【正文】 量作控制量，到用數(shù)字量作控制量，又到變成全數(shù)字量的速度控制系統(tǒng) [2]。以后出現(xiàn)了大量的、一系列的電梯技術(shù)。奧梯斯（Otis）本人和奧梯斯公司的工作。 （2）19 世紀(jì)前半葉的升降機階段。名符其實的電梯，于 1889 年出現(xiàn)。英國首先于 1835 年出現(xiàn)了用蒸氣機驅(qū)動的升降機。L從 1975 年開始的新的電梯階段，以計算機、群控和集成塊為特征，配合超高層建筑的需要，向高速、雙層轎廂、無機房等多方面的新技術(shù)方向迅猛發(fā)展，電梯交通系統(tǒng)成為樓宇自動化的一個重要子系統(tǒng)了。高性能的電梯技術(shù)主要有：可控硅供電的直流高速電梯、交流調(diào)速電梯、VVVF 控制的交流高速電梯、電腦控制電梯。4）噪聲降低。⑥無機房電梯是近年來興起的一項電梯新技術(shù)，有曳引驅(qū)動、液壓驅(qū)動、螺母螺桿驅(qū)動、齒輪齒條驅(qū)動、皮帶驅(qū)動、直線電動機驅(qū)動等方式。PLC作為機電一體化專業(yè)本科學(xué)生的一門重要的專業(yè)課程,日益受到人們的重視。第二章根據(jù)實驗系統(tǒng)的應(yīng)用要求，從系統(tǒng)的組成、工作原理等方面對所要實現(xiàn)的電梯模型實驗系統(tǒng)（裝置）進(jìn)行了分析和構(gòu)思。因為樓層和轎箱的呼叫是隨機的, 所以系統(tǒng)控制應(yīng)采用隨機邏輯控制。它包含雙極性 PWM 直流調(diào)速控制電路，可實現(xiàn)電機的調(diào)速與轉(zhuǎn)向控制。它主要是應(yīng)用步進(jìn)電機來控制電梯門傳動裝置，從而實現(xiàn)對電梯門的準(zhǔn)確控制。從而實現(xiàn)了 PLC 對電梯模型實驗系統(tǒng)的控制。它主要由按鍵、兩片 8 線—3 線優(yōu)先編碼器 74LS14一片四 2輸入與非門 74LS00 和電子鎖組成。電路中還設(shè)置了兩組上拉電阻，其作用在于在沒有輸入信號時，使74LS148 輸入端維持在高電平。當(dāng)轎廂上、下端正好與某一樓層上、下端對齊時，這一層的兩個開關(guān)都導(dǎo)通時，74LS32 輸出低電平。其電路主要由一片八位鎖存器74LS37一片 4 線－七段譯碼/驅(qū)動器 74LS24一個共陰極 VLED 半導(dǎo)體數(shù)碼管 BS201 和下拉電阻組成。圖中管腳所代表的含義為： ～ 為輸入端， ～ 為輸出端。圖中管腳所代表的含義為： 為譯碼地址輸入端；03A~為段輸出端，高電平有效； 為消隱輸入（低點平有效）/脈沖消agY~BIRO隱輸出（低電平有效） ； 為燈測試輸入端（低電平有效） ； 為脈沖消隱輸LTRBI入端（低電平有效） 。本設(shè)計中選用 60ZY105－2420 直流伺服電機，該電機體積小、工作穩(wěn)定、容易控制，額定電壓（＋24V） 、額定轉(zhuǎn)速（1550r/min） 、輸出功率（20W）都滿足設(shè)計要求。 和 同時導(dǎo)通和關(guān)聯(lián)，其1VT4驅(qū)動電壓 ； 和 同時動作，其驅(qū)動電壓 。它兼有光耦隔離（體積?。┖碗姶鸥綦x（速度快）的優(yōu)點，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選品種 [8]。如上所述IR2110的特點，可以為裝置的設(shè)計帶來許多方便。經(jīng)短暫的死區(qū)時間（ ）之后， 為高電平， 開M21 dtLIN2通， 經(jīng) ， 給 充電，迅速為 補充能量。為了減少電荷損失，應(yīng)選擇反向漏電流小的快恢復(fù)二極管。3. 過電壓保護(hù)19過電壓保護(hù)電路同過電流保護(hù)電路原理相同，作用是防止電壓過大使電路損壞,如圖 315 所示。201. 80C196KC 單片機80C196KC 是 INTEL 公司 MCS－96 系列單片機中重要的新成員。80C196KC 的結(jié)構(gòu)封裝圖如圖 316 所示。（2） 非屏蔽中斷請求信號輸入腳。