【正文】 成。電路中還設置了兩組上拉電阻，其作用在于在沒有輸入信號時，使74LS148 輸入端維持在高電平。從而實現(xiàn)了 PLC 對電梯模型實驗系統(tǒng)的控制。它包含雙極性 PWM 直流調速控制電路，可實現(xiàn)電機的調速與轉向控制。第二章根據(jù)實驗系統(tǒng)的應用要求，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）進行了分析和構思。⑥無機房電梯是近年來興起的一項電梯新技術，有曳引驅動、液壓驅動、螺母螺桿驅動、齒輪齒條驅動、皮帶驅動、直線電動機驅動等方式。高性能的電梯技術主要有：可控硅供電的直流高速電梯、交流調速電梯、VVVF 控制的交流高速電梯、電腦控制電梯。L名符其實的電梯，于 1889 年出現(xiàn)。奧梯斯（Otis）本人和奧梯斯公司的工作?？刂剖侄蔚淖兓瘎t經歷了從用模擬量作控制量，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]。3④微機控制電梯三菱公司的 SP－VF 系統(tǒng)，用在多微機控制上。 本文主要工作本文著眼于 PLC 控制實驗的需要，基于模塊化的設計思想，設計一套經濟實用、功能完備、配備靈活的具有典型對象特性的電梯模型實驗系統(tǒng)，所做工作具有重要意義。3. 顯示電路 顯示電路主要用于對轎廂所在樓層位置的顯示，其通過對檢測電路輸出信號的譯碼，并將其轉換為半導體數(shù)碼管的驅動信號，達到對轎廂實時位置的顯示。 當電梯模型上有按鍵被按下時，呼叫系統(tǒng)隨即產生相應信號傳送給 PLC，經 PLC 的 I/O 口送到 CPU 中處理，CPU 處理后產生相應指令，執(zhí)行相應程序。各鍵按下時的代碼如表 所示。檢測各樓層所用的代碼如表 所示。當它為高電平時，1～ 呈高阻態(tài)，既不驅動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內部的邏輯操作不受影響 [5]。它允許通過的最大電流為 50 ，最大允許電壓為A60V。ns A b1U b4U VT1 VT1 4 4 ont T t b2U b3U t ABU S+U t SU 16圖 310 IR2110 引腳排列IR2110的引腳排列如圖310所示，功能如下：引腳1： ，低端通道輸出；LO引腳2： ，公共端；CM引腳3： ，低端固定電源電壓；V引腳5： ，高端浮置電源偏移電壓；S引腳6： ，高端浮置電源絕對電壓；B引腳7： ，高端輸出；HO引腳9： ，邏輯電路電源電壓；D引腳13： ，邏輯電路偏移電路；SV引腳10： ，引腳11： ，引腳12： ，均是邏輯輸入；INSLIN引腳 引腳 引腳 14 均為空腳。在器件開通后，自舉電容兩端電壓比器件充分導通所需要的電壓（20 ）要高；設在V 的壓降（包括 的正向壓降）；設有1/2 的柵電VD1壓（柵極門檻電壓VTH 通常3～5 ）因泄漏電流引起電壓降。電動機正反轉信號由80C196KC的 。REFA/D（5） 轉換器的參考地，通常應與 相同。.1（7） 準備就緒信號（輸出） 。2. 控制電路工作原理231） 工作原理當PLC的控制信號下達到80C196KC ，經80C196KC 處理后，執(zhí)行相應程序， 信號。設定計時器T1每隔1ms產生一次中斷，以此為一個時間片段。本設計選用SGS公司生產的L298芯片構成的步進電機驅動器電路。SV引腳5： ，控制全橋驅動器 工作狀態(tài)。當電流小于 2 給定電流時候，反饋電阻上的電壓隨電機繞組相電流的增大而增大，在沒有達到2 之前，不發(fā)生斬波 [16]。當時鐘f KΩf=振蕩器脈沖使觸發(fā)器置1，電機繞組想電流上升，采樣電阻的 電壓上升到基S準電壓 時，比較器翻轉，使觸發(fā)器復位，功率晶體管關斷，電流下降，等REFV待下一個振蕩脈沖的到來。引腳4： ，電機 相驅動電源信號。 。因為確定斬波頻率的線路為一個RC組合電路。ABCD引腳12： ，5 供電輸入。這兩種信號稱為“抑制信號”，作用是抑制驅動級 A、B （INH1 ）和C、D （INH2）的相位，從而影響電機的轉速。