本科毕业设计（论文）-某大型建筑电梯监控系统的设计

河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要绪论电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯……在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。1.1课题的目的和意义经历了百余年历史的电梯是早已被人们熟悉的重要楼宇设备，当今时代随着高层建筑的日益增多和建筑设计的档次的提高，使得人们对电梯的要求也越来越高。目前已不仅限于要求电梯搭乘快速、舒适，制造坚固，装演考究，人们对电梯的安全可靠性及多功能性正提出越来越高的要求，为此电梯正朝着控制智能化的方向发展。在世界上一些发达国家的现代化智能建筑中，人们己把电梯归入楼宇自控管理系统的重要被控设备，采用先进的弱电监控手段，实现对电梯的运行状态、维修保养、安全防护进行全方位的管理。在我国，近年来具有先进控制技术的电梯也日趋普及，尤其在许多新建的智能建筑中更是选用了各种高档电梯，使得电梯监控和弱电控制之间有机地结合在一起成为可能。但由于传统的管理理念以及电梯制造商和弱电供应商的各自体系的相对独立性，使得我国的电梯监控和弱电控制之间相互技术和应用的渗透进展缓慢，在大多数的高级楼宇中电梯监控基本上都是电梯供应商提供一个封闭的系统，在楼宇安保中心设有电梯供应商提供的电梯监控板，用于简单地显示电梯运行状态并可与电梯轿厢进行内部通话。为了实现对高层建筑内电梯的自动化管理，完成对电梯运行、维保及故障数据的智能统计、分析及存档，通过计算机实基于CAN总线的.电梯监控系统的研究与实现时显示电梯当前运行状态特别是常见电梯故障能够实时报警，并支持对电梯运行状态的远程查询。2003年后有部分的小区就安装了电梯监控系统，但是由于当时的技术限制，有很多小区安装的是利用RS485串行通行并且利用modem拨号进行连接的监控系统，在实际上存在很多问题。伴随着集散型控制系统的出现，“组态”的概念开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知。用组态软件开发PLC控制对象的监控画面，又因其模拟效果逼真，人机界面生动友好，而在电梯群控方面得到广泛应用。因此研究基于组态软件的监控系统也同样具有重要的实际意义。1.2国内外现状电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。组态软件产品于20世纪80年代初出现，并在20世纪80年代末进入我国。在1995年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。1.3课题研究的内容传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。本课题利用PLC知识控制多层电梯控制系统，实现电梯的自动化，并采用组态软件，以高性能的ARM微处理器为核心，以可靠的CAN总线为纽带，开发了一个基于组态软件MCGS的通用电梯群控系统。实现电梯的集中化和智能化管理。河南城建学院本科毕业设计（论文）系统简介2系统简介2.1电梯系统2.1.1电梯简介常用电梯多为交流电梯与直流电梯。所谓交流电梯是指电梯的曳引电机为专用的三相交流异步电动机，直流电梯是指电梯的曳引电机为直流电动机。由于交流电动机本身的构造及使用价值都优于直流机，再加上改进后的交流电梯（例如VVVF电梯）的性能及结构几乎与直流电梯不相上下，所以近代电梯大多数都是交流电梯。本设计的电梯采用交流变压变频调速电梯（即VVVF电梯）。电梯由机械系统和电气系统两大部分组成。电气系统又由电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿厢开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLC）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。八层电梯控制系统由呼叫到响应形成一次工作循环，电梯工作过程又可细致分为自检、正常、强制工作状态。电梯在三种工作状态之间来回切换，构成了完整的电梯工作过程。2.1.2电梯监控系统1、电梯管理系统的功能随着电梯的普及，电梯的管理也由单部慢慢发展到多部，进而到智能电梯群控的管理。对于应用组态软件MCGS、CAN总线、PLC的电梯的管理系统的功能主要在于监测。另外还有一些监察功能。1）显示—运行监视：实行交通监测，图像显示电梯运行状态，计算机对现场电梯运行状况在图形界面上进行实时监测，电梯运行方向以及电梯门的状态由不同的颜色和符号表示，直观性强，操作起来可以一目了然。通过电梯运行速度曲线以及动态实时状态条和动态时序图，可以对电梯运行状况进行预先分析判断，实时进行监视及做出诊断，发出电梯的潜在故障隐患，对维修人员作出报警提示。2）重播—交通过程回放功能：可选择回放时间和播放速度等，计算机能够自动记录每次电梯运行情况的实时和历史数据，自动生成电梯管理数据库，并可查询所有被监测电梯的数据库并打印报表。3）报告—统计报表：系统采集并统计电梯和自动扶梯的运行数据，并且统计数据的报告可在屏幕上显示或打印出来。4）网络—系统有特定的网络密码和管理员的权限。2、完整动态的图像/文本显示作为梯群中的每台电梯的交通情况,都将提供如下的一个完整动态的图像/文本显示。如对每台电梯：1）服务所有楼层；2）所有不服务楼层；3）轿厢位置含所有的不停楼层；4）载荷百分比；5）门状态；6）内呼登记；7）外呼登记；8）呼梯分配；9）电梯运行模式；10)紧急电源提供电梯的轿厢照明，以及通风和报警系统；11)门关闭后将轿厢的重量报告给IBS（IntelligentBuildingSystem）系统即智能大楼系统；马达驱动的情况（故障/失败）也需报告给IBS系统。3、任何电梯的紧急状况或者故障都被显示和记录1）轿厢困在楼层处（显示被困地点的最近楼层）；2）由限速器引起的安全钳动作；3）急停按钮的操作；4）电梯由于电源失效、火警或两者都有的应急操作，操作的完成也将被显示出来；5）由于安全装置失效，导致门不能操作，如触点断裂等；6）电梯启动失败；7）供应电梯的轿厢照明，通风和报警系统紧急电源失效；8）轿厢负载传感器故障；9）任何其他电梯情况导致电梯停止。4、统计数据任意选择的运行时间/期间时有关楼层，每台电梯或每一群组的统计数据；1)每层电梯在每楼层启动次数，每台电梯在每楼层的停止次数，每台电梯在每层楼的再平层，每台电梯在每楼层的启动负荷，每层电梯在每楼层的紧急停车数等；2)在每层楼等待时间的分布，包括在每层楼最大和平均等待时间；3)为每台电梯统计故障；4)IBS系统能从CPU中重新找回这些统计数据，并能从E-LINK（数据传输器）系统中取得这些数据，以文档的形式存储IBS系统作进一步的处理。