电梯微机控制系统

电梯微机控制系统

The Computer Control System of Elevator

●刘文定

Liu Wending

1　引言

在现代社会中,电梯作为一种垂直运输工具,已成为人类不可缺少的交通运输工具。

微机电梯控制系统具有较大的灵活性,对于运行功能的改变,只需要改变软件,而不必增减继电器。系统中位置信号和减速点信号可由微机选层器产生,轿内指令、

厅门招唤等信号经过接口板送到微机,由微机完成复杂的控制任务。如群控电梯系统中的等候时间分析、自学习功能、节能运行等。本设计是针对一个具有

4台电梯的34层的宾馆而设计的,采用群控设

置的方式,在4台电梯的基础上,增设一台梯群

控制器和一台监控机,实现微机集中管理控制。

2　总体方案

对于一个具有4台电梯的34层的宾馆,本系统中采用群控方式实现电梯微机控制,梯速选择为5m/s ,属于高速电梯。调速采用SPWM 方式,总体群控结构如图1所示。

图1　群控系统总体结构图

总体方案是由群控主机8098完成整个系

统的厅呼梯信号,并做相应的判断,进行整个电梯的统一调配。本系统采用专家系统的规则库方式,对模糊条件及确定条件进行辨别、分析、确定运行方式,使每个电梯的整体控制性能最

佳。另外,群控主机还有自学习的功能,将每天的客流量情况进行统计、分析,以供电梯运行状态的判断。采用群控,整个系统就象有一最熟练的司机进行控制一样。4台电梯的运行管理由4个下位机8098来进行控制,它所完成的任

刘文定,现在太原工业大学自动化系工作。地址:太原市迎泽西大街79号邮政编码:030024收稿日期:1997年9月4日(磁盘来稿)

务包括轿内指令信号、层显信号、本层信号、安全回路的管理、主机及门机的控制调速等。在上、下位机之间采用串行通道来完成信息的交换,群控主机就可以对监控机进行统一的管理。另外,还有一片计划8098机和监控机的后备,当某台下位监控机发生故障后,计划8098能拖动电梯就近停车开门;当群控发生故障时,它又应当接管系统全部的群控任务,以使整个系统仍正常运行。

3　系统硬件电路

系统硬件电路原理框图如图2所示

。

图2　系统硬件电路原理图

3.1　主电路的控制

本系统采用的调速方式为SPWM控制交

流鼠笼机,采用从低速到高速的平滑调速,SP2

WM控制电路框图如图3所示。

图3　SPWM控制电路框图

主机的整流部分采用可控硅整流,用于稳

压,并调节相应的交流侧电流,使其在正转运行

时,

功率因数接近+1,而停车时,功率因数接近

-1。从而最大限度地节约能量,减小损耗,使

电源容量较小,这一点我们是采用HEF4752加

一反相器来完成的。对于门机,因其功率较小,

整流仍采用二极管整流。对于逆变部分,采用

SPWM加以厚膜驱动电路来驱动功率晶体管

GTR来构成。HEF4752的控制时钟由8253

来产生,这样可减少对8098的机时,使它更好

地完成其它电路的管理任务。

3.2　键盘及显示

在电梯控制系统中,呼梯信号纷繁复杂,本

系统涉及信号达几百个,在设计中采用了8279

专用键盘管理及显示芯片并辅以必要的光电隔

离驱动电路来完成呼梯信号的管理工作,收集

相应的呼梯信号,并以相应的灯光显示。另外,

设计中还利用8279完成楼层显示、运行状态显

示及点动键、检修键等管理工作。采用光电隔

离大大提高了系统的抗干扰能力。

3.3　安全回路

完成电梯的保障,应该是电梯设计中的一

个重要任务。在电梯系统中,包括电机过热、欠

电压、过电流、门安全触板、安全钳信号、上/下

急停信号、强制换速信号、限速信号、安全窗信

号等多种信号用于电梯的安全保障。为了有效

地管理好这些信号,本系统采用两片8259,使

系统中断达到15个,从而保障安全回路的控

制。在设计中,两片8259分为主片和从片,在

中断方式上从片和主片的中断是平等的,当任

一外部提出中断请求,进入相应的中断服务子

程序,进行处理。此外,并行P/I口8255、继电

器等也可用来完成部分安全信号的管理工作,

这样利用多种方式保障系统安全可靠地工作。

电梯微机控制系统刘文定

除上述之外,机械方面也有安全保证措施,异常情况时,各种方式相结合来确保相应的安全保障器件动作。

3.4　其它

8255的A口用来完成本层查询任务,8255的B口与C口完成电磁抱闸、电机启停、轿厅联锁等信号的管理工作,并留有部分口用于类似系统的扩展。

主回路逆变部分采用轿厅联锁信号来完成主机门机控制的转换任务,这样也保证了系统的安全。另外,模拟量输入采用运放隔离形式的二级有源滤波,来完成电压、电流、超重信号的管理检测工作。

4　软件设计

系统软件流程框图如图4所示。系统采用M/T测速方式,单片机利用脉冲来获知电梯运行速度、运行距离等,本层传感器的信号用于自学习校正。

群控部分采用监控专家系统,对4台电梯的运行状况不断观察,并与其应当具有的特性进行比较,若发现异常情况,发出报警。否则解释当前情况,预测未来可能发生的情况,

诊断可能发生问题及其原因,不断修正规则库,并控制下位机按计划执行。

5　结束语

采用单片机进行电梯微机控制,灵活方便、

图4　软件流程图

结构紧凑、体积小、功能强、能耗低、抗干扰能力强,是电梯发展的主流,将变频变压系统作为电梯的拖动系统是高速控制的优选方案。本设计是电梯控制方面一个新的探索方案,为电梯微机控制提供了一个崭新的设计思路。■

参考文献

1刘复体.8098单片机及其应用系统.清华大学出版社.

2史信芳等.电梯技术—原理・维修・管理.电子工业出版社.

3蔡旬信,徐光佑.人工智能及其应用.清华大学出版社.

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