

Elevator, the necessary vertically transportation tool for tall buildings, is used for transferring passengers and commodities.Most traditional elevator control system adopts relay---contacting machine as its central director.But this system has so many disadvantages such as too many contacting points, high fault rate, heavily repairing work and so on.So if it was replaced by the control system equipped with PLC, the problems will be solved much more easily.Programmable controller(PLC)is extremely widely used in the elevator control domain ,because of its structure simple easy to understand ,reliability high and merits and so on maintenance convenience.This essay explains the application of PLC(Mitsubishi PLC)on elevator,by discussing the construction of elevator control system.It also illustrates the general design project, the design process and construction of the PLC control system for buildings, listing the specific main circuit, trapezium control chart of elevator and repertoires.Thus the programming method of PLC is brought forward on the basis of analyzing and dealing with the logic relationship of random signs.It also designed a complicated elevator control system.This essay used the Mitsubishi teaching simulation software for modular simulation to get the desired results, show that the design is reasonable.If the project can be accepted, it can solve the problems which can be brought by relay and made the elevator more secure, more convenient and more comfortable and so on.Key words: Elevator,Programmable controller,Frequency inverter, Electrical control Modular

目 录

摘要…………………………………………………………………………………

Abstract.........................................................Ⅱ 绪论 ……………………………………………………………………………… 1

1.1 国内外现状……………………………………………………………………

1.2 本研究的目的和意义………………………………………………………… 1.3 本课题研究的任务要求和主要内容………………………………………… 货运电梯概述 …………………………………………………………………… 5

2.1 货运电梯的分类………………………………………………………………

2.2 货运电梯的基本结构…………………………………………………………

2.2.1 货运电梯的一般组成 ………………………………………………… 5 2.2.2 货运电梯的各开关、控制装置简介…………………………………… 8 2.3 货运电梯的主要控制方式及其优缺点比较…………………………………

2.3.1 继电器—交流接触器控制 …………………………………………… 8 2.3.2 PLC控制 ………………………………………………………………… 9 控制系统的基本知识…………………………………………………………… 10

3.1 交流双速电机控制简介 …………………………………………………… 3.1.1 双速电动机基本原理 ………………………………………………… 10 3.1.2 控制电路分析 ………………………………………………………… 10 3.2 变频器的基本知识 …………………………………………………………

3.2.1 变频器简介 …………………………………………………………… 12

3.2.2 变频器参数设置原则 ………………………………………………… 12 3.2.3 变频器容量计算 ……………………………………………………… 12 3.2.4 变频器制动电阻参数的计算……………………………………………13 3.3 可编程控制器简介 …………………………………………………………13

3.3.1PLC的基本结构 ………………………………………………………… 13

3.3.2 PLC的基本工作原理及特点…………………………………………… 15 3.3.2.1 PLC的基本工作原理……………………………………………… 15

3.3.2.2 PLC控制与继电器控制的区别…………………………………… 16

3.3.3 梯形图设计规则 ……………………………………………………… 17 基于PLC的货运电梯传输控制系统设计……………………………………… 19

4.1 一般货运电梯的系统结构 …………………………………………………

4.2 货运电梯电气控制系统设计 ………………………………………………

4.2.1 传送系统 ……………………………………………………………… 19 4.2.2 门控系统 ……………………………………………………………… 21 4.2.3 升降系统 ……………………………………………………………… 22 4.2.4 传呼系统 ……………………………………………………………… 23 4.3 货运电梯PLC程序控制设计 ……………………………………………… 23 4.3.1 传送系统 ……………………………………………………………… 23 4.3.2 门控系统 ……………………………………………………………… 24 4.3.3 升降系统 ……………………………………………………………… 25 4.3.4 传呼系统 ……………………………………………………………… 26 4.4 货运电梯总体控制程序 …………………………………………………… 实验仿真与分析………………………………………………………………… 29 总结与展望……………………………………………………………………… 32 6.1 货运电梯基础知识总结 ……………………………………………………32 6.2 本设计的总结与心得 ………………………………………………………32 致谢………………………………………………………………………………… 34 参考文献…………………………………………………………………………… 35