2.2可编程序控制器（PLC）2.2.1PLC简介PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。2.2.2PLC特点1)可靠性高2)丰富的I/O接口模块3)采用模块化结构4)编程简单易学5)安装简单，维修方便6)系统的设计、安装、调试工作量少7)体积小，能耗低2.2.3PLC控制电梯的优点可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。现在已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。电梯的电气系统由电力拖动系统和电气控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后．控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数．判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。2.3组态软件简介在使用工控软件中，人们经常提到组态一词，组态的英文是“Configurati0n’’，简单地讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法完成工程中某一具体任务的过程。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序(如使用BASIC、C、等)来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。目前组态软件的发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一系列数据整合图。2.3.1组态软件的功能组态软件的使用者是自动化工程设计人员。组态软件使用户主要以图形组态的方式生成适合自己需要的应用系统，不需要用户修改软件的源代码程序。组态软件有下列功能:1）生成图形画面2）现场数据采集与数据交换3）现场设备的控制与参数调整4）报警信号的处理与记录5）存储历史数据并支持历史数据的查询;6）各类报表的生成和打印输出;7）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。2.3.2组态软件的特点组态软件的特点：1)实时多任务:实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定的时间内对外来事件做出反应的特性。这是组态软件最突出的特点。例如，数据采集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时通信等多个任务，在同一台计算机上同时运行。2)高可靠性:在计算机、数据采集控制设备正常工作的情况下，要求软件系统运行稳定可靠。如果对可靠性要求很高，可以使用冗余系统。3)标准化:组态软件广泛使用IEC6113-3国际编程标准、OLE(对象链接与嵌入)、OPC(过程控制OLE)和TCP/IP网络通信标准协议。2.3.3MCGS组态软件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。MCGS网络版特点：1)良好的结构：先进的C/S（客户端/服务器）结构2)简单的操作：客户端只需要使用标准的IE浏览器就可以实现对服务器的浏览和控制3)良好性价比：整个网络系统只需一套网络版软件（包括通用版所有功能），客户端不需装MCGS的任何软件，即可完成整个网络监控系统4)方便的使用：MCGS网络版服务器不要安装其他任何辅助软件，客户操作起来得心应手5)强大的功能：MCGS网络版提供的网络ActiveX控件，可以方便的在其他各种应用程序中直接调用6)方便的升级：MCGS嵌入版、通用版、网络版可以无缝连接，节省大量的开发和调试时间7)多种网络形式：MCGS网络版支持局域网、广域网、企业专线和Modem拨号等多种连接方式，方便的实现企业的范围和距离的扩充MCGS嵌入版：MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的，专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件，MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分，它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境，用于对组态后的工程进行模拟测试，方便用户对组态过程的调试。嵌入版和通用版相同之处：1）相同的操作理念：嵌入版和通用版一样,组态环境是简单直观的可视化操作界面，通过简单的组态实现应用系统的开发，无需具备计算机编程的知识，就可以在短时间内开发出一个运行稳定的具备专业水准的计算机应用系统；2）相同的人机界面：嵌入版的人机界面的组态和通用版人机界面基本相同。可通过动画组态来反映实时的控制效果，也可进行数据处理，形成历史曲线、报表等，并且可以传递控制参数到实时控制系统；3）相同的组态平台：嵌入版和通用版的组态平台是相同的，都是运行于Windows95/98/Me/NT/2000等操作系统；4）相同的硬件操作方式：嵌入版和通用版都是通过挂接设备驱动来实现和硬件的数据交互，这样用户不必了解硬件的工作原理和内部结构，通过设备驱动的选择就可以轻松的实现计算机和硬件设备的数据交互。嵌入版与通用版的不同之处：虽然嵌入版和通用版有很多相同之处，但嵌入版和通用版是适用于不同控制要求的，所以二者之间又有明显的不同。1）功能作用不同：虽然嵌入版中也集成了人机交互界面，但嵌入版是专门针对实时控制而设计的，应用于实时性要求高的控制系统中，而通用版组态软件主要应用于实时性要求不高的监测系统中，它的主要作用是用来做监测和数据后台处理，比如动画显示、报表等；2）运行环境不同：嵌入版运行于嵌入式实时多任务操作系统WindowsCE；通用版运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等操作系统；3）体系结构不同：嵌入版的组态和通用版的组态都是在通用计算机环境下进行的，但嵌入版的组态环境和运行环境是分开的，在组态环境下组态好的工程要下载到嵌入式系统中运行，而通用版的组态环境和运行环境是在一个系统中。与通用版相比，嵌入版新增功能包括：模拟环境的使用，嵌入式版本的模拟环境CEEMU.exe的使用，解决了用户组态时，必须将PC机与嵌入式系统相连的问题，用户在模拟环境中就可以查看组态的界面美观性、功能的实现情况以及性能的合理性。但是对于完整的控制系统来说二者都是不可或缺的。2.4CAN总线CAN总线是现场总线的一种，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，隶属控制网络的范畴。2.4.1CAN总线的基本特点CAN总线属于串行通信网络，具有如下基本特点:1)通信方式灵活。