基于ARM的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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1、課程設(shè)計(jì)題目：基于ARM的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：**********專業(yè)：***班級(jí)：自動(dòng)化***班學(xué)生：***學(xué)號(hào)：**指導(dǎo)教師：***摘要伴隨建筑業(yè)的發(fā)展,電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種工作和生活中的必需設(shè)備，完全可以預(yù)想到，隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將和汽車一樣，成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。電梯控制系統(tǒng)是電梯技術(shù)的核心，它將電梯的各機(jī)械部件有機(jī)的組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了電梯復(fù)雜的功能與穩(wěn)定有效的運(yùn)行。隨著電子技術(shù)日新月異的發(fā)展，電梯控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼電器控制、可編程邏輯控制(PLC),智能微機(jī)控制的發(fā)展歷程。本文的電梯控制

2、系統(tǒng)是基于ARM技術(shù)的四層電梯控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用有齒輪拽引小電機(jī)，由于只為初級(jí)電梯模型研究，對(duì)電梯運(yùn)行速度的掌控精度要求不高，故采用繼電器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，無(wú)速度控制實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞:電梯控制系統(tǒng)、ARM。目錄第1章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)41.1拽引電機(jī)控制模塊41.1.1H橋控制41.1.2繼電器控制51.2位置開(kāi)關(guān)模塊61.2.1位移傳感器控制61.2.2槽型光電傳感器控制71.3電源模塊8第2章系統(tǒng)硬件模塊概述82.1EasyARM2103及LPC2103簡(jiǎn)介82.1.1EasyARM2103開(kāi)發(fā)板硬件結(jié)構(gòu)102.1.2EasyARM2103定時(shí)器中

3、斷控制102.2繼電器簡(jiǎn)介112.378系列穩(wěn)壓管簡(jiǎn)介11第3章系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)概述133.1輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)133.2系統(tǒng)硬件仿真設(shè)計(jì)143.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)15第4章系統(tǒng)性能測(cè)試154.1系統(tǒng)功能仿真測(cè)試164.2按鍵功能實(shí)現(xiàn)測(cè)試164.3光感位置控制實(shí)現(xiàn)測(cè)試164.4拽引電機(jī)功能測(cè)試17總結(jié)17附錄A18第1章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)本課程實(shí)踐采用EasyARM2103控制整個(gè)模型的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電梯模型的基本智能控制。其中有梯內(nèi)請(qǐng)求、梯外呼叫、電梯位置控制、顯示模塊、拽引電機(jī)模塊等幾部分組成。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理框圖，如圖1.1所示。圖1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖電梯控制

4、系統(tǒng)的核心部件是ARM板，它是整個(gè)系統(tǒng)的主控制器。主控制器采集到轎廂控制器和樓層控制器發(fā)出的外呼、內(nèi)選等呼梯請(qǐng)求后，按照程序指定的電梯控制策略，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，向門機(jī)發(fā)出相關(guān)控制指令，將電梯派往相應(yīng)樓層，實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的垂直運(yùn)動(dòng)控制。同時(shí)主控制器還要根據(jù)井道位置開(kāi)關(guān)判斷當(dāng)前電梯的位置。1.1拽引電機(jī)控制模塊1.1.1H橋控制經(jīng)過(guò)討論與思考，搜集資料以及指導(dǎo)老師的推薦，我們首先想到H橋控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。通過(guò)控制Port1和Port2的高低電平來(lái)控制輸出端的平均輸出電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。具體功能實(shí)現(xiàn)圖如圖1.2所示。　圖1.2H橋控制電機(jī)可調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)電路圖電路

5、分析：輸入與電平轉(zhuǎn)換部分?輸入信號(hào)線由Port引入，Port1腳是電機(jī)方向信號(hào)輸入端，Port2腳是PWM信號(hào)輸入端，Port3腳是地線。Port3腳對(duì)地連接了一個(gè)2kΩ的電阻。當(dāng)驅(qū)動(dòng)板與ARM板分別供電時(shí)，這個(gè)電阻可以提供信號(hào)電流的通路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)板與ARM板共用一組電源時(shí)，此電阻可防止大電流沿著連線流入ARM主板的地線造成干擾。或者說(shuō)，相當(dāng)于把驅(qū)動(dòng)板的地線與ARM板的地線隔開(kāi)，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)接地”。電容C1防止電機(jī)突然啟動(dòng)造成電壓的突降。???與非門U1A實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)與電機(jī)方向信號(hào)的調(diào)制，轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號(hào)。三極管驅(qū)動(dòng)部分???三極管和電

6、阻、二極管組成的電路驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)可調(diào)速正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。四個(gè)二極管起保護(hù)三極管的作用，防止感性元件(電機(jī))產(chǎn)生的負(fù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)三極管的沖擊。???當(dāng)74LS00輸出端為低電平時(shí)，Q2、Q4截止，Q1、Q3導(dǎo)通，輸出為高電平。當(dāng)74LS00輸出端為高電平時(shí)，Q2、Q4導(dǎo)通，Q1、Q3截止，輸出為低電平。性能指標(biāo)???電源電壓15—30v，最大持續(xù)輸出電流500mA／每個(gè)電機(jī)，短時(shí)間(10秒)可以達(dá)到700mA，PWM頻率最高可以用到30kHz(一般用1—10kHz)。1.1.2繼電器控制但是，考慮到各種因素的限制，最終采用了繼電器控制方式，所用繼電器控制

7、原理圖如圖1.3所示。圖1.3繼電器控制原理圖兩個(gè)繼電器，分別在給正電時(shí)工作，J1得電時(shí)正轉(zhuǎn)，J2得電時(shí)反轉(zhuǎn)，通過(guò)控制J1、J2的得電情況來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。注意：J1、J2不能同時(shí)得電，否則形成短路，電源模塊將被燒壞。1.2位置開(kāi)關(guān)模塊1.2.1位移傳感器控制電梯中向控制系統(tǒng)、拖動(dòng)系統(tǒng)提供載荷、換向、障礙、位置、速度等各種信號(hào)，把信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)且使電梯平衡運(yùn)行都離不開(kāi)傳感器。在目前的智能電梯控制系統(tǒng)中，采用靜磁柵位移傳感器作為電梯平層控制的調(diào)整裝置。靜磁柵位移傳感器原理：靜磁柵位移傳感器由“靜磁柵源”和“靜磁柵尺”兩部分結(jié)合使用?！办o磁柵源”使用鋁

8、合金壓封無(wú)源釹鐵硼磁柵組成磁柵編碼陣列；“靜磁柵尺”用內(nèi)藏嵌入式微處理器系統(tǒng)的特