电梯系统课程设计

目录

内容摘要…………………………………………………………………………………1

关键词………………………………………………………………………………… 1

Abstract………………………………………………………………………………… 1

Key words…………………………………………………………………………………1

1. 电梯技术发展概况……………………………………………………………………2

1.1电梯发展趋势………………………………………………………

1.2电梯分类……………………………………………

1.3设计电梯模型的背景…………………

2．系统的物理模型…………………………………………………………………………

2.1模型的总体介绍………………………………………………………………

2.2 系统完成的功能…………………………………………………………………

3．系统的总体设计…………………………………………………………………………

3.1硬件设计……………………………………………………………

3.2软件设计…………………………………………………………………………

3.3 系统实现中的重难点……………………………………………………………

3.4 参数计算及数据测试……………………………………………………………

3.5实际电梯理想速度曲线的数学模型………………………

4. 结束语 …………………………………………………………………………………

参考文献……………………………………………………………………………………

致 谢………………………………………………………………………………………

内容摘要：首先介绍了电梯的有关知识以及电梯的发展趋势；其次讲述了电梯控制模型的物理结构及其实现功能；详细描述了该模型的设计思想和软件硬件系统设计思路，分别给出了电路图和程序流程图；经过详细的分析，理论计算，实际调试、测试，系统达到了预先的技术指标；最后，在理论上分析了实际电梯理想速度曲线的数学模型，并给出了详尽的数学推导。

关 键 字：单片机 控制模型 系统设计

Abstract：This paper introduces the relevant knowledge of the elevator at

first, tells the development trend of the elevator . Later on the basis of

the system that is designed ,it makes an introduction of the realization

function that the elevator controlled , the elevator-controlling model and

the physics structure .It also describes the concrete designs of the design

philosophy of this model , software hardware system,as well as provides the

circuit diagram and procedure flow chart separately. Through detailed

analysis, the theory is calculated, debug and test actually, the

elevator-controlling model have reached the technical indicator in advance .

Finally, this paper analyses the mathematics models of the ideal speed curve

of the real elevator in theory , provides exhaustive mathematics to derive.

Key words：single chip computer; control model ; step motor 1．电梯技术发展概况

1.1电梯发展趋势

在现代工业自动化领域中，电梯行业实现功能越来越多，已经采用各种尖端技术和嵌入式技术，因此使得控制对象（被控制设备）的设计越来越复杂。单片机作为一种价格性能比良好的计算机，在当今各个领域得到广泛的应用。电梯已成为现代化生活的必要设备，研究电梯模拟系统，能够使自己在综合应用所学知识的同时，可以将该模型应用于相关课程的实验教学，更可以作相应学校教学的科普仪器。

就我国的电梯行业来说这几年已经有了翻天覆地的变化，不再跟着其他国家后面抄袭技术，我们的有些电梯企业已经掌握了国际尖端技术的产品。我国电梯发展大概会走以下趋势：

首先，国家政策开始重视，从2004年重新开始已经停止了两年的电梯生产许可证验收颁发，结束了各种投资无法投资电梯行业的状况，而且对电梯生产企业的管理更上一个新的台阶；其次，电梯行业投资踊跃，在2004年新增电梯生产企业几十家，其他相关企业有几百家；电梯市场继续扩大、电梯技术发展迅速，目前电梯企业均向第四代无机房电梯技术靠近，而且最受关注的电梯新技术还有永磁同步技术、乘客识别系统、指纹识别系统等。就在去年国际最新电梯八大应用技术有：

1全数字识别乘客技术（所有乘客进入电梯前进行识别，其中包括眼球识别、指纹识别）；

2数字智能型安全控制技术（通过乘客识别系统或者IC卡以及数码监控设备，拒绝外来人员进入）；

3第四代无机房电梯技术（主机必须与导轨和轿厢分离，完全没有共振共鸣，速度可以达到2.0M/S以上，最高可以使用在30层以上）；

4双向安全保护技术（双向安全钳、双向限速器，在欧洲必须使用，中国正在被普遍使用）；

5快速安装技术（改变过去的电梯安装方法，能够快速组装）；

6节能技术（采用节能技术，使电梯更节约能源）；

7数字监控技术（完全采用计算机进行电梯监控和控制）；

8无线远程控制及报警装置（当电梯产生故障时，电梯可以通过无线装置给手机发送故障信息，并通过手机发送信号对电梯进行简单控制）

1.2电梯分类

我们可以从电梯的操纵方式分类可以看出电梯的功能越来越完善，更加人性化。按操纵方式分，电梯可以分为以下几种：

(1)手柄开关操纵电梯

电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。它要求轿厢门上装有透明玻璃窗口或使用栅栏轿门，井道壁上有层楼标记和平层标记，电梯司机根据这些标记判断楼层数及控制电梯平层。

