【正文】 年將需要電梯在40000臺(tái)以上，5年后將達(dá)到50000臺(tái)，如此大的市場(chǎng)需求，將是電梯業(yè)再創(chuàng)輝煌的最好契機(jī)電梯模型系統(tǒng)總體構(gòu)架1電梯模型控制系統(tǒng)方案論證：電梯控制系統(tǒng)是整個(gè)電梯的核心部分。它是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)，系統(tǒng)要在首要保證乘客安全的基礎(chǔ)上，在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)幾百個(gè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和處理?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的電梯控制系統(tǒng)大多采用 PLC作為控制核心，對(duì)每層樓進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)并行控制。1個(gè)PLC 控制器定價(jià)一般需要數(shù)萬(wàn)元，價(jià)格比較昂貴。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，CPU價(jià)格不斷下降。采用合理的CPU 控制，充分利用CPU眾多的擴(kuò)展外設(shè)。將電梯系統(tǒng)作為一個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)，采用目前流行的嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)控制核心，進(jìn)一步降低了 產(chǎn)品的硬件成本以及軟件開(kāi)發(fā)成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)在各種微機(jī)測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信，也被稱(chēng)為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)，為自動(dòng)化系統(tǒng)的最終用戶帶來(lái)方便。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)各樓層與控制器之間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的并行連接方式，每個(gè)呼叫器都有一套數(shù)據(jù)線與主控器相連，當(dāng)樓層眾多時(shí)，系統(tǒng)要求有大量的數(shù)據(jù)線需要連接，使得電梯的安裝、檢修、維護(hù)比較麻煩。同時(shí)降低了通用性，增加了產(chǎn)品成本。而采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)之一的CAN總線技術(shù)，各控制器間只需要一對(duì)雙絞線通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接即可，安裝方便，同時(shí)對(duì)不同呼梯信號(hào)，采用CAN總線提供的動(dòng)態(tài)IP技術(shù)，可以方便的通信響應(yīng)。這樣使電梯控制系統(tǒng)更靈活方便，同時(shí)成本更低。 本模型設(shè)置采用廉價(jià)單片機(jī)89C52作為控制中心。 電梯總體結(jié)構(gòu)介紹經(jīng)過(guò)分析，我們把電梯模型分為三部分：?機(jī)械結(jié)構(gòu)?電路硬件?軟件編程 A J2345 B 1M廂內(nèi)按鍵廂外按鍵主控制臺(tái)模塊驅(qū)動(dòng)控制模塊串口通訊光電對(duì)管感應(yīng)步進(jìn)電機(jī) 電梯控制模型示意圖1．2．1機(jī)械結(jié)構(gòu)主體由積木構(gòu)件搭建而成，導(dǎo)軌與地基之間用拉索物理穩(wěn)固。1．2．2電路硬件根據(jù)實(shí)際需求，電路硬件由主控制臺(tái)模塊和驅(qū)動(dòng)控制模塊組成，模塊間實(shí)行雙機(jī)通訊。 軟件編程采用結(jié)構(gòu)化、模式化的C語(yǔ)言編程，根據(jù)每個(gè)模塊的特點(diǎn)編寫(xiě)兼容的程序。2 系統(tǒng)電路模塊方案 主控制臺(tái)模塊 控制面板 按鍵處理矩陣按鍵部分由12個(gè)輕觸按鍵按照3行4列排列，連接到JP50端口。將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。矩陣鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)廂外6個(gè)樓層共計(jì)12個(gè)按鍵。 一號(hào)機(jī)的6個(gè)普通按鍵對(duì)應(yīng)廂內(nèi)的6個(gè)樓層控制鍵；二號(hào)機(jī)的2個(gè)普通按鍵對(duì)應(yīng)廂內(nèi)的開(kāi)門(mén)鍵和關(guān)門(mén)鍵。 按鍵響應(yīng)顯示本設(shè)計(jì)在各按鍵旁設(shè)一個(gè)發(fā)光二極管顯示是否已按鍵，共計(jì)18個(gè)LED。對(duì)應(yīng)廂外廂內(nèi)3組鍵（每組6鍵），每組LED由一個(gè)寄存器控制其狀態(tài)。 樓層顯示本設(shè)計(jì)采用一個(gè)數(shù)碼管顯示平層響應(yīng)情況。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度；反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相： 。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案所選用的步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn)：6. 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%，且不累積。7. 步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏8090度完全正常。8. 步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。9. 步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。10. 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲１鞠到y(tǒng)采用的是SANYO DENKI的步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)為：103H546－0440。ULN2003是一個(gè)大電流驅(qū)動(dòng)器，為達(dá)林頓管陣列電路，可輸出500mA電流，同時(shí)起到電路隔離作用，各輸出端與COM間有起保護(hù)作用的反相二極管。步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)的接口電路如圖下所示： 平層檢測(cè)光電對(duì)射管平層電路是五個(gè)獨(dú)立的電路模塊，安裝于每層樓固定位置。電路中,LM567是一種廉價(jià)的音頻鎖相環(huán)集成電路，利用它可以構(gòu)造性能較好的反射式光電傳感器。如下頁(yè)圖所示，由LM567的內(nèi)部振蕩器提供方波信號(hào)，點(diǎn)亮探頭的LED，由探頭的光敏管接收反射光。經(jīng)三極管放大，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后送到LM567的內(nèi)部鑒相器2（輸出鑒相器）同步解調(diào)，然后由LM567內(nèi)部的比較器轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。并聯(lián)負(fù)反饋放大電路有著穩(wěn)定的增益和低的輸入阻抗，能消除光敏管結(jié)電容的影響，獲得良好的高頻特性。