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摘 要：随着我国社会经济的快速发展与进步，高层建筑的规模与数量不断增加，而电梯作为其重要的运输工具与交通工具，也随之增多。电梯门机系统作为电梯系统中非常重要的组成部分，对其进行深入的研究分析有着非常重要的意义。鉴于此，本文结合理论与实践，首先对基于DSP的电梯门机控制系统的总体框图进行分析，然后结合工作经验，对电梯门机控制系统中的硬件系统以及软件系统进行研究分析。以期能够为电梯门机控制系统的进一步研究分析提供一点积极的参考作用。
关键词：DSP；电梯门机；控制系统；硬件设计；软件设计
随着高层建筑的不断增多，电梯的普及率也不断提升，电梯门机作为电梯系统中不可或缺的重要部分，在电梯系统中发挥着至关重要的作用。同时，电梯门机系统作为电梯系统中动作最频繁的一个部分，不仅要求其具备良好的动态性能，而且要求其运行要保持平稳，所以对电梯门机系统的要求越来越高。目前，国内外基于DSP的电梯门机控制系统的研究成果非常之多，鉴于此，本文结合工作经验，对基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统中的硬件设计与软件设计进行分析。
1.基于DSP的电梯门机控制系统总体结构
如上图1所示，这是典型的转速闭环调速系统，在该系统中，通过速度PI控制与SVPW调至来实现电梯门机控制系统的运行要求。
2.电梯门机控制系统硬件设计分析
2.1硬件系统的总体结构
电梯门机控制系统主要分为三个部分，分别是电源电路、功率总回路以及控制电路。
开关电源选择的是TOP223型器件，通过产生多路电源输出而为整个门机控制系统供电。而其中，功率回路中的三相逆变器选择IRAMS10UP60B。这一器件主要是将大功率电子开关器件以及控制电路器件集成一个新型的模块，这一模块可以被称为智能控制功率模块。这一器件可以实现隔离、过压、过温、能耗制动、过流保护、故障诊断等多种功能。本硬件系统中控制电路选择16位DSP芯片TMS320LF2407A作为该硬件系统中的核心控制器，并且扩展E2PROM作为数据存储。在控制电路中，外围的控制电路有输入输出电路、人机交互电路、速度信号检测电路等。
2.2电源电路设计
电源电路设计主要包括两个部分，分别是开关电源电路设计和稳压电源电路设计。
1.开关电源电路
整个电路系统需要多路电源供电，因此以TOP223为核心器件，还需要设计多路输出开关电源【1】。在当前的电梯门机控制系统中，大都通过高频变压器实现电网和输出端的隔离，有较高的安全性能。
2.稳压电源电路
如图2，在控制电路中，DSP芯片只需要3.3V、5V直流电压供电。
2.3功率主回路设计
在电梯门机控制系统的硬件系统中，功率主回路设计采用的是三相全桥控制方式，其中，主回路的功率模块采用的是IRMS1OUP60B，这一器件将栅极驱动电路、三相逆变器功率平台以及其他辅助电路集成在一个绝缘型封装内，内置过温保护、过流保护、欠压锁定、温度监视等多种功能，大大了硬件系统的安全可靠性。除此之外，IRMS1OUP60B内部集成了自举二极管，实现了单极性电源供电，从而简化了硬件系统的电路设计【2】。
2.4主控制电路设计
1.主控模块分析
根据永磁同步电梯门机控制系统的需求，本文选择以TMS320LF2407A作为硬件系统中的主控模块。因为，该种DSP芯片不仅成本低，而且低功耗，整体性能较好。此外，采用了CMOS技术，可以实现对控制器的实时控制。在内部，集成控制器局域网模块，有效地保证了程序的安全运行。
2.位置、速度信号检测电路
在主控制电路中，采用光电编码器信号检测电路，可以获得较好的速度反馈，实现电机的速度调节，从而实现转速闭环。换句话说，在电梯门机的运行过程中，对电梯门机的运行方向以及相对位置进行实时的控制与检测时十分重要的，而通过光电编码器可以实现这些要求【3】。
3.人機交互电路
人机交互电路主要包括LED显示电路和串行通讯接口电路。在本系统中，采用ATmega8作为协处理器完成人机交互功能，大大减轻了主控制器的运算负担，对提高整个系统的运算效率有积极的作用。
3.电梯门机控制系统软件设计分析
3.1运行曲线设计
根据电梯运行效率要求，电梯门机必须具备开门、关门迅速的特点。如图3，上曲线和下曲线分别是门机开门过程以及关门过程的运行曲线。以关门过程为例，其运行过程的变化曲线为：低速启动运行（Cl-C2）→加速至全速运行（C2一C3一C4）→减速运行（C4-C5）→门刀动作（C6）→小转矩推进运行（C7）【4】。
3.2调速程序设计
调速程序是门机系统中必不可少的部分，其中速度调节器的主要作用是对给定速度以及反馈速度之差按一定的规律进行运算，然后通过运算结果控制与调节电机的速度。所以，在系统设计过程中，速度调节器的设计的质量对系统的运行有重要影响。通常，选择PI调节器，实现门机速度的调节控制。
结束语
本文主要在前人的研究基础上，结合自身的工作经验，对基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统的总体设计框图进行了分析，然后对构成门机控制系统的硬件系统以及软件系统进行了系统性地梳理。总地来说，随着社会经济的发展与各项科学技术的进步，我国电梯门机控制系统也会得到不断地优化。由于篇幅问题，本文还有许多不足之处，后期将进行不断改进与完善。
参考文献：
[1]罗彬.基于DSP的电梯门机控制系统的研制[D].广东工业大学，2008.07（15）：66-67.
[2]钱程.基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统的设计[D].大连理工大学，2008.09（13）：45.