附录………………………………………………………………………………… 36 附录一…………………………………………………………………………… 36 附录二…………………………………………………………………………… 39 附录三…………………………………………………………………………… 46 附录四…………………………………………………………………………… 47

文献综述…………………………………………………………………………… 48

篇2:基于PLC的多层货运电梯传输

周题目:四层货运电梯

专业:电气自动化技术

班级:

姓名:何家斌

学号:

习PLC控制程序

10213

实习题目:四层货运电梯PLC控制程序

一、实习目的:

通过对该程序的调试,进一步深化所学知识,掌握一般性复杂程序的编程、调试。熟练掌握PLC程序的编制方法。

二、实习内容

本题目主要从控制原理上解决电梯控制的基本要求,要求设计并调试满足如下要求的梯形图程序:

1.电梯运行到位后具有手动和自动关门功能;自动关门指按上升或下降键之后,电梯上升之前,能自动关门到位才上升。

2.自动判别电梯运行方向,并作出电梯正在上行或下降的指示。

3.指示召唤信号,楼层到达指示。4.梯在无人值守情况下自动工作。三:I/O点分配

入 I

出O

开门按钮:X0(点动)

开门接触器:Y0

关门按钮:X1(点动)

关门接触器:Y1

开门到位开关:X2

上行接触器:Y2

关门到位开关:X3

上行指示灯:Y3

一层接近开关:X4

下行接触器:Y4

二层接近开关:X5

下行指示灯:Y5

三层接近开关:X6

一层楼层指示:Y6

四层接近开关:X7

二层楼层指示:Y7

一层向上召唤:X10

三层楼层指示:Y10

二层向上召唤:X11

四层楼层指示:Y11

二层向下召唤:X12

一层上召指示:Y12

三层向上召唤:X13

二层上召指示:Y13

三层向下召唤:X14

二层下召指示:Y14

四层向下召唤:X15

三层上召指示:Y15

舱内一层按钮:X16

三层下召指示:Y16

舱内二层按钮:X17

四层下召指示:Y17

舱内三层按钮:X20

舱内三层按钮:X21

舱内四层按钮:X22 四:实验分析

根据本专周实验具体要求和老师的讲解,通过自己对问题的思考,结合实际生活中电梯运行情况的控制方法,我认为可以把整个程序分为如下部分:电梯在各楼层的指示,电梯上下行及指示 ,各楼层上下召唤指示及舱内楼层选择,电梯停止,开关门。只要将这这些部分程序编写出来,然后把它们组合在一起就能满足实验的要求并顺利完成专周任务。五:各部分程序设计分析 1.电梯在各楼层的指示。

当电梯运行途径该楼层或停在该楼层时会触碰该层接近开关,程序指示电梯此时在该楼层,当电梯运行到其它楼层或停在其它楼层时该层不再指示。故我用起保停的控制方式来设计程序。2.电梯上下行及其指示。当电梯在一楼时,只要上面有召唤信号,无论是上召还是下召,电梯都必须上行; 当电梯在二楼时,如果上下都有召唤时,这时就必须比较那一个信号先被记住,这样电梯才知道先响应哪一个信号,但是必须先满足该层乘客的要求; 当电梯在三楼时,与在第二层的响应情况一样。

当电梯在四楼时无论是上召还是下召,电梯都必须上行。

在判断上下行的时候,必须要先知道电梯当前在哪一层,只有这样才能准确的判断出电梯的上下行。

上下行指示灯在上行或者下行时,它都必须一直被点亮,除非到达了四楼或一楼,电梯必须改变方向运行,这时才会被反向点亮。3.各楼层上下召唤指示及舱内楼层选择。

根据电梯的运行方式和要求,在电梯运行的一个周期内,不论是各楼层的召唤信号,还是在轿厢内楼层的选择信号都必须记下来,以便于电梯到达该楼层时做出相应的响应。因为所有的信号都是通过按钮得到的,是一个点动信号,故我用起保停方式,当一个周期运行完成,运行过程中响应了各楼层的上下行召唤、舱内楼层选择的信号之后,这些信号就将不再保持。4.电梯停止。