按钮控制是一种简单的自动控制电梯，具有平层功能，常见的有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。

(2)信号控制电梯

这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，还具有轿厢命令登记、层站召唤登记、自动停层、顺向截停和自动换向等功能。司机只要将需要停站的层楼按钮逐一按下，再按下启动按钮，电梯就自动关门运行。在这中间，司机只需要操纵启动按钮，一直到预先登记的指令全部执行完毕。在运行中，电梯能被符合运行方向的层站召唤信号截停。采用这种控制方式的常为有司机客梯。

(3)集选控制电梯

集选控制是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，它与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。其主要特点是：把轿内选层信号和各层外呼信号集合起来，自动决定上、下运行方向，顺序应答。这类电梯需在轿厢上设置称重装置，以免电梯超载。轿门上需设有保护装置，防止乘客出、入轿厢时被轧伤。

(4)并联控制电梯

2-3台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。自动返回基站。另一台电梯在完成其所有的任务后，就停留在最后停靠的层作为备用梯。当重新出现召唤指令时，备行梯首先应答、启动、运行。当备行梯运行后方出现召唤信号时，则基站梯接收信号启动出发。基站梯和备用梯不是固定不变的，而是根据运行的实际状况确定。备行梯也有可能在执行轿厢内乘客的指令后停留在基站，优先应答基站召唤。

(5)群控电梯

群控电梯是用微机控制和统一调度多台集中并行的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式，下面介绍主要的两种形式：

①梯群的程序控制

控制系统按预先编制好的交通模式程序集中调度和控制。如将一天中的客流分成上行客流量高峰状态、客流量平衡状态、下行客流量高峰状态、上行客流量比下行大的状态、下行客流量比上行大的状态和空闲时的客流量状态。电梯在工作中，按照当时客流状况，以轿厢的负载、层站的召唤频繁程度、运行一周的时间间隔等为依据，自动选择或人工变换控制程序。如在上行高峰期，对电梯实行了下行直驶控制等。

②群体智能控制电梯

智能控制电梯有数据的采集、交换、存储功能，还有进行分析、筛选、报告的功能。控制系统可以显示出所有电梯的运行状态，通过专用程序分析电梯的工作效率、评价电梯的服务水平。计算机根据当前的客流情况，自动选择最佳的运行控制程序。

1．3设计电梯模型的背景和必要性。

开题报告有。(补充)

2．系统的物理模型

2.1模型的总体介绍

本系统的建立需要搭建一个电梯系统的实物模型，有电梯机械模型和控制装置组成。为了能更加简洁明了的介绍电梯的各个功能实现，所以不按照原大小制作电梯，只按照原尺寸缩小制造，当然有些装置也不和真实装置的一致。

图一所示是电梯的基本框架，其搭建有一定的规则，每一层门厅都要有门厅按钮，除了底楼和顶楼只需要一个门厅按钮以外，其余各层要安装两个门厅按钮。每一层还要安装控制电梯平层的传感器感应片。由于模型大小的关系，轿厢并不能很大，因此轿厢内的按钮需要外接。轿厢通过一个定滑轮拽引移动，它的上下移动控制就由步进电机来完成。

控制设备由电脑主机、程序、控制电路、键盘等组成，其主要作用是通过8279接收从电梯传来的信号、控制电梯的上下运作等等。

2.2 系统完成的功能

根据设计要求，系统应具备以下功能：

(1)能随时检测按键，并做出正确、适时的响应；

(2)在各种不同的运行状态下，更通过LED管和报警器（蜂鸣器）给出不同的提示；

(3)电梯运行时，能满足方向优先和距离优先的原则；

(4)能改变电梯运行速度（2.5-4.5秒/层），并且能准确平层。

D H

2

1 3 4 5 L

W

B

M 机械部分：

W——金属支架；

M——四相八步步进电动机;

B——轿厢；

系统参数：

支架高度H=1.2m；

层间高度L=0.2m；

转轴直径D=28.8mm。

图1 电梯物理模型示意图