基于ARM的电梯控制系统设计.doc

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1、课程设计题目：基于ARM的电梯控制系统设计学院：**********专业：***班级：自动化***班学生：***学号：**指导教师：***摘要伴随建筑业的发展,电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种工作和生活中的必需设备，完全可以预想到，随着社会的发展，电梯产品在人们物质文化生活中的地位将和汽车一样，成为重要的运输设备之一。电梯控制系统是电梯技术的核心，它将电梯的各机械部件有机的组合起来，实现了电梯复杂的功能与稳定有效的运行。随着电子技术日新月异的发展，电梯控制系统经历了继电器控制、可编程逻辑控制(PLC),智能微机控制的发展历程。本文的电梯控制

2、系统是基于ARM技术的四层电梯控制系统，该控制系统采用有齿轮拽引小电机，由于只为初级电梯模型研究，对电梯运行速度的掌控精度要求不高，故采用继电器控制电机的正反转，无速度控制实现。关键词:电梯控制系统、ARM。目录第1章系统的总体方案设计41.1拽引电机控制模块41.1.1H桥控制41.1.2继电器控制51.2位置开关模块61.2.1位移传感器控制61.2.2槽型光电传感器控制71.3电源模块8第2章系统硬件模块概述82.1EasyARM2103及LPC2103简介82.1.1EasyARM2103开发板硬件结构102.1.2EasyARM2103定时器中

3、断控制102.2继电器简介112.378系列稳压管简介11第3章系统具体设计概述133.1输入输出接口电路设计133.2系统硬件仿真设计143.3系统软件设计15第4章系统性能测试154.1系统功能仿真测试164.2按键功能实现测试164.3光感位置控制实现测试164.4拽引电机功能测试17总结17附录A18第1章系统的总体方案设计本课程实践采用EasyARM2103控制整个模型的运转，实现电梯模型的基本智能控制。其中有梯内请求、梯外呼叫、电梯位置控制、显示模块、拽引电机模块等几部分组成。系统总体设计原理框图，如图1.1所示。图1.1系统结构框图电梯控制

4、系统的核心部件是ARM板，它是整个系统的主控制器。主控制器采集到轿厢控制器和楼层控制器发出的外呼、内选等呼梯请求后，按照程序指定的电梯控制策略，对信号进行处理，向门机发出相关控制指令，将电梯派往相应楼层，实现电梯轿厢的垂直运动控制。同时主控制器还要根据井道位置开关判断当前电梯的位置。1.1拽引电机控制模块1.1.1H桥控制经过讨论与思考，搜集资料以及指导老师的推荐，我们首先想到H桥控制电机的正反转。通过控制Port1和Port2的高低电平来控制输出端的平均输出电压，实现调速功能。具体功能实现图如图1.2所示。　图1.2H桥控制电机可调速运转实现电路图电路

5、分析：输入与电平转换部分 输入信号线由Port引入，Port1脚是电机方向信号输入端，Port2脚是PWM信号输入端，Port3脚是地线。Port3脚对地连接了一个2kΩ的电阻。当驱动板与ARM板分别供电时，这个电阻可以提供信号电流的通路。当驱动板与ARM板共用一组电源时，此电阻可防止大电流沿着连线流入ARM主板的地线造成干扰。或者说，相当于把驱动板的地线与ARM板的地线隔开，实现“一点接地”。电容C1防止电机突然启动造成电压的突降。   与非门U1A实现PWM信号与电机方向信号的调制，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。三极管驱动部分   三极管和电

6、阻、二极管组成的电路驱动，实现对直流电机可调速正反转驱动。四个二极管起保护三极管的作用，防止感性元件(电机)产生的负感应电动势对三极管的冲击。   当74LS00输出端为低电平时，Q2、Q4截止，Q1、Q3导通，输出为高电平。当74LS00输出端为高电平时，Q2、Q4导通，Q1、Q3截止，输出为低电平。性能指标   电源电压15—30v，最大持续输出电流500mA／每个电机，短时间(10秒)可以达到700mA，PWM频率最高可以用到30kHz(一般用1—10kHz)。1.1.2继电器控制但是，考虑到各种因素的限制，最终采用了继电器控制方式，所用继电器控制

7、原理图如图1.3所示。图1.3继电器控制原理图两个继电器，分别在给正电时工作，J1得电时正转，J2得电时反转，通过控制J1、J2的得电情况来控制电机的正反转。注意：J1、J2不能同时得电，否则形成短路，电源模块将被烧坏。1.2位置开关模块1.2.1位移传感器控制电梯中向控制系统、拖动系统提供载荷、换向、障碍、位置、速度等各种信号，把信号反馈给控制系统且使电梯平衡运行都离不开传感器。在目前的智能电梯控制系统中，采用静磁栅位移传感器作为电梯平层控制的调整装置。静磁栅位移传感器原理：静磁栅位移传感器由“静磁栅源”和“静磁栅尺”两部分结合使用。“静磁栅源”使用铝

8、合金压封无源钕铁硼磁栅组成磁栅编码阵列；“静磁栅尺”用内藏嵌入式微处理器系统的特