脈沖分配器內部是一個3bit可逆計數(shù)器，加上一些組合邏輯，產生每周期8步格雷碼時序信號，這也就是半步工作方式的時序信號。 2. 工作原理29圖 324 門控驅動電路原理圖門控驅動電路原理圖如圖324所示，本設計中采用L298的A橋驅動器來做步進電機的驅動橋。每個橋有一個電源引腳 [15]。圖 319 看門狗保護電路MAX704 是低成本微處理器監(jiān)控芯片，它的主要作用有：、掉電或不穩(wěn)定時產生一個低電平復位信號輸出；2. 為 存儲器，COMS或其它功率邏輯電路提供后備電源；3. 電壓測量器。γ＝0時， ＝－ ，電機反向全速運行；T時， 為負，電機反轉；.5OU＝， ＝0，電機轉速為零；γ時， 為正，電機正轉；＝1時， ＝ ；電機正向全速運行；OU需要說明的是，在 ＝，雖然電機停止旋轉，但電樞上的電壓瞬時值γ并不為零。（2）HSO 六個引腳均為高速輸出部件的輸出端，其編號分別為、 、 、,其中 和 與 HSI部件共用。這樣，對一個 16 位寬度存儲器的寫操作按如下方式：＝0， ＝1 選擇低字節(jié)ABE＝1， ＝0 選擇高字節(jié)H＝0， ＝0 選擇一個字其中 為地址總線的最低位。提供突然間紊亂或從硬件故障中自動恢復的能力。當電路中的電流高于 ( )時，LM358 輸出高電平，輸入到IA80C196KC 的 TXD/ 端口，啟動保護程序。當 為低電平時， 開通， 斷開， 柵電荷經 、HINM2VSgR迅速釋放， 關斷。IR2110 驅動器是美國IR公司生產的。通過對驅動電梯模型的電動機的轉速和轉向的控制來滿足轎廂按要求運行的目的。之后，輸出端持續(xù)向外輸出新的鎖存信號，如此循環(huán)。 圖32 紅外反射式開關內部結構 圖33 紅外開關產品實物圖如圖 34，每一層各安有上下兩個紅外反射光電開關（以下簡稱紅外開關） ，它們能確保電梯在到達某一樓層后，準確的向 PLC 輸送這一樓層的信號。8第三章 電梯模型的電氣系統(tǒng)硬件設計 信號綜合及顯示電路 呼叫電路圖 31 呼叫電路原理圖呼叫電路是信號綜合電路的重要組成部分，主要用于實現(xiàn)電梯內、外呼梯信號的生成。7 門控電路門控電路主要實現(xiàn)電梯轎廂門和廳門的開啟/關閉功能。 信號綜合及顯示電路1. 呼叫電路本文設計的呼叫系統(tǒng)主要用于電梯外部樓層呼叫信號和轎廂內部樓層呼叫電 梯 模 型 實 驗系 統(tǒng)信 號 綜 合 及 顯示 系 統(tǒng) 轎 廂 控 制 系 統(tǒng) 門 控 系 統(tǒng)呼叫電路 檢測電路 顯示電路 主電路 驅動電路 保護電路 門控驅動電路 門控控制電路控制電路6信號、門控制信號及消防維修信號的產生和傳遞。電梯自動控制系統(tǒng)是樓宇自動控制、工業(yè)過程控制的典型實例，也是PLC、電氣控制等課程實踐教學的理想研究對象。3）電梯機房的負荷減輕。 （5）現(xiàn)代電梯階段。使用人力的絞車被以蒸汽為動力的、具有簡單機械裝置的升降機代替了。這個時期，由于蒸氣機的發(fā)明，人類進入了以發(fā)動機代替繁重體力勞動的新時期。這一階段一直持續(xù)到 20 世紀 70 年代中期。2）建筑物電源設備的容量降低。 課題來源及意義電梯作為現(xiàn)代生產、生活重要的運輸和交通工具，是比較復雜的機、電結合成一體的大型工業(yè)產品，既有完善的機械專用構造，又有復雜的電氣控制部分。信號綜合及顯示電路分呼叫電路、檢測電路和顯示電路三部分；轎箱控制系統(tǒng)包括主電路、驅動電路、控制電路和保護電路四部分；門控系統(tǒng)分為門控驅動電路和門控控制電路兩部分。它們是維護電路安全，防止元器件損壞的必要措施。當轎廂到達三層時，位置檢測開關產生轎廂在三樓的位置信號，將其輸送給PLC,PLC 馬上給 80C196KC 下達停止命令，80C196KC 停止向電機驅動電路輸送 PWM 波，則電機停轉。