0A（5） / 寫外部存儲器低位字節(jié)/寫外部存儲器輸出信號，在WRL80C196KC 芯片中，由 選擇輸出 或 信號。U22（8） 片內(nèi)振蕩發(fā)生器中反相器的輸入端，輸入外部振蕩信號，XTAL1通常接外部石英晶體（16 ）MHz（9） 片內(nèi)振蕩發(fā)生器中反相器的輸出端，通常接外部石英晶2體。（3）P0 口 ～ 為 8 位的高輸入阻抗口，即可作為數(shù)字量輸入口，也可作為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入口（作為 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入端時，編號為～） 。因此電樞上的工作電壓是雙極性矩形脈沖波形。只是由于電機的控制電壓是正負(fù)對稱的矩形波，因而直流分量為零，導(dǎo)致電機不會旋轉(zhuǎn)。2） 信號輸送本設(shè)計采用四 2 輸入或門 74LS32 作為過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)和停機保護(hù)三路信號輸入 80C196KC TXD/ 端口的輸送電路。用于+5COMSμP V以外的低壓電源檢測；4. 低壓手動復(fù)位裝置。下橋臂晶體管的發(fā)射極單獨引出，并聯(lián)在一起，以便接 圖321 L298外形圖入電流取樣電阻，形成電流傳感信號。圖 322 L298 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖323 L298的引腳排列 L298引腳排列如圖323 所示，引腳功能如下：28引腳1： ，連接電流檢測電阻，信號反饋給電極控制芯片，實SENICA現(xiàn)恒流控制。EBL引腳11: ，使能控制全橋驅(qū)動器B。A橋的ININ2分別與L297的A 、B相驅(qū)動信號端相連接，ENABLE A與L297的 端相連接，A橋驅(qū)動器的輸出端口OUT1和OUT2 與INH1步進(jìn)電機相連。SR?ref②電容的選取 L298說明書規(guī)定， 和 在電源與地之間必須接的 100電容 、 的SV12C4值為100 ， 。此時HALF/FULL （半/ 整步）信號為高電平。因此L297可產(chǎn)生三種不同相序，其波形圖如圖 32圖32圖328所示。32L297的引腳排列如圖329所示，各引腳功能如下：圖 329 L297 的引腳圖引腳1： ，同步信號輸出。B引腳7： ，電機 相驅(qū)動電源信號。SV引腳13： ，傳感2，用來檢測 、 相繞組中的電流。LK引腳19： ，半步/全步輸入端。電阻R不能過大，否則會嚴(yán)重發(fā)熱，但是同時要求電阻 要足夠大，使得5 電壓在其上降落后，流經(jīng)電RV阻R的電流非常小，不至于影響到晶體振蕩器的正常工作。通過L297后，產(chǎn)生二相步進(jìn)電機的脈沖相序，把此相序送給L298的四個輸入端，在輸出端口，產(chǎn)生二相步進(jìn)電機的驅(qū)動信號，用來驅(qū)動二相步進(jìn)電機。斬波頻率由連接在這個引腳的 網(wǎng)絡(luò)OCS RC決定。當(dāng)它為低電平時， 、 ，ENABLINH12， ， ， 都為低。當(dāng)L297回到它的初始狀態(tài)（ ABCD＝0101）HOME時，此引腳輸出高電平。當(dāng)譯碼器在雙數(shù)狀態(tài)時，可獲得單相連接全階梯模式，如圖328所示。頻率 是由外接16腳RC網(wǎng)絡(luò)決定的，當(dāng)R10 時， 。其外型圖如圖325所示。電機繞組的相電流為2 （設(shè)計允許最大值） ，反饋電阻 的電流應(yīng)該在2 上下ASRA有微小浮動，因為斬波頻率很高，所以在宏觀上看來，電機一組繞組上的電流似乎保持在2 上，穩(wěn)定不動， “恒流斬波” 就是由此而來。IN3引腳12： ，控制全橋驅(qū)動器 工作狀態(tài)。2A引腳4： ，電機驅(qū)動電源。每個半橋有自己的輸入控制端，控制端信號式TTL電平。 