多主从方式工作，网络上任何节点均可以在任何时刻主动的向其他节点发送信息，不分主从，无需站地址等节点信息，可以构成多机备份系统。2)CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求。3)CAN采取非破坏性的总线仲裁技术，多个节点同时发送信息时，优先级低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。4)CAN只需通过报文滤波就可以实现点对点，一点对多点及全局广播等几种方式传送接收，无需专门的调度。5)CAN的直接通信距离最远可达10Km(传输速率5Kbit/S)，通信速率最高可达IMbit/s(此时通信距离最长为40m)。6)CAN上的节点数目前可达110个;报文标示符可达2032种(CAN2.OA)，而CAN2.OB报文标示符几乎不受限制。7)CAN通信采用短帧格式，传输时间短，抗干扰强，极好的验错效果，每帧最多8B足以满足控制要求，不会占用过长总线时间，实时性强。8)CAN每帧都有CRC校验及其他验错措施，从而保证了数据通信的可靠性。9)CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层。10)CAN的通信介质可为双绞线或同轴电缆，光纤，选择灵活。11)CAN节点在错误严重情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其它节点的操作不受影响。2.4.2CAN总线系统的构成从原理和实现的角度，只要有两个CAN节点和将他们连接成一体的通信媒体（如双绞线）就可以构成一个CAN总线系统，这两个节点之间通过通信媒体交换信息。而由CAN总线构成的控制网络的结构一般由控制器节点、传感器节点、执行器节点以及其他的监控节点如人机界面组成，CAN作为控制局域网还可以通过网关和其他网络如以太网互联构成大型复杂的控制网络结构。用CAN总线系统组成的网络控制系统，从控制系统的角度来看，最小的控制系统是一个单回路的闭环控制系统:有一个控制器、一个传感器和一个执行器组成；以CAN总线为基础的网络控制系统也可以由多个互不相连的控制回路组成，而他们共享一个控制网络:CAN总线。从现场总线系统（FCS）的概念来说，传感器节点、执行器节点都可能集成控制器，即所谓的智能节点，这样形成了真正分布式（主要指算法分散）的网络控制系统。一个简单的CAN总线系统主要由上位计算机和微控制器构成，包括通用个人计算机和CAN的接口（CAN适配卡和若干个CAN网络节点）。CAN适配卡是实现上位机系统和CAN总线的连接接口，它的作用和以太网网卡相同。带CAN适配卡的上位机在CAN总线系统中相当于一个网络节点。而一般的CAN节点都是由微控制系统组成的。随着计算机技术和网络技术的发展，采用CAN总线通讯取代通常的串口通讯可以使电梯的分布式控制成为了可能。将电梯的控制功能分为若干模块，又用不同的控制器完成各部分特定的功能，各控制器间采用可靠的通信技术控制局域网传递信息，相互进行通信，协同工作。基于CAN总线的网络控制系统，以一个基于16位微处理器的CAN网关为例，其设计思想是从硬件上用网关和中继器连接物理上分立的总线，是从单总线到网络结构的一个拓展。网关使用一个微处理器4个通信接口（包括两个CAN、一个485和一个与上位机之间的232通信口）实现信息和数据在两条CAN总线之间的转发，CAN总线和485总线之间的数据交换与上位机之间的应用通信服务。总线收发器总线收发器总线控制器PLC/处理器系统传感器/执行器接口控制算法CAN总线图2-1CAN节点结构图2.4.3CAN总线典型的工作通信方式1）多主式结构。CAN总线在多主式通信方式下工作时，网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息，而不分主从。多主式的通信方式灵活，无需占地址等节点信息。在这种工作方式下，CAN网络支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。2）主从式结构。CAN总线在主从式通信方式下工作时，网络上节点的功能是有区别的，无法像多主式结构的网络那样自由进行各种平等的点对点间的信息发送。在主从式结构系统的通信方式中，整个系统的通信活动主要依靠主站中的调度器来安排。目前CAN网络一般采用多主式和主从式结合的结构，这种结构比较灵活又具有较高的实时性和可靠性。河南城建学院本科毕业设计（论文）器件选择3器件选择3.1通信网络的选择CAN(ControllerAreaNetwork)属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：首先，CAN控制器工作于多主方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差；其次，CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在RS-485网络中，当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。而且，CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低系统开发难度，缩短了开发周期，这些是只仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。另外，与其它现场总线比较而言，CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前CAN总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。因此系统采用CAN总线通信方式。3.2CAN控制器SJA1000是一种独立的CAN控制器，主要用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制。它是Philips半导体公司PCA82C200CAN控制器（BasicCAN）的替代产品，而且它增加了一种新的操作模式—PeliCAN，这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。下图为其功能框图：图3-1SJA1000功能框图3.3CAN总线驱动器PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口，该器件对总线提供差动发送能力并对CAN控制器提供差动接收能力。这是全世界使用最广泛的CAN收发器。图3-2PCA82C250功能框图图3-3PCA82C250管脚配置3.4数据通信接口智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。3.4.1RS-485简介RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。