当有人在电梯外部召唤或有人在电梯内部要出电梯时,电梯响应这些信号后,电梯停在该层,当上下人都完成了之后才能继续运行。5.开关门。

当有人在电梯外部召唤或有人在电梯内部要出电梯时,电梯响应这些信号后,电梯停在该层。电梯停稳后,电梯开门,当开门到位之后,就可以上下人了,同时定时器开始计时,直到关门到位,这种方式可以实现自动开关门。在轿厢内可以手动开关门,但手动开关门必须在电梯停稳时才能操作。六.电梯控制程序

七 程序写入PLC及调试。

通过用GX Developer 7.0 软件将程序写入PLC调试运行,通过观察PLC控制箱,结合I/O口分配和箱上按钮对应情况,观察箱上灯亮灭情况,看所设计程序是否有误及实现了电梯的哪些功能。

八.设计心得体会。

起初看到实验题目即要求时,头脑中没有头绪,老师给我们讲解了题目,I/O口分配及实际生活中的电梯运行方式,讨论了电梯运行情况之间的关系,和设计的基本要求,让我们对该设计有了初步认识。通过在网上及图书馆查阅相关资料,我首先大慨读懂这些程序的设计思路及所实现的功能。在设计中,主动和同学讨论电梯可能出现的各种情况,我以大化小,将电梯分为几个板块,通过对这几部分的具体分析,思路就比较清晰了,我通过对程序的实现的功能及调试情况。修改其错误,逐部实现电梯所需功能。经过一周的专周,强化了我的PLC课程学习情况及动手能力和思考问题的能力,虽说设计还是有缺陷,但这个专周,对我来说收获颇丰。一.实习目的-1

二.实习内容-1

三.I/O点分配-1

四.实验分析-1

五.各部分程序设计分析---------------------1-2

1.电梯在各楼层的指示。2.电梯上下行及其指示。

3.各楼层上下召唤指示及舱内楼层选择。4.电梯停止。5.开关门。

六.电梯控制程序---------------------------2-8

七 程序写入PLC及调试------------------------8

篇3:基于PLC的多层货运电梯传输

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展, PLC (可编程控制器) 在工业控制领域内得到十分广泛地应用。本文论述了PLC垂直电梯在多层建筑物中的运行控制, 包括电梯运行理论分析和PLC控制的梯形图。设计了PLC控制电梯的上行、下行以及检修和楼层显示。

1 电梯运行理论分析

1.1 电梯内部部件功能简介

以4层楼为例, 电梯内部应有4个楼层按钮 (内呼叫按钮) 、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下升显示器。

1.2 电梯的外部部件功能简介

每层应有呼叫按钮、呼叫指示灯、上升和下降指示灯以及楼层显示器。呼叫指示灯在完成相应的呼叫请求之前应保持为亮。1层只有上呼按钮, 4层只有下呼按钮, 其余3层同时具有上呼按钮和下呼按钮。上升、下降指示灯以及楼层显示器, 每层电梯均应相同。

1.3 电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析

(1) 假设电梯位于1层待命, 各显示器都被初始化, 此时各层呼叫灯均不亮;电梯内部和外部各个楼层显示器均为“1”;电梯内、外部各层电梯门均关闭。

(2) 电梯运行中, 按下某层呼叫按钮后, 该层呼叫灯亮, 电梯响应该层呼叫, 上行或下行直至该层。各楼层显示随电梯移动而改变, 运行中电梯门始终关闭, 到达指定层后门打开。在电梯运行过程中, 支持其他呼叫。