門控及驅(qū)動電路門控驅(qū)動電路設(shè)計主要是對步進(jìn)電動機的驅(qū)動控制。主要用來監(jiān)控系統(tǒng)的＋24 和＋5 兩組工V作電源，在電源低于一定范圍（＋5 電源低于＋ 、+24 電源低于 ）時，其 或 會輸出低電平，信號送入四 2 輸入與門 74LS08 后，VRESTPFO與門端 1Y 輸出低電平送入 80C196KC 的 端，復(fù)位 80C196KC 芯片。80C196KC采用16MHz的晶振。設(shè)電源電壓為 ，則電1t γ=/TV樞電壓的平均值為：＝[ －( )]OUTV1ttV/ ＝( )2 ＝( ) （3γ5）24定義負(fù)載電壓系數(shù)為 ， ＝ /V，則：ρOUTV＝ （3ρ2γ16）當(dāng)T為常數(shù)時，改變HIN 為高電平的時間 ,也就改變了占空比 ，從而達(dá)到1t γ了改變 的目的。（7）P4 口 具有漏極開路輸出的 8 位雙向口，內(nèi)部有很強的上拉作用，其一般用作地址總線 [11]。 ＝0 時訪問片外存儲器， ＝1 時AEAEA訪問片內(nèi) 。若 =0,則總線寬度為 8 位，與此引腳的電平無關(guān)。CLKOUT（4） / 寫外部存儲器高位字節(jié)/總線高位字節(jié)允許輸出信號，WRHBE由 （芯片配置寄存器）選擇。P（4） 片內(nèi) 轉(zhuǎn)換器的參考電壓（＋5 ） 。（3）232Byte 內(nèi)部 RAM，256Byte 的附加 RAM；（4）快速運算能力。PLC對電機兩端電壓控制的模擬信號（0～5 ）通過其模擬量輸出口輸出，輸送到V，它含有A/D轉(zhuǎn)換器，可將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使關(guān) MOSFET 斷過電壓能得到有效的抑制并減少關(guān)斷損耗。（1）自舉電容的設(shè)計MOSFET開通時，需要在極短的時間內(nèi)向門極提供足夠的柵電荷。假定在 關(guān)斷期間 已充到足夠的電壓（2CV1S≈ ）。5 的偏移量；工作頻率高，可達(dá)500 ；開通、關(guān)斷延遲小，分KHz別為120 和94 ；輸入管腳可以承受2 以上的反向電流。當(dāng) 時，AB=+ 1t和 變負(fù)， 和 截止； 和 變正，但 、 并不立即導(dǎo)通，b1U4T4Vb2U323因為在電樞電感釋放儲能的作用下，電流沿回路 2 經(jīng) 、 續(xù)流，在 、4D54D上的壓降使 和 極承受反壓，這時， 。其中的功率開關(guān)采用 2SK1389MOSFET。當(dāng) 為高電平或開路ag~OBI時， 的低電平可使 均為高電平。當(dāng)它為低QEN電平時， ～8 為正常邏輯狀態(tài)可用賴驅(qū)動負(fù)載或總線。圖 35 顯示電路原理圖下拉電阻的作用是在沒有輸入時使 74LS248 輸入端保持低電平，從而使數(shù)12碼管不顯示。電路圖 34 所示。紅外反射式光電開關(guān) [4]的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖32。74LS148 和 74LS00的作用是把各按鍵所入信號編輯為四位二進(jìn)制編碼，并將其送入 PLC 的數(shù)據(jù)I/O 端口（ 1～4）中。CPU 處理后執(zhí)行轎廂上升程序，產(chǎn)生控制信號經(jīng) I/O 輸出口傳送給80C196KC。 工作原理本實驗系統(tǒng)采用 OMRON 公司出品的 CJ1M 系列 PLC 作為電梯的主控系統(tǒng)，其通過 I/O 口與電梯模型實驗系統(tǒng)相連接，從而實現(xiàn)了 PLC 對電梯模型實驗系統(tǒng)的信息處理和實時控制。并對保護(hù)和復(fù)位信號進(jìn)行處理。當(dāng)轎箱經(jīng)過或停在某一層時，紅外開關(guān)產(chǎn)生輸入信號，并迅速把此信號以數(shù)字信號的形式傳送給 PLC，使 PLC 能夠準(zhǔn)確的判斷出電梯轎廂位置，并執(zhí)行相應(yīng)程序。