RS485接口采用差动输入输出和两线制平衡双向传送，具有较强的抗干扰能力，其传输介质为双绞线，成本低、敷设使用方便。由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。3.4.2MAX485接口芯片MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS485芯片。是用于RS485与RS422通信的低功耗收发器，每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。MAX485的驱动器摆率不受限制，可以实现最高2.5Mbps的传输速率。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态。接收器输入具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出。具有较高的抗干扰性能。收发器在驱动器禁用的空载或满载状态下，吸取的电源电流在120μA至500μA之间。负载个数为32个，采用单一电源+5V工作，额定电流为300μA，采用半双工通讯方式。它完成将TTL电平转换为RS485电平的功能。图3-4MAX485接口芯片MAX485引脚(管脚)图及工作电路：RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可；/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，因为MAX485工作在半双工状态，所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可；A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据为1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据为0。在与单片机连接时接线非常简单。只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可。同时将A和B端之间加匹配电阻，一般可选100Ω的电阻。图3-5MAX485引脚(管脚)图3.5电梯群控待梯人数识别可以在本监控系统上进行电梯群控的扩展。电梯群控系统是指将三台或三台以上的电梯构成一个整体进行统一调度的系统。虽然群控系统极大提高了效率,节省了大量能耗,但由于缺乏候梯人群数量的数据,电梯群控主机只能根据呼梯信号获得每层楼的电梯服务要求。目前采用的方法是利用模糊控制、神经网络等技术对交通模型进行估计,在电梯群优化调度时往往效率不高,使电梯群优化控制的优点不能完全体现出来。如果能对候梯大厅人群进行监测统计,使电梯群控制主机获得统计结果,将成为电梯群优化调度控制系统派梯的重要依据。本设计将多个热释电红外传感器和菲涅尔透镜组合在一起,每组针对某一个区域进行探测。当热释电红外传感器探测到区域内有人时,会产生一个高电平信号,没有人时则为低电平信号。将此信号在微处理器上进行数据处理定出模糊人数等级,再由CAN总线传输到群控主机,完成候梯人群识别。热释电红外传感器控制电路设计和分区实验：热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。热释红外传感器输出的探测电压信号十分微弱,通常只有1mV左右,又因有菲涅尔透镜的作用,使输出的电压信号呈脉冲形式。脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定，通常为0.1-10Hz左右。由于输出电压很低,菲涅尔透镜和热释电红外传感器不能单独工作,要想驱动负载必须再设计控制电路,对微弱的输出电压信号进行放大、比较延时等,使得电路的最终输出实现在探测区域内有人时输出高电平、无人时输出低电平的功能。采用多个菲涅尔透镜和热释电红外传感器组成传感器组，微处理器读取传感器组的输出状态，经处理后由CAN总线向上位机传送数据。可用1V的直流电源与频率为1Hz,幅值为10mV的方波信号源相串联，来模拟有人时人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜，被聚焦在热释电红外传感器的探测元件上时，电路中的传感器输出电压信号。仿真电路如图所示：图3-6仿真电路图放大电路采用可以小信号驱动的三极管构成一级放大,再用运算放大器构成二级放大。二级放大用LM385来搭电路。电路中的传感器将输出电压信号经三极管一级放大运算和放大器的二级放大,再经电容隔直变为纯交流信号波形。用LM393构成比较器,使电压只要在零电平以上零点几伏,就翻转成低电平电路,灵敏度明显上升。整个电路要实现有人输出高电平，无人输出低电平的功能。要做到这一点，就只能加延时电路。输出就产生高电平显示有人，没人时，延时一定时间输出低电平。可以设计一个时间可调的延时电路。最小延时设为1s，通过调整R15就可调整延时时间。多个热释电红外人体探测器放大与比较电路组合起来，加上菲涅尔透镜构成了完整的热释电红外人体探测器。调试时使调试人员在探测区内走S型路线来感知探测的范围，调整图中RP使探测距离达6-7m。红外传感器探测范围分区实验：对候梯大厅进行分区，每个区由一个被动式热释电红外人体探测器监控，显示有人或无人。每个分区的信号加起来就可以统计出总人数。这就需要把每个被动式热释电红外人体探测器的探测范围缩小，并且控制在一定范围内。本设计采用的热释电红外人体探测器安装在电梯厅门上方，如图所示。在每个菲涅尔透镜表面覆盖不透明物体的方法可以阻止一定位置的人体辐射信号从而缩小探测器的探测范围。图3-7热释电红外人体探测器安装位置示意图CAN总线应用节点主要实现以下功能:被动式热释电红外人体探测器在现场采集来的信号作为数字量经并行数据接口输入到微处理器,由微处理器处理后,写入CAN通信控制器发送到上位机,该节点只有在现场采集数据并发送的功能,并不需要接收上位机的数据。由微处理器将现场数据经处理后,输出少、较少、中、较多、多5个候梯人群规模等级。河南城建学院本科毕业设计（论文）系统总体硬件设计4系统总体硬件设计该电梯监控系统采用组态软件，以高性能的ARM微处理器为核心，以可靠的CAN总线为纽带，开发了一个基于组态软件MCGS的通用电梯监控系统。它不仅可以实时地反映出电梯的运行状况、运行动态曲线及其运行舒适感等动态信息，并具有故障报警、故障诊断等功能，可实现电梯的集中化和智能化管理，这样可预先分析出电梯潜在的隐患，工程人员可以作预防性维修与保养，确保电梯安全可靠运行。如图所示，系统主要由上位机和下位机组成，监控系统的总框图如下。上位机系统包括MCGS组态软件的监控界面和CAN总线接口，它实时监控电梯的运行状态，处理数据，给下位机传输命令信息。下位机系统包括基于ARM微处理器的嵌入式控制器S3C4510B和CAN总线接口，它负责采集数据并通过CAN总线向上位机传输数据。上位机和下位机之间采用安全、实时、简单易操作和价格低廉的总线进行通信。