【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用處 就 是 “故障預(yù)測(cè) ”， 即當(dāng)電梯將要出現(xiàn)故障 卻 還沒(méi)有出現(xiàn)故障 的 時(shí) 侯 ， 安全監(jiān)測(cè) 體系 已經(jīng) 能夠 通過(guò) 參考比較 模型的方法，預(yù)測(cè) 出 將要發(fā)生的 錯(cuò)誤 ，并 且經(jīng)由 安全監(jiān)測(cè) 體 系 報(bào)告給 后臺(tái) “ 某些地方 將 會(huì) 出現(xiàn) 甚么 故障” ， 電梯 9 安全監(jiān)測(cè) 體系 的 這 些 功能在一些 較為 先進(jìn) 的 國(guó)家中 早 己 涌 現(xiàn) 。 (如OTIS 公司的 體系 )： 該 公司研 究開(kāi) 發(fā) 出 的電梯監(jiān) 測(cè) 體系 ， 擁 有分 層次 報(bào)警的能 力 ， 針對(duì)不 一樣 層次 的 故障 分別選用 不一樣 的處理 方式 。 該 體系 為 更 便 利 的使用，還在 后臺(tái) 監(jiān) 測(cè) 的某些 位置 上 如 消防站 ， 候梯廳 等 分別 裝備 了顯示 的 屏幕 。 要 達(dá)到 一個(gè) 相對(duì) 先進(jìn) 的電梯 監(jiān)測(cè) 體系 ， 其 監(jiān)測(cè) 體系 應(yīng) 當(dāng)和 信號(hào) 體系 與 拖動(dòng) 體系 組 成一個(gè) 總 體， 監(jiān)測(cè) 體系 可以根據(jù)電梯運(yùn)行 過(guò)程中 加速度 的 大小 ， 載重 等 很多 采樣 部分 收到 的 數(shù)據(jù)來(lái)對(duì) 電梯 的運(yùn)行 情況 進(jìn)行整體 的 分析。還有一些大公司 已經(jīng) 研究 開(kāi)發(fā)出一套 獨(dú)立 電梯遠(yuǎn)程監(jiān) 測(cè)體系 ，并且 使用 了 能夠 隨時(shí) 觀(guān)察 轎廂內(nèi)部情況 的 功能 。 德國(guó) ThyssenKrupp 的 電梯遠(yuǎn)程監(jiān) 測(cè) 體系 是 該 電梯的特 點(diǎn) ， 遠(yuǎn)程 10 監(jiān)控中心 可以 對(duì)電梯的運(yùn)行 狀況 進(jìn)行遠(yuǎn)程 的 操 縱 ， 然而 該功能 因?yàn)?后臺(tái) 遠(yuǎn)離 運(yùn)轉(zhuǎn)中的電梯 ， 將 會(huì) 給 電梯的安全 運(yùn) 轉(zhuǎn) 造成 很大 危害 。 日立 公司的 電梯 安全監(jiān)測(cè) 體系 最大的特 色 是 數(shù)據(jù)更新速度 非常快 ， 能夠連續(xù) 的對(duì)電梯的運(yùn) 轉(zhuǎn) 狀況 采取 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè) ，當(dāng)電梯 運(yùn)行 出現(xiàn) 錯(cuò)誤 的時(shí)候 ， 置于 電梯內(nèi)的 信號(hào)收集 體系 會(huì) 馬上 向 后臺(tái)監(jiān)測(cè) 報(bào)警 ， 屏幕會(huì) 出現(xiàn) 電梯發(fā)生 了什么 故障， 并立即 向工作人員 發(fā)出 消息 ， 顯示 故障坐標(biāo) ， 使 工作人員 能夠盡可能快的解決問(wèn)題。 11 第二章 論文研究 設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容 總體 設(shè)計(jì) 架構(gòu) 主要內(nèi)容如下 研究開(kāi)發(fā)出 前端機(jī)是電梯監(jiān)測(cè) 體系 功能得以 達(dá)到目的 的 關(guān)鍵 ，它的 目 的 是 收集 電梯 運(yùn)行 體系 的數(shù)據(jù) ， 并發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行分析 ， 最后 完成與 后臺(tái) 進(jìn)行通 信 的 工作 。 