當轎廂不經過開關時，紅外光未被反射回接收管，光敏三極管接收到的紅外光不能使光敏三極管導通，外 呼 內呼及維護名稱 代碼 功能 名稱 代碼 功能Y0 0000 五層向下 Y8 1000 呼叫一層Y1 0001 四層向上 Y9 1001 呼叫二層Y2 0010 四層向下 Y10 1010 呼叫三層Y3 0011 三層向上 Y11 1011 呼叫四層Y4 0100 三層向下 Y12 1100 呼叫五層Y5 0101 二層向上 Y13 1101 呼叫開門Y6 0110 二層向下 Y14 1110 呼叫關門Y7 0111 一層向上 電子鎖 1111 消防維護10光電開關輸出高電平；反之，當轎廂經過開關時，紅外發(fā)射管發(fā)射的光經其反射后，被接收管接受，光電開關輸出低電平。其主要功能為將輸入信號鎖存，并持續(xù)向外輸出被鎖存的信號，直到有新的信號到來將原有信號沖刷掉。表 4 線—七線譯碼/ 驅動器功能表輸 入 輸 出數(shù)字 A3 A2 A1 A0LTRBIBIROYa Yb Yc Yd Ye Yf Yg1 H X L L L H H L H H L L L L2 H X L L H L H H H L H H L H3 H X L L H H H H H H H L L H4 H X L H L L H L H H L L H H5 H X L H L H H H L H H L H H 轎箱控制系統(tǒng) 主電路及保護電路設計 轎廂控制系統(tǒng)實質上是一個調速系統(tǒng)。1t圖 38 雙極式 H 型電路原理圖 15圖 39 MOSFET 驅動電壓的波形 驅動電路設計1. IR2110由于用 IR2110 構成功率驅動電路時具有結構簡單、驅動能力強、響應速度快、成本低、體積小，功耗低的優(yōu)點，本設計的驅動電路中采用 IR2110 作為主電路的功率驅動模塊。此時 可1CM1VgR1Sgc1Cgc1C1V等效為一個電壓源。該電路采用一片 LM358 運算放大器、一只型號為 2CW3720A[10]的穩(wěn)壓二級管( )、一個 10 電阻、一個 1 電阻和 5 的穩(wěn)壓電源構成同V?KΩV向比較器。在 16MHz 時鐘下，檢測和產生脈沖的分辨率可達 ，即可由 HIS 檢測 570KHz 的輸入脈沖，也可由 HSO?產生 570KHz 的脈沖；（6）具有選擇 10 位/8 位轉換的特點，還可控制 A/D 轉換的時間；（7）具有全雙工串行口；（8）外圍事務服務器，以很小的 CPU 開銷為 I/O 功能部件服務；（9）監(jiān)視定時器。在訪問一個 16 位寬的存儲器時，需選擇 功能，BHE即當 ＝0 時，選擇連接至數(shù)據(jù)總線高位字節(jié)的存儲器。第三部分：I/O 信號線，即 I/O 功能部件的輸入或輸出線，共 48 個引腳，它們是：（1）HSI 四個引腳均為高速輸入部件的輸入端，其編號為、 、 、 ，其中的 和 引腳與 HSO 部件共用。連續(xù)改OUVγρ變 ，即可實現(xiàn)電機正/反向的無極調速。電路原理圖如圖 319 所示[13]。L298下橋臂NPN 晶體管的發(fā)射極引出外引腳，用來連接電流檢測電阻。OUT引腳14： ，全橋驅動器 的輸出端。它產生三種相序，對應三種不同的工作方式，即半步方式（HALFSTEP ）；基本步距（FULLSTEP,整步）一相激勵方式；基本步距兩相激勵方式。圖 326 四相八拍、半步方式或稱半階段 圖 327 雙四拍、整步方式或稱全階段圖 328 單四拍、整步方式而在采用兩相連接全階段模式時，就沒有INH1和INH2信號產生。當其為低電平時，斬波信號OTR作用于禁止信號，而當它是高電平時，斬波信號作用于 、 、 、 信號。 斬波器的斬波頻率為 （?8）斬波頻率的取值一般大于10 ，如果斬波器的斬波頻率過高，就會增加KHz開關損耗，使發(fā)熱嚴重，效率降低，可靠性也下降；如果斬波頻率過低，則會引起電機運行中振動加劇，運行特性也會變壞。f=引腳17： ，正/反轉方向信號輸入端。A引腳5： ，抑制1腳，抑制驅動級 、 。這樣，觸發(fā)器輸出的是恒頻PWM信號，調制L297的輸出信號，繞組相電流峰值由 整定。電阻上的電壓為 （3SV=IR7）由于 ，由式（1）知， 。IN1引腳7： ，控制全橋驅動器 工作狀態(tài)。1．L298 介紹L298的外型如圖321 所示， L298是一種專用的步進電機驅動集成芯片，內部為雙H橋結構，可接受標準 TTL邏輯電平信號，H橋可承受46V電源電壓， ，可驅