系统中主机主要功能是将各台分机通过总线发来的电梯数据进行收集，整理，优化；从机执行主机的指令，显示运行信息，向主机传送检测数据；CAN接口电路负责各各节点间的串行通信。主机、分机之间通过CAN协议进行通迅，具有布线少，通迅可靠，布线灵活，抗干扰性能优良、通迅距离远、容易扩充等特点。所以可以说监控系统可以分为三部分：基于ARM微处理器的硬件平台、基于组态软件MCGS的监控界面，MCGS与CAN总线通信模块。CAN接口CAN接口基于ARM微处理器的嵌入式控制器S3C4510B串行数据接口可编程控制器PLCCAN接口基于ARM微处理器的嵌入式控制器S3C4510B串行数据接口可编程控制器PLC匹配电阻匹配电阻CAN接口主机从机1从机N……..并行数据接口继电器或微机并行数据接口继电器或微机图4-1电梯监控系统的总体结构图4.1基于ARM微处理器的硬件平台系统采用Samsung公司制造的32位精简指令集计算机（RISC）嵌入式ARM微处理器S3C4510B作为电梯主控制器，可以控制多部电梯。它包含ARM7TDMI核，具有低功耗、高性能的RISC指令内核，有、UART串口等通信接口，支持8位/16位/32位的外部总线宽度，实施高性价比，基于JTAG接口的调试方案，开发方式与51系列相似。硬件系统还包括电源模块、时钟模块、复位模块、数据存储器模块、JTAG调试端口、CAN总线接口模块、键盘输入模块、液晶显示模块等。图4-2下位机与CAN接口电路的原理图ARM微处理器和CAN总线接口电路采用PHILIPS公司的CAN总线控制器SJA1000和总线驱动接口PCA82C250,其通信接口的电路原理图如图示。SJA1000是独立的CAN控制器，总线驱动接口PCA82C250提供了CAN控制器与物理总线之间的接口。SJA1000的AD0～AD7分别与主控制器S3C4510B的XDATA8～XDATA15相连，WR、RD、ALE和CS分别与S3C4510B的对应引脚相连。当接收一个数据时，数据通过PCA82C250的RXD引脚，将信号送至SJA1000，SJA1000产生一个接收中断，并将接收中断传递给主控制器S3C4510B，S3C4510B对中断信息进行分析和响应：当发送一个数据时，S3C4510B判别出信号的有效性后，将信号送至SJA1000发送缓冲区，启动SJA1000发送信息，通过PCA82C250的TXD引脚，将信号从CANH和CANL引脚送至总线。4.1.1ARM微处理器ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。特点：1)体积小、低功耗、低成本、高性能2)支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集3)全球众多的合作伙伴基于ARM微处理器的电梯控制系统实现的功能有：（1）采集各种实时数据，如：电梯所在楼层信号、呼梯信号、运行方向、是否满载、开关门信号以及安全信号等运行信息;(2)实时更新运行状态数据缓冲区，以供上位机查询；（3）发生某些故障时，发送故障信号，并可按上位机的命令执行故障处理子程序。4.1.2数据采集采用计算机对电梯的运行状态进行集中监控与故障自动报警，及时发现和排除故障、加强电梯的实时管理、保障电梯的安全运行非常重要。电梯计算机监测系统已成为保障电梯安全运行的必备设施，是缩短电梯报修与维修时间、提高电梯的运行效率、加强电梯科学管理的有力措施，也是电梯技术发展的必然趋势，已成为近年来国内外电梯新技术研究的热点之一.现场数据的采集：为了满足不同情况下的控制要求，设计了两种数据接口：并行采集单元和串行采集单元。并行采集单元负责完成对继电器控制系统、微机控制系统的电梯外部电路中开关信号的采集。通过光电耦合器，把继电器控制系统、微机控制系统电梯外部信号送入主控制器的数据采集端，实现并行数据的采集。并行数据单元负责完成对热释电红外传感器探测到得信号的采集，然后传送给微处理器。串行采集单元负责完成对PLC控制系统的电梯信息的采集。串行采集单元通过RS485通信来实现。并且采用RS422/RS485接口标准，原理图如图。图4-3串行数据采集电路的原理图不管是采用并行采集单元还是串行采集单元都需要在信号的输入和输出之间进行光电隔离以防止外部干扰而造成的内部芯片元器件的损坏。光电耦合器亦称光耦合器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。传统的RS485隔离总线节点是由光电耦合器和RS485总线收发器(如MAX485)构成，使用光束来隔离和保护检测电路，在高压和低压电气环境之间提供一个安全接口。目前，一般使用6N137光电隔离器件，用MAX485作为RS485总线收发器。6N137的结构原理如图所示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。图4-46N137的管脚图4.2基于组态软件MCGS的监控界面MCGS通用监控系统是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式，向用户提供解决实际工程问题的方案。因充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好的优点，具有易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性，在自动化领域有着更广泛的应用，所以采用MCGS软件来设计系统的监控界面。MCGS软件包括组态环境和运行环境两个部分，MCGS组态软件的整体框图如下图：构建动画构建动画流程控制报警组态设计报表连接设备实时数据库组态软件核心动画显示现场控制报警输出报表打印设备输出实时数据库组态环境运行环境图4-4MCGS组态软件的整体框图监控软件实现的功能主要有：1）利用MCGS和CAN网络进行数据的传输，同时使上位机实时地、可靠地采集电梯的各类运行参数。2）利用MCGS提供的图形工具，建立监控的各级画面，利用数据链接把画面上的对象与相应的运行参数联系起来，对不同性质的对象采用不同的动画连接命令，直观形象地显示电梯的运行状态。3）利用MCGS的报警设置功能，在电梯发生故障时进行故障报警，并进行故障诊断。利用MCGS提供的历史记录功能，实时记录发生故障，建立故障档案，并提供历史查询功能。4）在电梯发生某些故障时，电梯的管理人员可以通过上位机来控制的特点的故障运行，以及提供维修指导。系统中电梯的监控界面有主监控/电梯信息/故障界面/历史数据查询界面等。4.3MCGS与CAN总线通信模块的设计设计采用CAN总线来进行通信，MCGS软件本身并不能直接和CAN总线通信，但它有标准的OPC客户端，也可以作为OPC服务器。因而，可以方便的与其他具有OPC标准接口的工业应用程序或外部控制设备连接，实现数据交互。