200K電位器（R6,200K adjustable） 用于調(diào)節(jié)放大器增益以調(diào)節(jié)靈敏度。在outi和outo之間的510K電阻和1000p電容用于給比較器添加50mV的滯回，消除調(diào)制頻率紋波造成的輸出抖動(dòng)。其中1000p電容的作用是補(bǔ)償C1的影響，加快輸出跳變。這個(gè)電路的缺點(diǎn)是當(dāng)多個(gè)探頭同時(shí)使用時(shí)因?yàn)轭l率接近，一旦相鄰單元的光斑出現(xiàn)部分重合就會(huì)有差拍干擾造成輸出抖動(dòng)。另外，567輸出鑒相器的參考信號(hào)是從振蕩電容端引出的，與發(fā)射和接收信號(hào)幾乎是正交的，解調(diào)效率非常低，前級(jí)需要高倍放大。 模塊間通訊方案 利用89C52單片機(jī)上的RXD串行口輸入和TXD串行口輸出實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通訊軟件編程：否否是是開(kāi)始初始化二號(hào)機(jī)就緒？掃描按鍵到達(dá)平層？發(fā)送下一停層指示到二號(hào)機(jī)是是開(kāi)始讀取歷史是否接收到一號(hào)機(jī)的指示？停至最近平層向一號(hào)機(jī)發(fā)送就緒信號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)光電對(duì)管有感應(yīng)？到達(dá)停層？開(kāi)關(guān)廂門(mén)是否否否系統(tǒng)測(cè)試及小結(jié) 本系統(tǒng)很好地完成了以下功能：（1） 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號(hào)顯示時(shí)，橋廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。4mm。要求平均每層運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)5秒，平層結(jié)束時(shí)顯示所在樓層。（2） 當(dāng)有多層呼叫時(shí)，橋廂模型將按說(shuō)明中的電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并依次在呼叫的樓層停留3～8秒。（3） 能自動(dòng)記錄、顯示橋廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號(hào)。（4） 增設(shè)模擬橋廂內(nèi)表示乘客欲到達(dá)層數(shù)的按鈕，橋廂模型將按照電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。（5） 能進(jìn)行短時(shí)或長(zhǎng)時(shí)停電操作。轎廂運(yùn)行時(shí)，將模型停電10秒附控程序清單：include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine DOWN 0define UP 1define LIFT 2define LEDON 0define LEDOFF 1define NCT P1sbit f1up=P0^2。sbit f1dn=P2^2。sbit f2up=P0^3。sbit f2dn=P2^3。sbit f3up=P0^4。sbit f3dn=P2^4。sbit f4up=P0^5。sbit f4dn=P2^5。sbit f5up=P0^6。sbit f5dn=P2^6。sbit f6up=P0^7。sbit f6dn=P2^7。sbit led_up=P2^0。sbit led_dn=P2^1。sbit RS=P3^7。uint button[2][7]。uint tempst。 uint dir。uint flag1。uint temp。uint NCTs[]={0,0,0,0,0,0,0,0xde,0x34,0x94,0xd2,0x91,0x11}。uint i,j。void initial(){ for (i=1。i=3。i++) for (j=1。j=6。j++) button[i][j]=LEDOFF。 //開(kāi)啟串口通訊 TMOD=0x20。 PCON=0x00。//含SMOD位波特率選擇位 SCON=0x50。 TH1=0xfd。 TL1=0xfd。 TR1=1。 EA=1。 ES=1。 }void operate_led(){ if (tempst0x10) { button[dir][tempst16]=LEDON。 P1=NCTs[tempst10]。 } else { button[dir][tempst]=LEDOFF。 P1=NCTs[tempst+6]。 } P1=NCTs[tempst+6]。 f1up=button[UP][1]。 f1dn=button[DOWN][1]。 f2up=button[UP][2]。 f2dn=button[DOWN][2]。 f3up=button[UP][3]。 f3dn=button[DOWN][3]。 f4up=button[UP][4]。 f4dn=button[DOWN][4]。 f5up=button[UP][5]。 f5dn=button[DOWN][5]。 f6up=button[UP][6]。 f6dn=button[DOWN][6]。 if (dir==UP) { led_up=LEDON。 led_dn=LEDOFF。 } if (dir==DOWN) { led_up=LEDOFF。 led_dn=LEDON。 } }void esint() interrupt 4{ RI=0。 temp=SBUF。 if (temp=0xf0) { flag1=temp0xf0。 } else { if (flag12) { tempst=temp。 dir=flag1。 operate_led()。 } else { led_up=LEDOFF。 led_dn=LEDOFF。 } } }//主函數(shù)void main(){ initial()。 while(1) { if (!RS) { P0=0x00。 P1=0x00。 P2=0x00。 } }}includedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine DOWN 0define UP 1define LIFT 2define STOREYS 5define PERTIME 1000/*端口設(shè)定*/sbit RS=P3^7。sbit RW=P3^6。sbit RE=P3^5。sbit DCLK=P1^7。sbit DCS=P1^6。sbit DIN=P1^5。sbit DOUT=P1^3。sbit PEN=P1^2。/********************轎廂設(shè)備************************///struct SLIFT uint button[3][7],tempst,nextst,dir。 uint timer,pcc_sense,timer_en。 //struct EXTRA DEVICE uint kf,kd。 uint XX,YY,tp_count,tp_en,tp_change。 uint key_count,key_change,key_dir,key_st,in_button。/****************************************************//********************通用函數(shù)************************///延時(shí)msvoid Delay(uint ms) { uint i,j。 for(i=ms。i0。i) for(j=110。j0。j)。 }//延時(shí)100usvoid Delay100us(){ uchar i=20。 while(i)。}include include /****************************************************//********************中斷設(shè)計(jì)************************/void init_serial_(){ EA=0。 TMOD=0x20。 PCON=0。//含SMOD位波特率選擇位