试论单片机在电梯控制中的应用

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:binzhi0du
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  摘要:单片机具有价格低、体积小、运算速度快、功能丰富等优点,是电梯控制系统选中比较理想的控制系统,电梯的控制主要包括选层、启动、换速、平层、停车等内容和环节,其中选层是电梯控制中比较复杂的环节。单片机控制系统与其他系统比较在电梯控制中不需要通过配备大量的中间继电器作为选层电路的选层器作为控制设备,这就避免了由于设备过多造成的电梯运行检修困难、维护不便、成本高等问题,使用单片机进行电梯控制,可以大幅度地减少外围设备的接口芯片,同时还可以获得更高的可靠性。
  关键词:单片机;电梯控制;工作原理;应用策略
  中图分类号:TH723
  文献标识码:A
  引言
  随着我国经济的不断发展,高层住宅、大型商场和超市等多种建筑越来越普及,传统的电梯操控系统使用的模拟网络信号、PLC等方式进行研究开发,已经无法满足我国人们的生活需求,对高层电梯的上下运行操作方式十分不便,因此急需要更加先进且有效的单片机。
  1电梯控制过程中单片机的工作原理
  1.1速度方面
  电梯实际运行期间共要经历三类环节,分别包括加速性起动、匀速性平稳运行、减速性制动。毕竟电梯起动期间会进行频繁地制动,因此对于其自身的调速性能提出极为严格的规范要求,为了保证日后长期维持电梯运行的安全、舒适、可靠、经济性,速度给定环节显得极为重要。传统的电梯经常沿用积分器式速度给定电路,其间设备的具体起动与制动动作主要依照时间原则加以协调性把控,至于对应的速度曲线则在减速期间经历爬行短,使得电梯当下的工作效率出现持续降低迹象。相应地,凭借单片机操作的电梯系统,其速度给定往往是在特定程序基础上展开的,即结合当下使用电梯的具体性能指标,进行电梯运行的速率、加速度等给定曲线图,以及程序开发设计,最终一一地向单片机之中输入。
  需要加以强调的是,电梯实际运行环节中,主要利用理想曲线作为基准,在减速段依照广电编码盘提供的信号进行电梯不同阶段所处的位置认证,与此同时,单片机会发出对应的制动信号,保证整个系统可以自动化地完成调速运行任务,并贯彻落实直接停靠等目标。
  1.2操控方面
  电梯传统系统的控制功能主要依靠单片机加以处理。这部分单片机通常会选择由英特尔公司开发设计的MCS-96系列16位单片机产品。随着时代的进步,关于单片机体积不大、功能完善、能耗较低、购置价格不高等优势特征开始引起各界全面认可。相比之下,MCS-96系列16位单片机,往往会保留更为多元化的软硬件资源,对应的操作应用功能也十分强大。主要是因为这类单片机中设置的波型发生器WFG能够直接进行三相脉宽调制波形传输,亦可以针对各式各样的电机加以驱动,特别对于变频调速控制系统来讲实用性较高。而以单片机为核心的电梯传统系统,因为当中的脉宽调制波形主要是借助对单片机编程而获取的,因此凸显出这部分系统体积小与操作便利灵活等优势特性。
  2单片机在电梯控制中的应用要点
  2.1优化设计方案
  要想电梯运行得富有效率,需要反复的调用电梯位置信息(ASK1)和电梯请求信息(ASK2),考虑到这种调用的反复性,放弃了使用DPTR指针的自加功能,选择使用外部存储器的变址寻址方式,这样可以保证设置的正确性以及程序循环执行的效率,方便了对地址和操作的判断。对电梯关门条件的判断,在程序设计上选择使用1减去表示状态信息的数据后在进行逻辑运算,即当电梯运行到可以开门的楼层并且有开门请求信号触发时,才執行开门程序,在电梯经过控制点时,对电梯是否需要相邻的楼层停车进行判断,以决定是否需要启动加速或减速程序,需要时单片机就相应的输出加速信号或减速信号,在实际的电梯控制中,可以将单片机输出的加速减速信号转换成相应的驱动电梯运行的电动机高速或低速运转的信号,高速运转时不需要在该层停车继续通过,低速运转时需要为在该层停车做准备。
  2.2提升电梯的运行效率
  在电梯的运行效率方面,对其具有直接影响的因素是电梯的位置信息和电梯的请求信息。由于对电梯运行效率调试具有的反复性,为了提高电梯的相关信息在设置过程中的正确性和相关程序的运行效率,应该选择合适的选址与变址方式。因此,在进行提升电梯运行操作时,首先应该放弃使用DPTR的指针自加功能,以实现对地址和操作的正确判断。在对电梯关门的程序进行操作时,在程序设计上应该首先进行有效地逻辑推演,以防止出现程序的错误;在电梯运行到可以执行开门操作的时候,即在已经到达要开门的楼层并且已经收到了开门信息时,才应该执行开门操作。一般而言,当电梯经过控制点时,需要决定是否需要进行加速操作或者减速操作,电梯是否需要相邻的楼层停车是进行此项操作的判断标准。如果需要进行加速或减速操作,单片机就会接收到相应的信息,并且输出相应的操作信息号。
  2.3采取有效的抗干扰方案
  在电梯使用中常出现因单片机受干扰造成的故障情况,因此,对单片机进行抗干扰设计较为重要。为了进一步促进单片机在电梯中的合理控制和优化,应该针对目前干扰性较强的问题进行思考和分析,制定更加科学的抗干扰方案,从而保证其抗干扰能力不断提升。一般来说,我们可以将单片机的防护措施理解为两种形式,即供电系统的防护与输入和输出通道的防护。关于供电系统的防护问题,需要考虑整个供电系统中干扰性最强的因素,进而采取有效方式进行合理控制和优化。大量的事实和研究证明:其最强的干扰性因素是电源污染。因此,要重新接通电路,使得电路的串联与并联的设计严格遵循电力系统的规律以及实际情况的需求,有效地规避电源系统对单片机正常工作所造成的任何影响,保证供电系统可以进行单独供电。同时,也可以在进行初级别的串接时使用相对应的滤波器,实现高次谐波不会进入电力系统的稳定状态,以利于保持单片机的正常使用并保证供电系统的安全性。对于输入和输出通道而言,它需要实现单片机与各个要素之间的协调运转,比如:传感器、上位机等。只有这些要素之间形成了一致性,并保证了信息的正常传输,才会十分有利于信息在传输线上保持稳定,不会发生任何影响单片机正常工作的情况。
  2.4设计高效、完善、适用性较强的软件
  第一,单片机主要在系统之中进行初始化设置,目的是保证令单片机三个端口赋予基础性的输入与输出功能。当中的PSEN管脚主要在高电平上接入,而单片机则不包含外接程序存储设备。第二,控制器主要负责进行各类端口的工作状态信息读取验证,之后结合这一系列信息分别调用相对应的子程序。如若说出现呼叫或是选梯等信号之后,控制器就可以利用当下提供的PWN程序,进行起动电动机的驱动信号脉冲快速性传输。需要额外加以强调的是,在电动机起动动作正式展开前期,需要针对关门到位信号加以精确化读取,持续到关门到位之后选择进行驱动脉冲传输,不过其间电动机并没有及时转动,此时控制器需要额外发送一类开抱闸信号,进行机械抱闸装置启动,如此就可以逐步起动电动机了。
  结束语
  综上所述,单片机在电梯控制系统开发过程中可以提升电梯运行的安全性、可靠性,满足现代高层建筑、大型商场、体育会馆等重要的场所的人员、货物通行需求,单片机的智能化也可以更好满足现代用户并发处理需求。
  参考文献
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