开题报告-单片机电梯控制系统设计硬件子系统.doc

淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：通信工程设计(论文)题目：单片机电梯控制系统设计硬件子系统指 导 教 师:2013年3月8日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文 献 综 述1 引言随着生活节奏的加快以及生活环境的改变，住房以及办公楼逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。因此电梯在我们的生活中起着举足轻重的作用，它已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。电梯是比较复杂的机电一体化的大型工业产品，它既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制系统。作为建筑内的主要运输工具，全社会使用电梯的数量正在迅速增加。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。电梯的材质由黑色到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半菱形、圆形观光电梯群控系统将更加智能化、超高速电梯越来越高、蓝牙技术在电梯上广泛应用、绿色电梯将普及等方面发展。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。而单片机价格相当便宜，由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。2 国内外电梯系统技术的发展现状在现代社会和经济活动中，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输工具。电梯作为垂直运输的升降设备，其特点是在高层建筑物中所占的面积很小，同时通过电气或其它的控制方式可以将乘客或货物安全、合理、有效地送到不同的楼层。基于这些优点，在建筑业特别是高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告时期。电梯的存在，使得每幢大型高楼都可以成为一座垂直的城市。在纽约的前世界贸易中心大楼里，除每天有5万人上班外，还有8万人次的来访和旅游，因此250台电梯和75台自动扶梯的设置和正常运行，才使得合理调运人员、充分发挥大楼的功能成为现实。中国第一高楼、坐落在上海浦东的金茂大厦，高度420.5m，主楼地上88层，建筑面积220000，集金融、商业、办公和旅游为一体，其中60台电梯、18台扶梯的作用是显而易见的。20世纪初，美国出现了曳引式电梯，钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，使轿厢与对重作一生一降的相反运动。显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受控制，当然轿厢的载重量以及提升的高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯的使用需求。因此，近一百年来，曳引电梯一直受到重视，并发展沿用至今。其具体运行模型如图1所示：1231轿厢 2曳引轮 3对重 图1 曳引式电梯示意图在后来的几十年里，通过变换电动机级数的调速方法来调整电梯运行速度的技术相继研制成功，1933年，世界上第一台运行速度为6 m/s 的电梯被安装在美国纽约的帝国大厦。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告第二次世界大战后，建筑业的发展促使电梯进入了高峰发展时期，代表新技术的电子技术被广泛应用于电梯领域的同时，陆续出现了群控电梯、超高速电梯。随着电力电子技术的发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯系统，使电梯的拖动系统简化，性能提高。同时交流调压调速系统的研制和开发，使交流电梯的调速性能有了明显的改善。进入20世纪80年代，通过控制电动机定子供电电压与频率调整电梯运行速度的调压调频技术研制成功，出现了交流变压变频（VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动的新领域。1993年，日本生产了12.5m/s的世界最高速交流变压变频调速电梯，结束了支流电梯独占高速电梯领域的历史。电梯发展到今天，在使用需求和新技术应用方面都到了全面发展的时期。随着智能化、信息化建筑的兴起与完善，要求电梯不只是完成垂直运输的基本功能，还应以人为本，提高舒适度，特别从电梯运行的控制智能化角度考虑，电梯的优质服务不再是单一的“时间最短”问题，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统等方法，以期实现单梯与群控管理的最佳模式、合理的配置与使用、远程监控与故障诊断、节能以及减少环境污染等。3 本课题研究的目的和意义电梯是标志现代物质文明的垂直运输工具，是机电一体化的复杂运输设备。它涉及电子技术、机械工程、电力电子技术微电脑技术、电力拖动系统和土建工程等多个科学领域。