(3) 电梯运行后状态。电梯到达指定楼层后, 电梯门打开, 经过一段延时关闭。在此过程中, 支持手动开门或关门;各楼层显示值为该层所处位置, 且上行与下行指示灯均灭。此时, 电梯继续待命, 直至新命令生成。

2 PLC选用机型

本设计使用的可编程控制器是由三菱公司研制的FX2N PLC。F1/F2系列PLC是三菱公司小型低档系列机, 为整体式结构。

3 设计过程

3.1 PLC的I/O点编号及其分配

PLC的I/O点编号及其分配见表1。

3.2 电梯的程序及相关梯形图

3.2.1 电梯的下行、快车和快车加速

电梯的下行、快车和快车加速梯形图如图1所示。

当平层 (X004) 未接通, 下行 (Y001) 接通, 并且快车 (Y002) 接通, 上行 (Y000) 未接通以及下行按钮 (X011) 接通, 检修标志接通, 同时司机 (X012) 接通, 门锁 (X005) 接通即电梯门关闭时, 电梯处于下行状态。

当检修标志 (M201) 没有接收到信号, 电梯门关闭时, 电梯处于快速行驶阶段, 延时时间T1=K20时, 电梯处于加速状态。

当检修标志接通, 延时为T2=K11时, 电梯处于第1次减速阶段, 此时下一个延时为T3=K10。当检修标志M201和M202接通, 延时T3接通时, 电梯处于第2次减速, 输出为Y005。

3.2.2 电梯的第1次、第2次减速自动平层开门

电梯的第1次、第2次减速自动平层开门梯形图如图2所示。

当电梯门关闭, 上行和下行均没有显示, 此时电梯处于自动平层开门状态。

当上行和下行均未接通, 自动开关 (X013) 接通, 关门 (X007) 未接通, 司机 (X012) 没有手动控制, 检修标志没有接到任何信号时, 电梯处于1层机械开门状态。

当自动 (X013) 接通, 电梯门关闭, 开门 (X006) 未接通时, 超载 (X014) 没有显示, 光幕没有显示, 司机没有手动控制时, 电梯处于平层延时状态, 延时时间为T4=K100。

当检修标志 (M201) 未接到暂时信号, 电梯的上行和下行均没有显示时, 电梯处于开门延时状态, 延时时间T5=K90。

当检修标志未接到电梯向下行驶和换速的信号, 而只有开门 (X006) 接通时, 输出一个暂时信号M7。

3.2.3 电梯光幕的变化和电梯几种情况下的开门

电梯光幕的变化和电梯几种情况下的开门梯形图如图3所示。

当电梯只有感应铝 (X015) 接通时, 如果电梯接收到动作保持指令, 此时电梯进行 (SET) 操作, 电梯处于不动状态。当延时时间 (T7=K30) 结束后, 电梯用 (RST) 解除 (SET) 指令, 电梯继续运行。

3.2.4 电梯的上行指示和下行指示

电梯的上行指示和下行指示如图4所示。

当上行按钮按下时, 有一个上定向信号 (M0) , 下行指示 (Y016) 没有显示时, 电梯处于上行指示即输出口为 (Y015) ;当下行按钮按下, 此时电梯收到一个下定向信号 (M1) , 上行指示没有显示时, 电梯显示下行即输出口为 (Y 016) 。

3.2.5电梯的超载、报警和结束

电梯的超载、报警和结束梯形图如图5所示。

(1) 当1层外呼 (X 023) 、2层外呼 (X 024) 、3层外呼 (X 026) 、4层外呼 (X 026) 同时呼叫, 司机 (X 012) 接通, 检修标志没有接收到暂时信号时, 此时电梯蜂鸣器输出口 (Y 017) 报警。

篇4:基于PLC的电梯控制应用研究

关键字:电梯控制;应用;PLC

中图分类号:TP273 文献标识码:A

PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算、计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯升降过程中,各种逻辑开关控制与PLC很好的结合,很好的实现了对升降的控制。因此,可编程控制器(PLC)控制得到广泛使用,采用PLC组成的控制系统可使电梯运行更加安全、方便、舒适。尤其在层数和控制功能较少的场合,采用PLC控制较为有利。