上位机的监控程序MCGS通过ZOPC_Server（OPC标准接口的服务器软件）与CAN总线和其他设备通信，结构图如下：PCI5121智能PCI5121智能CAN接口卡ZOPC_Server（CAN-BUS数据接收/发送服务器）MCGS工程（数据采集及控制中心）上位机CAN总线图4-5MCGS软件与CAN总线接口结构框图OPC全称OLEforProcessControl,是一套在基于Windows操作平台的工业应用程序之间提供高效信息的信息集成和交互功能的组件对象模型接口标准，它以微软的（分布式）组件对象模型COM/DCOM/COM+技术为基础，采用客户/服务器模式。OPC的服务器是数据的供应方，负责为OPC客户提供所需的数据；OPC客户是数据的使用方，处理OPC服务器提供的数据。在使用OPC的过程中，总是包括有OPC服务器与OPC客户，OPC服务器一般并不知道它的客户来源。由OPC客户根据需要，接通或断开与OPC服务器的链接。在ZOPC_Server中游两种数据项的存储模式，分别为数值存储模式和字符串存储模式。在这采用字符串存储模式，在此模式下，对于每个监控单元的每路CAN，都有两个数据项，它们的名称分别为In_CANData和Out_CANData。对于数据项In_CANData服务器把从CAN网络接收到的数据存放在此数据项中，客户端只能读取它的数据；而对于数据项Out_CANData，客户端把要发送的数据写入到此数据项中，服务器再把此数据项的数据提取出来发送到CAN网络，客户端不能读取此数据项的数据。河南城建学院本科毕业设计（论文）系统总体软件设计5总体软件设计CAN通信的总体流程图：微控制器的上电复位微控制器的上电复位应用特殊的复位过程等待，直至SJA1000完全上电配置控制线路（如中断、复位、片选等），建立微机控制器和SJA1000之间的通信为CAN总线上的通信初始化SJA1000主程序和中断服务程序，包括与SJA1000通信程序结束图5-1CAN通信的总体流程图软件设计主要包括3部分：SJA1000的初始化、数据的发送和接收。这3部分程序是CAN模块进行数据通讯的基本部分。下面就这3部分程序设计进行一个描述。1）SJA1000的初始化程序：SJA1000的初始化只有在复位模式下才可以进行。初始化主要包括工作方式的设定、接收屏蔽寄存器(AMR)和接收代码寄存器(ACR)的设置、总线时序寄存器的设置、输出模式寄存器和中断寄存器的设置等。初始化设置完成以后,SJA1000就可以进入工作状态,进行正常的通讯工作。2）发送子程序：发送子程序负责节点报文的发送。发送时只需将待发送的数据按特定的格式组合成一组数据送入SJA1000的发送缓冲区,然后启动SJA1000发送即可。3）接收子程序：接收子程序负责节点报文的接收,可以有中断方式和查询方式接收。在通讯实时性要求不高的情况下可以用查询方式接收。程序说明：系统CAN地址为550,用于CAN系统测试,应用T0定时器每隔1s向CAN总线发送一组数据:数据长度为8个字节,首字节为05H,第二个字节为累加变量,每秒钟数值增加1SJA1000的初始化：运行主程序，访问SJA1000，SJA1000退出硬件复位模式，初始化SJA1000。发送子程序：将要发送的数据送入发送缓冲区，保存到寄存器，并应用定时器每隔1s发送一组数据。接收子程序：清零复位请求，进入工作状态。计算发送数据的长度后开始写入，校验写入正确，判断报文有效后进行接收。程序见附录。河南城建学院本科毕业设计（论文）电梯控制系统6电梯控制系统

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器并由PLC软件运算处理，然后经输出接口分别向指示器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。厅外呼叫梯轿厢操作盘厅外呼叫梯轿厢操作盘指挥层指挥层PLC主机输出接口输入接口安全装置PLC主机输出接口输入接口安全装置调整器调整器井道装置CPU存储器井道装置CPU存储器拖动控制拖动控制门机控制门机控制图6-1电梯PLC控制系统的基本结构图6.1拖动控制系统电梯运行控制的方式根据拖动形式确定。对于交流电梯常用的拖动形式包括交流双速电动机变极调速，交流调压调速和交流变频变压调速等。如图下所示，拖动系统的工作状态及部分反馈信号可直接送入PLC，由PLC向拖动系统发出速度切换、起动、运行、平层等控制信号。由于变频器的出现，目前交流调速电梯应用较多，它可以是半闭环控制，也可以是全闭环控制。由PLC发出的模拟量速度切换信号直接送给变频器，由变频器控制主拖动电路的加速切换或减速制动，按照满足快速性和舒适性原则的速度曲线(由变频器指令设定)运行，达到调速的目的。使整个调速系统既简单实用，又安全可靠。D/A转换D/A转换变频器拖动系统PLC图6-2拖动控制系统6.1.1变频器的基本构成异步电动机变频调速常用的变频器是交-直-交电压源型变频器，主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分.它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路。6.1.2变频调速电梯工作原理用PLC处理电梯的内呼/外呼召唤信号、开/关门信号等，通过逻辑运算，形成变频器运行必须的控制信号，例如正/反转信号、多段速度信号、停止信号，以及楼层显示信号、方向信号、门机构驱动信号等。变频器与PG构成闭环矢量控制系统。变频器还具备转差补偿功能、转矩补偿功能“S”曲线特性。转差补偿功能对电梯的空、满载时上、下速度稳定非常有利，可以避免超速或欠速运行。例如电梯正常速度为50Hz(以频率表示)，空载上行时，速度较平衡时快，转差补偿为一0.SHZ，满载上行时，速度较平衡时慢，转差补偿十0.SHZ，从而保证在各种状态下运行速度基本一致。转矩补偿功能对满载起动时的转矩提升非常有效，能达到正常值的150%。而“S”曲线特性可防止启动、换速或停止时对乘客的冲击力，可以使乘坐舒适感大为改善。此外，变频器的故障诊断、检测、记忆等功能对系统维护亦非常方便、实用。6.1.3变频器机型选择本次设计选用安川CIMR-G7A4011型变频器，最大适用电机功率为11KW,满足曳引机额定功率10KW并稍有余量的需求，变频器的容量为21KVA，最大输出电压为三相380/400/415/440/460/480V具有较大较宽的电压范围，同时最大的输出频率为400Hz具有较宽的频率调制范围，变频器的供电电压三相380/400/415/440/460/480V，供电频率为50/60Hz，允许电压波动范围较广+10%，-15%，允许的频率波动范围±5%。额定输出电流为27A同样满足曳引机额定输出电流26A的要求。6.1.4旋转编码器旋转编码器俗称码盘，它是一种旋转式测量装置，通常安装在被测轴上，随被测轴一起转动，用以测量转动量（主要是转角）并把它们转换成数字形式的输出信号。旋转编码器有两种基本形式，即增量式编码器和绝对式编码器。旋转编码器的作用可以作为速度检测装置，也可以为平层提供脉冲数据。6.2信号控制系统输入到PLC的控制信号有：运行方式选择、运行控制、内指令、外召唤、安全保护、井道信息、开关门及限位等信号。