5第二章 電梯模型的組成及工作原理 系統(tǒng)組成本文設(shè)計的五層電梯模型系統(tǒng)組成如圖 21 所示。設(shè)計一套結(jié)4構(gòu)簡單、形象直觀、功能齊全、性價比高的電梯模型可以較好地滿足教學(xué)和科研的需要。現(xiàn)在的群控算法已不是單一地依賴“ 乘客候梯時間最短 ”為目標(biāo)了，而是采用模糊規(guī)則、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)的方法，將候梯時間、舒適度等因素（專家知識）綜合考慮并吸收到群控系統(tǒng)中去 [3]。與4~5?3?VVVF 控制相比，用的部件少，減少了連續(xù)的能量損耗。它具有下述特點。1980 年以后，代替電磁繼電器元件2的是計算機、功率電子學(xué)和各種傳感技術(shù)元件。該升降機已初步具有現(xiàn)代電梯的基本傳動構(gòu)造，成為現(xiàn)代電梯的鼻祖。古利普斯文獻(xiàn)記載，在公元前 2600 年左右，古代的埃及人使用絞車搬運石料建造金字塔。在此之前，電梯經(jīng)歷了初期的絞車階段和升降機階段。這個時期的升降機以液壓或氣壓為動力，安全性和可靠性還無保障。杰尼開始采用鋼架結(jié)構(gòu)，從此人類開始建造高層建筑物了。電梯控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了手柄開關(guān)控制、安鈕控制、微驅(qū)動平層控制、集選控制、交流雙速控制、直流變壓調(diào)速控制、交流調(diào)速控制和計算機控制諸階段。①可控硅供電的直流高速電梯此種梯形的發(fā)展趨勢如下：1）電動機—發(fā)電機組供電 可控硅供電 可控硅供電與變磁場系統(tǒng)；2）直流有齒輪傳動 直流無齒輪傳動。因此，VVVF 供電方式強于可控硅供電方式，是電梯界的新潮流。⑦電梯的智能化電梯一旦應(yīng)用智能控制技術(shù)，就發(fā)展到了現(xiàn)代電梯階段。研制一個五層樓電梯模型可以讓學(xué)生熟悉PLC的應(yīng)用，在高等工科學(xué)校實驗中的廣泛應(yīng)用具有重要意義。第三章基于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和功能描述，從電梯模型實驗系統(tǒng)的要求對電路設(shè)計及工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，并對所選用器件作相應(yīng)的介紹。采用簡單的按鍵和門電路就可搭建成滿足要求的電路，并且信號生成快、輸送穩(wěn)定。是整個電梯模型實驗系統(tǒng)運動重要組成部分1. 主電路轎廂控制的主電路采用 H 橋雙極性 PWM 控制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)占空比來實現(xiàn)對直流電動機的調(diào)速和正/反轉(zhuǎn)向的控制。1. 門控驅(qū)動電路門控驅(qū)動電路主要受控制電路控制，用來驅(qū)動步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動。例如，轎廂在一樓，這時，三樓有按鍵被按下，隨即產(chǎn)生三樓按鍵的信號代碼。按鍵分內(nèi)呼按鍵和外呼按鍵兩部分。當(dāng)有輸入信號時，相應(yīng)的端口變?yōu)榈碗娖剑?4LS148 輸出相應(yīng)代碼。這一信號被送入 74LS148，并產(chǎn)生相應(yīng)代碼。顯示信號來自檢測電路中的 74LS32 輸出信號。 為工作電源， 為接1D81Q8CVGND地端。當(dāng)要求輸出 0～15 時，消隱輸入（ ）應(yīng)為高電平或開路，對于輸出 0 時I還要求脈沖消隱輸入（ ）為高電平或開路。電機轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系為：14 （3d0eUIRn=C?1）考慮到 PWM 控制具有電路簡單、低速性能好、穩(wěn)速精度高等優(yōu)點。它們b14U?2VT3 b23b1U??的波形如圖 39 所示。