1、PLC在电梯控制系统中作用

为了使电梯的运行安全可靠,需要有一个好的控制系统,也就是对电梯的控制系统要进行改进。根据顺序逻辑控制的需要发展起来的可编程控制器。它是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。可编程控制器(PLC)作为一种工业控制微型计算机,它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点,在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路,微型机技术和通讯技术的发展成果,逐步形成了具有多种优点和微型,中型,大型,超大型等各种规格的系列产品,应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。PLC大力开发智能模块,加强联网通信能力。为满足各种自动化控制系统的要求,近年来不断开发出许多功能模块,如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块,既扩展了PLC功能,又使用灵活方便,扩大了PLC应用范围。加强PLC联网通信的能力,是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类:一类是PLC之间联网通信,各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段:另一类是PLC与计算机之间的联网通信,一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。

2、电梯控制系统的组成

电气控制系统由操纵箱、层楼指示、控制柜、曳引电动机以及召唤箱等数十个电梯部件中的电器元件构成。电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序,完成各种电气动作功能,保证电梯安全运行。电梯一般是由电动机来拖动的,其运行过程大多包括启动、正(反)转、停止等,这整个过程是由电气控制系统来完成。具体地说电梯的控制主要是指对电动机的起动、停止、运行方向、层楼指示、层站召唤、轿厢内指令等进行处理。其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。电梯电气控制系统与电力拖动系统比较,变化范围比较大。当一台电梯的类别、额定载重量和额定运行速度确定后,电力拖动系统各零部件就基本确定了,而电气控制系统则有比较大的选择范围,必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择,才能最大限度地发挥电梯的使用效益。电梯主拖动类型包括交流电动机、直流电动机、晶闸管供电(SCR-M)的直流拖动和交流双速电动机、直流G-M(即发电机-电动机组供电)、交流变频调速(VVVF)拖动、交流调压调速(AVCC)等。因直流电梯的拖动电动机装有电刷和换相器,其维护量比较大,而且已被交流调速电梯所取代。为了使电梯的运行更加的稳定,要求曳引电动机在选定的调速方式下,电动机的输出转矩总能达到负载转矩的要求。考虑到电压的波动、导轨不够平直造成的运动阻力增大等因素,电动机转矩还应有一定的速度。

3、PLC电梯控制系统设计

3.1硬件系统的配置

交流双速电梯控制系统不论是按照控制方式还是组成结构的分类,电梯的组成结构都基本相同,主要包括电力拖动系统、导向系统、门系统、电气控制系统、安全保护系统和重量平衡系统。以5层电梯为例,用西门子可编程控制器实现交流双速集选控制电梯。根据I/O点数和输入、输出类型,考虑I/0点数要保留一定余量,选用目前通用的西门子315-2DP可编程控制器(总共80个输出、输入点)。由于是交流双速电梯需要保留原线路中主回路接触器和门机继电器:考虑安全设计需要,控制部分保留安全回路继电器(急停继电器)和门锁继电器。对5层,5站集选电梯,根据输入信号及输出信号的数量,经过初略计算,输入点数为35点,输出点数为32点,输入、输出信号都是数字量,输出电压220VAC,110VDC,24VDC。

3.2软件设计流程

电梯控制系统设计成功的关键环节是PLC程序设计,编程控制程序在设计的过程中,要遵循一些原则,一是保证该程序功能的完善,尽量考虑到有可能影响到电梯有效运行的各方面的因素:二是在设计时,要尽量简单,并且能保证其有一个适应性,即在特殊情况下,可以对此程序进行修改。以应对新情况的发生,这就要求在设计程序时,要充分的利用编程控制程序中的各种优先指令,使其扫描时间减短,并采用模块化设计,保证电梯的精度;三是对存在于程序中的各个逻辑关系要有清楚的判断。