所有控制功能如召唤信号登记、轿厢位置判断、选层定向、顺向截梯、反向截梯、消号及反向保号、换速、平层、开关门、电梯自动运行等均为程序控制。对于交流、直流不同类型的电梯，除部分特殊的控制功能和输入输出信号外，PLC电梯信号控制的主要功能基本相同，因而信号控制的程序模块具有较强的通用性。1．系统输入部分系统输入部分分为两个部分，一是直接输入到PLC输入口的开关量信号部分，包括：控制台上的启动按钮、恢复正常工作按钮、消防/检修按钮、强迫上行（下行）按钮部分以及开关门行程到位开关。二是按钮编码输入信号部分。本系统为八层电梯系统，在轿箱内的选层按钮和门厅旁的向上、向下呼叫按钮共有22个之多，采用优先编码的方法将按钮信号编为五位二进制码。2．系统输出部分系统的输出部分包括发光二极管记忆灯电路、PWM控制调速电路、轿箱开关门电路和七段数码管楼层显示电路等。在PWM控制直流电机无线调速电路中，PWM产生电路接收来自PLC的八位二进制码，随着码值的改变，其输出的脉冲占空比也相应改变。轿箱开关门电路使用两个继电器、两个行程开关、直流电动机、功率反相器等构成控制电路。在七段数码管楼层显示电路中，七段数据管不经专用驱动。图6-3信号控制系统河南城建学院本科毕业设计（论文）单梯设计7单梯设计7.1单梯硬件设计7.1.1PLC型号的选择本设计为八层的电梯控制系统，根据需要控制的开关、设备大约有40个输入点，40个输出点需进行控制，同时逾留20%的裕量，综合考虑，故选择日本三菱公司的FX2N-128MR-D机。其I/O点数可达64/64个。型号输入点点数输出点数扩展模块可用点数继电器输出晶闸管输出晶体管输出FX2N-128MR-001——FX2N-128MT646448--64表.2单梯总硬件线路图本设计的电梯采用交流变压变频调速电梯（即VVVF电梯）时，PLC与变频器的连接图中，经过相序保护的主拖动电源通过安全回路的电源接触器（DYC）送入安川变频器（616Gs）的R、S、T。变频器的输出通过U、V、W输送给曳引电动机，曳引电动机PG（速度检出器）卡反馈到变频器。电梯的运行方向是由PLC输出Y0（上运行、）Y1（下运行）输入到变频器；电梯的启动运行由Y2输入到变频器；电梯的选层信号由Y4输入到变频器，用于电梯减速提车之用；当电梯到达目标楼层的平层位置时，信号由PLC1的输出停车制动信号Y3给变频器；如果电梯时检修运行时，信号由Y9输入给变频器，此时变频器执行慢速运行。电梯启动→加速→正常运行，减速→平层→停车，检修运行的速度曲线均由变频器数据设定完成。变频器的输入信号端子意义也由变频器参数设定确定。PLC只需给变频器相应的信号即可完成各种相应的动作。图7-1电梯主电路图7.1.3子系统框图图7-2电梯控制电源电路图图7-3电梯照明电路图开始7.2单梯软件设计开始YNYN存储当前轿厢位置存储当前轿厢位置计时计时有上下呼信号否？有上下呼信号否？Y有呼梯否？Y有呼梯否？N比较判断呼梯信号N比较判断呼梯信号有反向呼梯否有反向呼梯否YY存储满足条件的呼梯信号存储满足条件的呼梯信号NN根据结果判断上下行根据结果判断上下行计时到返回基站计时到返回基站上行，同时响应有效的上呼梯信号下行，同时响应有效的上呼梯信号上行，同时响应有效的上呼梯信号下行，同时响应有效的上呼梯信号NN到位否？到位否？N到位否？到位否？NYYYY停轿，清相应呼梯信号并发出开门信号停轿，清相应呼梯信号并发出开门信号停轿，清相应呼梯信号并发出开门信号停轿，清相应呼梯信号并发出开门信号下行信号响应完否？下行信号响应完否？上行信号响应完否？YYYYNYNY有上呼梯否？有上呼梯否？响应下呼梯信号无上下呼梯时可响应反向呼梯响应上呼梯信号N有下呼梯否？Y响应下呼梯信号无上下呼梯时可响应反向呼梯响应上呼梯信号N有下呼梯否？Y图7-4呼梯流程图河南城建学院本科毕业设计（论文）单梯设计7.3电梯紧急事故处理为了防止电梯的剪切、挤压、坠落和撞击事故的发生，电梯通常设置有一整套的安全保护措施。电梯安全保护装置分为机械安全装置和电气安全装置两部分组成，其基本组成：1）超速(失控)保护装置：限速器、安全钳。2）电梯防超越行程的保护：防止越程的保护装置一般由设在井道内上下端站附近的强迫换速开关、限位开关和极限开关组成。3）蹲底与冲顶缓冲保护装置：缓冲器。4）防人员剪切和坠落的保护：护脚板、门、门锁和门的锁闭验证装置。5）报警装置：包括轿箱内与外的警铃、电话等。6）紧急救援装置：机房内的人力救援装置盘车手轮、电动救援装置等。7）门的安全保护装置：层门、轿门设置门光电保护装置、门电子检测装置、门安全触板等。8）电梯不安全运行防止系统：如轿厢超载装置、限速器断绳开关、错断相保护等。9）电梯维护及检修人员专用开关：停止开关和检修运行装置。下面为几种电梯紧急事故的处理方式：1）电梯运行过程中如果出现超速、超越端站、异常响声、振动或异常气味等现象时，应立即按下急停按钮使电梯停车。若按下急停按钮仍不能阻止电梯运行时，司机及梯内人员应保持冷静，切勿用外力打开轿门企图跳出轿厢。2）电梯在运行中突然停车时，司机或轿内人员应先用警铃、电话等报警装置通知维修人员。维修人员在未查清事故原因前，首先切断电源，然后用盘车手轮将轿厢移动到附近厅门口，按下急停按钮，用人力打开轿门和厅门，使轿内人员撤离轿厢。3）当电梯因安全钳动作而停车时，用紧急报警装置通知维修人员前来营救，使轿内人员从安全窗等处撤离，但在此之前，一定要先按下急停按钮。4）发生火灾时，司机和乘用人员要保持镇静，把电梯就近开到安全的层站停车，并迅速撤离轿厢。离开轿厢后应关闭好厅门，为电梯进入消防状态运行做好准备。下图为单部电梯安全回路示意图，其主要作用就是当某一安全开关动作时，电梯可以切断电源或控制回路部分的线路，使电梯停止运行。2L1、2L2之间为安全回路:其中K70为安全接触器，K71为门锁继电器，S711、S714、S717分别为机房停止开关、轿顶停止开关和地坑停止开关，此为推拉式紧停按钮型号为LA42JT颜色为红色。S55、S56分别为上下行极限开关；S712、S713、S715、S716、S718、S721、S722分别为限速器开关、盘车手轮保护开关、轿顶停止开关、安全窗开关、安全钳开关、断绳开关、液压缓冲器开关、液压缓冲器开关；A、B之间为门锁回路:S730与S730A是轿门开关，S731-S738为层门开关。图7-5电梯安全回路图河南城建学院本科毕业设计（论文）结论结论本文设计了变频器驱动的电梯模型，在现在简单模型的基础上，用组态软件MCGS对电梯运行进行了监控，在此基础上深入探讨了关于电梯群控的问题。电梯控制技术是一项综合型的技术，电梯群控又是一个复杂的系统，本文中介绍的电梯控制系统与真正地电梯实际运行状况还有一些差距，还需要不断地改进。通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提升，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。