然而 當(dāng) 電梯 以 平 常 狀態(tài) 運(yùn) 轉(zhuǎn)的 時(shí) 侯 ，前端機(jī)收集 的信息 并 不 會(huì) 傳遞到 給 后臺(tái)監(jiān)控 ， 前端機(jī) 體系 主要是 由 重量信息采集模塊，加速度信息采集模塊 ， 電源 模塊等 組 成。具體方法如下圖構(gòu)成： 主控制芯片 SILICON公司的 8051AH系列單片機(jī)。 8051AH 系列單片機(jī)是 模數(shù)混合微控制器 。 經(jīng) 過(guò) 收 集 安置 在電梯 上 的重量傳感器信 息通過(guò)濾波，放大 ， A/D 轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)， 用來(lái) 即 時(shí)監(jiān) shi 電梯內(nèi)的載 C8051F120 單片機(jī) 電源開(kāi)關(guān)模塊 加速度信息采集模塊 重量信息采集模塊 接口電路模塊 蜂鳴器報(bào)警模塊 電話(huà)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊 12 V1 V2 荷， 分析 判斷是否超 重 ， 假如 超 重 則蜂鳴器 會(huì)發(fā)出信號(hào) 。 8051AH 還要 處理 加速度信息采集 模塊采集到的信息判斷出是否超速如果超速則將信號(hào)通過(guò)電話(huà)網(wǎng) 傳遞到后臺(tái)。 電源模塊的設(shè)計(jì) 電源是 體系 能否 高效 正常 的 運(yùn)行的前提， 電源模塊 更 是本次論文研究開(kāi)發(fā) 的重要模塊之一 ， 電源模塊的設(shè)計(jì) 首先必須 要考慮到 電源電壓是否符合要求， 是否能夠有效的消除各種 各樣的 干擾 ， 并且 負(fù)載特性的要求以及 功率容量是否能夠滿(mǎn)足等問(wèn)題 。 通過(guò)對(duì) 體系 每 個(gè) 部分 的分析 ， 必須要有三 種 電源 電壓。 分別是 ,5V,12V. 因?yàn)橐?電源模塊 是要設(shè)計(jì) 出 一個(gè) ,5V,12V 的 直流 供電 電源 ， 這里沒(méi)有直接的 ,5V,12V 直流供電 電壓 ，日常生活中只提供220V 的電壓 ， 交流 220V，大大超過(guò)了本系統(tǒng) 研究需要 的電壓，因此，變壓器 使 220V 電壓 下 降 以后再 進(jìn)一步處理。 變壓器部分設(shè)計(jì) : 變 壓器是電源 設(shè)計(jì) 電路 的 起 點(diǎn)， 把 220V 的 交流 電轉(zhuǎn)化成 需要的 低 壓 ， 接著 就 能夠?qū)嵤?下一階段 的 處理。 V1 是 變壓器的高壓側(cè) ； V2是 變壓器的低壓側(cè) ； 13 單 相 橋式整流電路 的 設(shè)計(jì) 由于 要求輸入 的是直流電源， 而電網(wǎng)電壓提供的是交流電，而 單相橋式整流電路是將交流電壓轉(zhuǎn)換為 整流 電壓 的 電路 。 它有 四只二極管組成 ， 其 在 v2 的正半個(gè)周期電路的 運(yùn)行 原理 ， 電流從上 沿 開(kāi)始 流 入 ， 通過(guò)D1，接著 由 D4流回 ， 因而 D1 到 D4是 導(dǎo)通 的 ，而 D2 到 D3是 截止 的 ， 造成了 上 邊是 正下 邊是負(fù)的電 路 ， 在 v2 的負(fù)半 個(gè) 周 恰恰 相反 ， 電流從下端流 入 經(jīng)過(guò) D2， 再由 D3流回 ， 造成 了 D1 到 D4 是 截止 的 ， D2到D3 是 導(dǎo)通 的 。 整流電路 使 用四個(gè)二極管 的 接連 導(dǎo)通得到一個(gè)單 調(diào) 方向的電 路 ， 如圖所示 ： 濾波電路設(shè)計(jì) 此 濾波電路的 構(gòu)成 是 由 電解電容 與 二極管 相互 并聯(lián) 組成的電路 ， 工作原理 就是 當(dāng) 電容兩端電壓 加大時(shí)導(dǎo)致 電容充電 ， 電壓 下 降 時(shí) 導(dǎo)致 電容放電 ， 電壓 下 降的坡度變平緩 ， 因此 起到濾波的作用 。 選用電解電容的原 因 是 電解電容的電容量 很 大 ， 價(jià)格具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì) 。 