3.3控制运行指令

指层控制线路的功能是指示电梯轿厢目前所在层楼的位置和将要运行的方向。此例中楼层信号是通过安装于每层井道内的感应器及安装在轿顶的隔磁板来实现的。但是,由于获得的楼层信号不连续,因而需要通过程序实现,X33-X55分别为1-5楼的楼层感应器在PLC的输入地址。电梯的开关门运行回路是按照双开门有无司机控制来设计,主要无司机状态下的自动延时关门、基站外启动时的开关门、无司机状态下的本层开门、电梯运行到达目的层站的自动开门、手动关门、完成电梯的手动开门等

功能。

4、结束语

PLC充分利用了微型计算机的原理和技术,保留计算机控制的优点,而克服了它的缺点。它具有强大的生命力,各工业部分纷纷用它来改造旧有的电梯控制电路,取得了明显的效果,它不仅能用于控制机械设备、流水线和各种设备的运行过程,将PLC用于控制电梯各种操作和处理相关信息也是可行的。

参考文献:

[1]朱德文,电梯交通系统的智能控制与应用[J].企业文化,2013

篇5:基于单片机的货运电梯改造

关键词:AT89C51,汇编语言,程序设计,货运电梯,升降控制

一、可行性分析

目前绝大多数的货运电梯采用PLC为核芯控制器件。货运电梯运行的时间长了, PLC有可能损坏。由于目前市场上的PLC的单价比较高, 造成货运电梯的成本很高。AT89C51单片机可靠性高并且价格底廉, 是一种可行的、灵活性、价廉的设备改造方案。货运电梯控制系统改造本文采用51系列单片机AT89C51。

二、ATMEL公司的51系列单片机AT89C51介绍

近年来随着科技的飞速发展, 单片机在实时检测和自动控制的应用系统中, 作为一个核芯部件来使用。

本系统采用ATMEL公司的51系列单片机AT89C51作为主控芯片。

AT89C51如图1所示, 具有以下标准功能:8k字节Flash, 256字节RAM, 32位I/O口线, 看门狗定时器, 2个数据指针, 三个16位定时器/计数器, 一个6向量2级中断结构, 全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。 (见图1)

三、货运电梯控制系统的硬件设计

3.1系统的整体设计方案

货运电梯控制系统由七部分组成:控制台电路、电梯间电路模块、电梯内电路模块、楼层检测模块、MCU控制模块、电动机驱动模块、报警模块等。货运电梯的控制面板, 箱内楼层控制面板, 箱外楼层控制面板。

3.2 AT89C51单片机的最小系统

采用ATMEL公司的单片机芯片AT89C51, 电容C3按键RESET构成上电复位和手动复位电路。晶体振荡器选12MHz, C1、C2为30p瓷片电容, 与晶体振荡器构成时钟电路。

3.3货运电梯系统的硬件电路

按键与单片机的P1.0-P1.5分别相连, 指示灯通过P0.0-P0.5来控制。其中上拉电阻有R52、R55、R56、R59、R60和R62, 用来保证按键未按下时, 端口P1.0~P1.5为高电位。当按键被按下时, 端口P1.0~P1.5通过按键接地, 使得P1.0~P1.5变为低电平。电容C51~C56的作用是消除抖动和抗干扰。单片机P1口均与各楼层电梯间的升降选择按键连接, P1口的P1.0—P1.2连接上升按键, P1口的P1.3~P1.5连接下降按键。每个发光二极管通过一只阻值为470Ω的限流电阻接电源 (VCC) 。发光二极管与PO口的P0.0~P0.5连接, 每个上升、下降按键都与对应的发光二极管配合, 作为指示灯。

3.3.2电梯箱内电路

电梯内的乘客用户使用电梯箱内电路, 四个目标楼层选择按键F1、F2、F3、F4和四个与之配合的发光二极管作为指示灯。按键与P3口的P3.2~连接, 指示灯与P2口的P2.0~P2.3相连。上拉电阻R11~R14和电容C41~C14的作用同上。