[3]王国涛.电梯门机控制系统设计与实现研究[D].上海交通大学，2012. 05（15）：121.
[4]郎东革，姜润峰.DSP控制的自适应电梯门机系统[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2010，03（21）：279-281.
关键词：DSP；电梯门机；控制系统；硬件设计；软件设计
随着高层建筑的不断增多，电梯的普及率也不断提升，电梯门机作为电梯系统中不可或缺的重要部分，在电梯系统中发挥着至关重要的作用。同时，电梯门机系统作为电梯系统中动作最频繁的一个部分，不仅要求其具备良好的动态性能，而且要求其运行要保持平稳，所以对电梯门机系统的要求越来越高。目前，国内外基于DSP的电梯门机控制系统的研究成果非常之多，鉴于此，本文结合工作经验，对基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统中的硬件设计与软件设计进行分析。
1.基于DSP的电梯门机控制系统总体结构
如上图1所示，这是典型的转速闭环调速系统，在该系统中，通过速度PI控制与SVPW调至来实现电梯门机控制系统的运行要求。
2.电梯门机控制系统硬件设计分析
2.1硬件系统的总体结构
电梯门机控制系统主要分为三个部分，分别是电源电路、功率总回路以及控制电路。
开关电源选择的是TOP223型器件，通过产生多路电源输出而为整个门机控制系统供电。而其中，功率回路中的三相逆变器选择IRAMS10UP60B。这一器件主要是将大功率电子开关器件以及控制电路器件集成一个新型的模块，这一模块可以被称为智能控制功率模块。这一器件可以实现隔离、过压、过温、能耗制动、过流保护、故障诊断等多种功能。本硬件系统中控制电路选择16位DSP芯片TMS320LF2407A作为该硬件系统中的核心控制器，并且扩展E2PROM作为数据存储。在控制电路中，外围的控制电路有输入输出电路、人机交互电路、速度信号检测电路等。
2.2电源电路设计
电源电路设计主要包括两个部分，分别是开关电源电路设计和稳压电源电路设计。
1.开关电源电路
整个电路系统需要多路电源供电，因此以TOP223为核心器件，还需要设计多路输出开关电源【1】。在当前的电梯门机控制系统中，大都通过高频变压器实现电网和输出端的隔离，有较高的安全性能。
2.稳压电源电路
如图2，在控制电路中，DSP芯片只需要3.3V、5V直流电压供电。
2.3功率主回路设计
在电梯门机控制系统的硬件系统中，功率主回路设计采用的是三相全桥控制方式，其中，主回路的功率模块采用的是IRMS1OUP60B，这一器件将栅极驱动电路、三相逆变器功率平台以及其他辅助电路集成在一个绝缘型封装内，内置过温保护、过流保护、欠压锁定、温度监视等多种功能，大大了硬件系统的安全可靠性。除此之外，IRMS1OUP60B内部集成了自举二极管，实现了单极性电源供电，从而简化了硬件系统的电路设计【2】。
2.4主控制电路设计
1.主控模块分析
根据永磁同步电梯门机控制系统的需求，本文选择以TMS320LF2407A作为硬件系统中的主控模块。因为，该种DSP芯片不仅成本低，而且低功耗，整体性能较好。此外，采用了CMOS技术，可以实现对控制器的实时控制。在内部，集成控制器局域网模块，有效地保证了程序的安全运行。
2.位置、速度信号检测电路
在主控制电路中，采用光电编码器信号检测电路，可以获得较好的速度反馈，实现电机的速度调节，从而实现转速闭环。换句话说，在电梯门机的运行过程中，对电梯门机的运行方向以及相对位置进行实时的控制与检测时十分重要的，而通过光电编码器可以实现这些要求【3】。
3.人機交互电路
人机交互电路主要包括LED显示电路和串行通讯接口电路。在本系统中，采用ATmega8作为协处理器完成人机交互功能，大大减轻了主控制器的运算负担，对提高整个系统的运算效率有积极的作用。
3.电梯门机控制系统软件设计分析
3.1运行曲线设计
根据电梯运行效率要求，电梯门机必须具备开门、关门迅速的特点。如图3，上曲线和下曲线分别是门机开门过程以及关门过程的运行曲线。以关门过程为例，其运行过程的变化曲线为：低速启动运行（Cl-C2）→加速至全速运行（C2一C3一C4）→减速运行（C4-C5）→门刀动作（C6）→小转矩推进运行（C7）【4】。
3.2调速程序设计
调速程序是门机系统中必不可少的部分，其中速度调节器的主要作用是对给定速度以及反馈速度之差按一定的规律进行运算，然后通过运算结果控制与调节电机的速度。所以，在系统设计过程中，速度调节器的设计的质量对系统的运行有重要影响。通常，选择PI调节器，实现门机速度的调节控制。
结束语
本文主要在前人的研究基础上，结合自身的工作经验，对基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统的总体设计框图进行了分析，然后对构成门机控制系统的硬件系统以及软件系统进行了系统性地梳理。总地来说，随着社会经济的发展与各项科学技术的进步，我国电梯门机控制系统也会得到不断地优化。由于篇幅问题，本文还有许多不足之处，后期将进行不断改进与完善。
参考文献：
[1]罗彬.基于DSP的电梯门机控制系统的研制[D].广东工业大学，2008.07（15）：66-67.
[2]钱程.基于DSP的永磁同步电梯门机控制系统的设计[D].大连理工大学，2008.09（13）：45.
[3]王国涛.电梯门机控制系统设计与实现研究[D].上海交通大学，2012. 05（15）：121.
[4]郎东革，姜润峰.DSP控制的自适应电梯门机系统[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2010，03（21）：279-281.