電解電容并二極管防止了電壓反相 ， 如圖所示 ： 14 三端穩(wěn)壓器 MC7805， MC7812， LM317: MC78M05CT 的用處是穩(wěn)定 電壓在 5V,如圖所示 : 輸入的電壓要求直流輸入應(yīng) 在 LM317 15 5V 穩(wěn)壓電源 12V 穩(wěn)壓電源 16 可調(diào)電源電壓 至 37V 重量信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì) 重量信 息 采集模塊設(shè)計(jì)分為 3 個(gè) 步驟 :首先 為數(shù)據(jù) 收 集部分，由傳感器把 重力信息 轉(zhuǎn)化為 mv 級(jí) 的變化電壓；第二步為信 息 放大，是由 兩級(jí) 放大處理器構(gòu)成一級(jí)是粗 調(diào)放大二級(jí)是微調(diào)放大； 第三步為A/D轉(zhuǎn)換部分，由 ADC0809轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào) ， 這三個(gè)步驟 將會(huì)實(shí)現(xiàn)所要求的功能。 工作原理 :首先是用壓力傳感器將 收集到的物體的重量 信息 轉(zhuǎn)化 為 電壓信號(hào) ， 但是 因?yàn)?輸出的電壓信號(hào)很小，需要經(jīng)過(guò)信息 處理電路對(duì)其 實(shí)行 線(xiàn)性放大 ， 通過(guò) A/D放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，獲得的信息發(fā)送給單片機(jī)主控電路。在現(xiàn)實(shí)中，提高數(shù)據(jù)采集精度和盡可能減少其它的干擾，必須在傳感器和A/D 芯片之間的電路調(diào)整信號(hào) 模塊設(shè)計(jì) 總體方案 乘客站在電梯內(nèi)，在 壓 力的作用下會(huì)使 傳感器上 安裝 的彈性體 產(chǎn)生 形 變，于是彈性體的應(yīng)變梁上的應(yīng)變電阻片及橋路將失去平衡，輸 17 出與重量成正比的電信號(hào)，再經(jīng)線(xiàn)性放大器 把 信 息 放大，接著經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器 把 模擬 量 轉(zhuǎn)化為數(shù)字 量 ， 接著 經(jīng)過(guò) 主控芯片 處理，驅(qū)動(dòng)報(bào)警器，從而實(shí)現(xiàn)超載報(bào)警。 設(shè)計(jì)流程圖 : 元器件選擇 傳感器的選擇：測(cè)量壓力 有各種各樣 的傳感器， 很多傳感器都可以做到 . 雖然壓電壓力傳感器也可用于過(guò)載報(bào)警，但壓電傳感器在高放大，價(jià)格高，絕緣要求高，不易實(shí)現(xiàn)。 因此使用電阻式更容易實(shí)現(xiàn)。 電阻式傳感器 的 運(yùn)行 原理是 由于 電阻應(yīng)變效應(yīng)， 也就是說(shuō)電阻片在因?yàn)閴毫Φ淖饔孟码娮杵瑫?huì)發(fā)生變形 ，同時(shí)由于這個(gè)原因電阻也會(huì)發(fā)生變化 。電阻應(yīng)變效應(yīng)的理論公式如下 : 壓力 傳感器 信號(hào) 放大電路A/D 轉(zhuǎn)換器 單片機(jī) 報(bào)警器 18 在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中 ， 把 電阻片 附著 在 軟物體 或 者 需要測(cè)試物體 的 外表 ， 當(dāng) 其受到 壓力發(fā)生形變的時(shí)候 ， 附著 在 它 上 面 的 電阻 片也 會(huì)因此產(chǎn)生 同樣的物理 形 變 ， 導(dǎo)致電阻式 應(yīng)變片 產(chǎn)生同樣的變化 。 在這個(gè)時(shí)候， 它 們 把 應(yīng)變力學(xué)量 化成 電阻 的 變化量 。 應(yīng)變片式傳感器 有很多好處 ： 在很多場(chǎng)合 都應(yīng)用得到，也能夠測(cè)量 很多的東西，在測(cè)量物體的時(shí)候 分辨力與 精確度非常高 ， 構(gòu)造輕便且簡(jiǎn)單，能夠適應(yīng)較為 繁雜的工作場(chǎng)地 ， 特別是能夠 在 超強(qiáng)的壓力與溫度以及 較強(qiáng)