3.3.3控制台电路

控制台电路的电源指示灯采用发光二极管, 用以显示供电是否正常。采用共阴极数码管来显示当前楼层, 采用CD4511作译码器, LE接VCC, 译码器处于锁存状态。经R31~R37 (阻值为470Ω) 对数码管限流。“DOWN、UP”两只发光管用来显示电梯运行的方向。上下指示灯分别接单片机的P0.7和P0.6。START和STOP键键分别接单片机的P1.6和P1.7,

3.3.4楼层检测

光电传感器电路中, D1, T1组成红外发射-接受对管, D1通电后发出红外信号, 光槽若未挡住, T1将导通, 比较器LM339输出低电平, 光槽光线若被挡, T1截止, LM339输出高电平。电梯行至楼层标志处光槽光线被电梯遮挡, 所带来的电平变化发送到单片机P3.6计数即可实现楼层检测。

3.3.5 H型驱动电路

直流电动机H型驱动电路主要是用来控制直流电动机的转动方向, 通过改变直流电动机两端的电压可以控制电动机的转动方向。采用L298N驱动, 实物及接线图, 如图2所示, 可根据PWM调节脉宽进行电机调速和正反转。电机M1用于货运电梯带动电梯门的开关, 电机M2用于货运电梯上升和下降。 (见图2)

3.3.6电梯报警电路

当电梯运行过程中出现故障停止, P3.0输出高电平, 蜂鸣器报警。用户在电梯中如果遇到紧急情况也可按“HELP” (图中SW-PE按键) 直接报警求救。

电梯报警电路利用两个常用三极管CS9013, 此电路与单片机P3.0相连, 其中R为限流电阻。

四、货运电梯控制系统的软件设计

货运电梯程序编写用汇编语言来编写, 以51单片机为核心实现控制来完成。

4.1软件设计规化

软件模块化设计。通过调用不同功能的子程序, 来实现复杂的功能控制。这样便于调试、修改。主流程图如图3所示。 (见图3)

4.3电机控制与楼层检测部分

(1) 电机控制

本文设计只对货运电梯运行状况的简单模拟, 对电机驱动这部分要求不是很严格, 只需要实现电机的正反转就可以了, 所以选择直流电动机H型驱动电路, 当用户提出上升要求时, 单片机P2.7输出为高电平, 电机正转上升, 反之电机反转下降。当到达目标楼层时, 电动机停止。程序详见附录主程序清单。

(2) 楼层检测

楼层检测电路利用光电传感器检测楼层, 电梯行至楼层标志处 (装有光电传感器) 时, 光槽光线被遮挡, 引其电平变化, 通过P3.6发送到单片机中R4计数, 可实现楼层检测。并实时的, 通过RXD和TXD, 送到74HC164数码管显示当前楼层数。程序详见附录主程序清单。

五、系统调试

5.1软件调试

在软件调试中, 采用伟福仿真软件来调试。先分别调试各个功能程序, 再对整个程序进行调试, 以便修改错误码。具体的调试方法如下:

将各个功能程序录入, 先检查程序有无明显错误, 保存过后编译程序, 当有错误时就根据提示加以修改, 当各个功能程序编译完成后, 再对整个程序全速执行, 查看程序有哪些地方出现错误, 对应错误提示逐步调整程序, 纠正错误直到程序正确。

5.2硬件调试

货运电梯的硬件仿真, 采用的是Proteus PRO6.7SP3, 它是目前最好的模拟单片机外围器件的工具, 它可以仿真51系列的单片机系统。

首先利用Proteus中的器件库完成电路的连接。单击仿真按钮, 按下Start, 系统开始运行, 当按下F1—F4及各楼层按键, 货运电梯都能完成用户的请求, 实现了货运电梯运行的模拟运行。

参考文献

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