当然，本次设计还存在一些不足之处，由于实际条件的限制，本设计未能进行调试运行。当然，设计中肯定还有其他不足之处，恳请各位老师指正。河南城建学院本科毕业设计（论文）参考文献参考文献[1]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社，1996:33一43.[2]DB11420-2007.电梯安装、改造、重大维修和维护保养自检规则，〔S〕.北京：北京市质量技术监督局，2007.[3]GB7588一2003，电梯制造与安装安全规范〔S〕，北京：中国建筑工业出版社，2003.[4]万建如.基于CAN总线电梯控制信号测控网络设计与实现[J].工业控制计算机，2001，14(3):58一60.[5]上海电动工具研究所.GB4343.1一2003电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第1部分，发射〔S〕.北京:中国标准出版社，2003.[6]雷科.电梯群运行调度系统的研究与设计[D].华中科技大学:华中科技大学，2005.5.[7]宋涵.电梯群控系统智能控制的研究[D].浙汀工业大学:浙汀工业大学，2006.5.[8]周玮.电梯群控系统的调度算法研究[D].华中科技大学:华中科技大学，2004.5.[9]宗群，曹燕飞.电梯群控系统中智能控制方法明.电气传动，1998，3.[10]YamazakiM，OnishiK.Thelatestgroup-controlsystemfordouble-deekelevators[J].Mitsubishi,1986,62(2):43一50.[11]Nowaketal,EleetrieAdvance[J].Mitsubishi，1994，67(6):21一22.[12]Vidette.BuildingaDataWarehouseforDeeisionSupport.ByprentieePTR[M].PrentieeHall，Ine·1994,34(5):11一32.[13]STC89C5lRC/RD+系列单片机器件手册[Z].[14]MC34063用户手册[Z][15]王继国，吉吟东，孙新亚.CAN总线控制器Mc咒5巧的原理及应用[J].电测与仪表，2004，(1):52一56.[16]吴永风，王红蕾，王俊波.CAN总线接口芯片PCA82C250及其应用[J〕.贵州工业大学学报，2005，34(3):76一79.河南城建学院本科毕业设计（论文）附录附录CONTROLLER_BASEEQU7E00H;SJA1000的片选地址RCV_GOODBIT0FH;成功的接收一帧标志SEC_FLAGBIT010H;一秒到标志ERR_FLAGBIT011H;监测到错误标志SAVE_INT_INFODATA032H;保存SJA1000中断寄存器的内容SEND_DATA_BUF1DATA040H;发送缓冲区SEND_DATA_BUF2DATA041HSEND_DATA_BUF3DATA042HSEND_DATA_BUF4DATA043HSEND_DATA_BUF5DATA044HSEND_DATA_BUF6DATA045HSEND_DATA_BUF7DATA046HSEND_DATA_BUF8DATA047HSEND_DATA_BUF9DATA048HSEND_DATA_BUF10DATA049HRCV_DATA_BUF1DATA050H;接收缓冲区RCV_DATA_BUF2DATA051HRCV_DATA_BUF3DATA052HRCV_DATA_BUF4DATA053HRCV_DATA_BUF5DATA054HRCV_DATA_BUF6DATA055HRCV_DATA_BUF7DATA056HRCV_DATA_BUF8DATA057HRCV_DATA_BUF9DATA058HRCV_DATA_BUF10DATA059HERROR_STATUSDATA07CH;错误状态表示TEST_DATADATA07FH;测试发送数据;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ORG0000HLJMPMAIN;运行主程序ORG0003HLJMPBCAN_INT0;中断方式访问SJA1000程序ORG000BHLJMPT0_INTERRUPT;定时器0中断;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ORG0100H;程序开始MAIN:MOVR0,#07FHCLRAMOV@R0,ADJNZR0MOV@R0,AMOVSP,#60H;设置SPCLRP2.0;SJA1000退出硬件复位模式LCALLSJA1000_INT0;初始化SJA1000LCALLT0_INITCLRP3.4;点亮指示灯SETBPX0SETBIT0SETBEX0SETBET0SETBTR0SETBEALOOPER:JNBRCV_GOOD,LOOPER2;SJA1000成功接收一帧,通知CPU处理CLRRCV_GOODLCALLRCVDATA_PRGLOOPER2:JNBSEC_FLAG,LOOPER3;一秒时间到,每秒发送一次CLRSEC_FLAGCLRP3.5;点亮指示灯LCALLSENDDATA_PRGLOOPER3:JNBERR_FLAG,LOOPER4;错误标志,错误处理CLRERR_FLAGLCALLERR_PRGLOOPER4:AJMPLOOPER;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;初始化SJA1000;SJA1000_INT0:LCALLBCAN_CREATE_COMMUNATION;调用SJA1000接口测试函数MOVR7,#04LCALLBCAN_SET_BANDRATE;设置波特率为100kMOVR7,#0A8H;设置接收报文IDMOVR6,#0FFHLCALLBCAN_SET_OBJECTMOVR7,#0AAH;设置输出控制、时钟分频;正常输出模式MOVR6,#048H;使能内部比较器、禁止CLKOUTLCALLBCAN_SET_OUTCLK;LCALLBCAN_QUIT_RETMODEL;退出复位状态MOVDPTR,#REG_CONTROL;开放SJA1000内部功能中断MOVA,#01EH;中断开放MOVX@DPTR,ACLRF0RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;错误信息处理ERR_PRG:LCALLBCAN_ENTER_RETMODEL;进入复位模式LCALLSJA1000_INT0;MOVERROR_STATUS,#0FCHRET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;接收数据处理部分RCVDATA_PRG:MOVR0,#RCV_DATA_BUF1;微处理器接收首地址LCALLBCAN_DATA_RECEIVE;调用接收数据子程序