基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

黃健

摘 要：新時(shí)期，隨著人們生活層次的不斷提升，電梯已經(jīng)不再令人感到陌生。而近年來(lái)，我國(guó)高層建筑行業(yè)的發(fā)展速度較快，由此帶動(dòng)著電梯行業(yè)的發(fā)展速度不斷提升，給人們的出行和生產(chǎn)、生活帶來(lái)了諸多便利。但是，由于電梯在制動(dòng)或者是起動(dòng)的過(guò)程中都會(huì)伴隨一定的危險(xiǎn)性，因而如何將電梯進(jìn)行合理化的控制，這是當(dāng)前急需解決和應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。基于此，筆者針對(duì)單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題展開了分析。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);電梯設(shè)計(jì);系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，由于電梯的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)成具有一定的復(fù)雜性，因而，為了進(jìn)一步地促進(jìn)我國(guó)電梯使用的安全性、穩(wěn)定性，筆者針對(duì)當(dāng)前電梯運(yùn)行的阻礙性問(wèn)題進(jìn)行了闡述，并著重圍繞著基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題展開了思考，這對(duì)于優(yōu)化其結(jié)構(gòu)，以及促進(jìn)電梯控制系統(tǒng)的安全性而言具有重要的現(xiàn)實(shí)性意義。

一、與PLC電梯設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間的差別分析

基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與PLC電梯設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間存在著極大的差異性，為了更好地分析和把握基于單片機(jī)原理的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，則需要針對(duì)二者之間的不同點(diǎn)和各自的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)等方面展開具體的分析，從而更有針對(duì)性地采取相關(guān)措施來(lái)改進(jìn)當(dāng)前的電梯控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的不足之處，以此來(lái)保證我國(guó)電梯的運(yùn)行更具安全性和可靠性。

通常意義上，基于PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在造價(jià)上要高于以單片機(jī)原理為依托的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)造價(jià)，因?yàn)閷纹瑱C(jī)作為電力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要芯片時(shí)，可以使用PWM型驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，這可以在極大程度上影響電梯控制系統(tǒng)的造價(jià)，即促進(jìn)電梯控制系統(tǒng)的造價(jià)可以保持在一個(gè)相對(duì)比較低的水平。而如果使用變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，那么將會(huì)影響整個(gè)電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)造價(jià)，即促使造價(jià)不斷提升。與此同時(shí)，基于單片機(jī)原理的電梯控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以使用精度較高的測(cè)量電路，有利于與相對(duì)較為穩(wěn)定的數(shù)字軟件相互結(jié)合，進(jìn)而保證整個(gè)電梯控制系統(tǒng)的信號(hào)處理更加精確、高效。因此，在我國(guó)當(dāng)前的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，相關(guān)設(shè)計(jì)者往往會(huì)選擇基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二、基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

（一）對(duì)重量的檢測(cè)

在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，對(duì)重量的檢測(cè)是其中的一項(xiàng)重要與關(guān)鍵的內(nèi)容。進(jìn)行重量檢測(cè)主要是通過(guò)利用相關(guān)高精度的儀器設(shè)備對(duì)電梯重量進(jìn)行檢測(cè)，基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)主要是通過(guò)利用重量傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種傳感器不僅具有精確度較高的優(yōu)勢(shì)，而且其價(jià)格較為便宜，可以有效地控制其支出的成本，與此同時(shí)，在1kg的壓力范圍之內(nèi)，可以保障20mV的電壓信號(hào)。因此，為了對(duì)其電壓信號(hào)進(jìn)行有效的測(cè)量，可以在重量傳感器的一端連接儀表的放大器，這樣便可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量的電壓信號(hào)的可視化，以便于觀察、研究。在此基礎(chǔ)之上，再將其轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，最后由單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行信號(hào)顯示。

（二）對(duì)電源進(jìn)行控制

基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的電源可以進(jìn)行多種選擇。但是，因?yàn)橄到y(tǒng)不同模塊之間輸出的電壓值之間具有較大的差異，為了使其不受到較為嚴(yán)重的干擾，應(yīng)該采取較為恰當(dāng)?shù)母綦x措施。根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)際操作情況，其電源的選擇可以大致劃分為以下幾種類型：當(dāng)電源為+/-15V的電源時(shí)可以選擇放大電路供電;當(dāng)其為+/-5V時(shí)可以選擇單片機(jī)邏輯電路供電，而+3.3V則應(yīng)該向單片機(jī)供電。需要進(jìn)行注意的是其電源必須共電，并且要將+15V和-5V的電壓進(jìn)行隔離，同時(shí)還要使得傳感器開關(guān)與信號(hào)開關(guān)的供電可以單獨(dú)進(jìn)行。

（三）對(duì)運(yùn)行進(jìn)行管理

電梯設(shè)備的運(yùn)行方向與運(yùn)行方式主要是由其系統(tǒng)的管理模塊來(lái)控制的，因此，通過(guò)對(duì)操作信號(hào)以及呼梯信號(hào)的控制可以有效地實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息傳遞，以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。

（四）對(duì)位置顯示的調(diào)整

基于單片機(jī)電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容是對(duì)電梯轎廂位置進(jìn)行顯示，對(duì)其位置進(jìn)行顯示的方式主要有兩種，一種是非接觸的方式，一種是接觸的方式。一般而言，出于對(duì)其安全性與準(zhǔn)確性的考慮通常是選擇非接觸的方式，在這種方式之中主要是使用廣電反射傳感器，這種傳感器不僅可以有效地抗干擾，還具有準(zhǔn)確度較高、便于遠(yuǎn)距離操作等優(yōu)點(diǎn)。這種傳感器一般是安裝于電梯的極限位置和每一層樓，傳感器的信號(hào)是由電梯控制系統(tǒng)電路對(duì)其進(jìn)行處理，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后在輸入到單片機(jī)之中。

（五）電機(jī)的控制

電梯控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的控制作用主要可以概括為以下幾個(gè)方面：首先，對(duì)其電機(jī)的速度進(jìn)行控制，電梯控制系統(tǒng)為單片機(jī)的速度值進(jìn)行設(shè)定，使得輸出的PWM可以滿足現(xiàn)實(shí)的需要，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)其電機(jī)運(yùn)行速度的有效控制。其次，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行方向進(jìn)行有效地控制。電梯控制系統(tǒng)為單片機(jī)提供相應(yīng)的輸入信號(hào)，并且根據(jù)相應(yīng)地邏輯分析實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的上升、下降運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。再次，對(duì)電梯轎廂的慣性進(jìn)行有效地控制。當(dāng)電梯上升或者下降的過(guò)程之中，如果其供電被突然地切斷，這時(shí)電梯會(huì)由于其慣性的原因?qū)е缕綄映霈F(xiàn)不準(zhǔn)確。因此，為了避免此種現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)該在其系統(tǒng)之中增加反向電壓制動(dòng)系統(tǒng)，這樣能夠在一定程度上提高電梯平層的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，筆者在上述文章中主要針對(duì)基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)與PLC電梯設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間的差別，以及該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容展開了分析與探究，并對(duì)此提出了幾點(diǎn)個(gè)人的思考與建議，進(jìn)一步凸顯了我國(guó)電梯運(yùn)用過(guò)程中對(duì)于完善的電梯控制系統(tǒng)的需求。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)階段，相關(guān)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作人員和相關(guān)的企業(yè)應(yīng)該著重關(guān)注這一問(wèn)題，并針對(duì)電梯控制系統(tǒng)在現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行科學(xué)、合理的分析，針對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行具體的思考，不斷完善單片機(jī)的各項(xiàng)功能，從而使其能夠在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮自身的良性作用，使得整個(gè)電梯的運(yùn)行過(guò)程更加安全、可靠。

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