作为高层建筑物上下交通运输的重要设备，越来越多的机电专业将参与电梯技术方面的工作，为了掌握电梯的结构和控制技术就有必要把这庞大的集机械、电气、传感器于一体的产品模拟化，用PLC、单片机、微机、变频器等控制手段去开发多功能应用软件，对提高学生的综合应用程序设计能力也将是非常有益和非常有效的。常用的微机控制主要的有两种技术：基于PLC控制和基于单片机控制两大技术。但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜，也不像PLC那么有针对性，可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。基于单片机控制的电梯可以大大的降低成本而且运行也较可靠，采用单片机来实现老式电梯控制系统的改造无疑是最佳方案。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告4 对本课题的启发本设计是采用AT89S52单片机作为控制器，利用其丰富的I/O接口与外围电路配合进行控制。采用数码管静态显示来实时显示电梯所在楼层，利用行列式矩阵键盘作为外呼内选电路。当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后通过键盘扫描触发电平，调用内部程序选择判断去哪一层，继续运行。通过单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降只响应下降呼叫。电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。本电路主要由以下电路组成：单片机控制模块、电动机控制模块、LED显示模块、上电复位模块、紧急报警模块、电源模块、位置检测模块、键盘电路模块总体方框图如图2所示： 图2 功能框架图毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告参 考 文 献1 李广弟，朱月秀，冷祖祁. 单片机基础(第3版).北京：北京航空航天大学出版社，2007.62 李朝青.单片机原理及接口技术M.北京：北京航空航天出版社，2006:41-47 3 房小翠，王金凤.单片机实用系统设计技术M.北京：国防工业出版社，1999:10-174 阎石.数字电子技术基础(第三版)M.北京：高等教育出版社，1989:15-215 梁延东.电梯控制技术M.北京：中国建筑工业出版社，1997:29-336 何立民.单片机应用系统设计M.北京：北京航空航天出版社，1993:18-257 陈伯时.电力拖动自动控制系统M.上海：上海工业大学出版社，1991:31-378 廖晓钟.电气传动与调速系统M.北京：中国电力出版社，1998:11-239 李国栋.谈电梯控制系统的检测问题.中国电梯J,2002年7月第13卷(第10期)：383910 万长建，张莉.用单片机实现高层电梯运行自动控制J.实验技术与管理，2007,24(5):25626111 张娅莉，曲国锋.单片机在电梯自动控制中的应用J.2003,16(2):13513812 梁延东.电梯控制技术M.北京：中国建筑工业出版社.1997:34-7813 张汉杰，王锡仲，朱学莉.现代电梯控制技术M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001:45-18914 康华光.电子技术基础数字部分.高等教育出版社，200215 V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier EffectJ ,2002毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1 课题需解决的问题此次课题的主要内容是以单片机为主控制器的电梯控制系统。电梯系统是一个非常复杂的系统，需要通过单片机来控制好各大模块的协调统一工作，通过单片机输出驱动电路然后控制电梯的升降。根据问题的提出、意义和文献综述，本课题研究的具体内容需解决以下四个方面的问题：(1) 对电梯系统常用的控制方法的研究；(2) 电梯控制系统硬件组成及其原理；(3) 电梯在信号传输中遇到的问题；(4) 控制电机转动使电梯快速、平稳、准确到达指定位置。以上的问题，可以利用画图软件Altium Designer进行电路部分的设计以及通过软件部分的设计控制各模块的运行。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2 进度安排2013-02-24 2013-03-08 外文资料翻译，完成开题报告2013-03-09 2013-03-10 开题答辩2013-03-11 2013-04-14 硬件框图设计，PCB板制作2013-04-15 毕业设计中期检查2013-04-16 2013-05-10 电路焊接、调试2013-05-11 2013-06-07 系统统调、撰写毕业设计说明书2013-06-08 2013-06-09 论文打印2013-06-10 交毕业设计说明书及相关资料2013-06-12 2013-06-13 评阅毕业设计论文说明书2013-06-14 系毕业设计考核小组审议答辩资格2013-06-16 2013-06-17 毕业答辩毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：该同学能够根据课题需要，查阅大量资料，分析国内外电梯控制系统研究现状及发展趋势，根据课题任务需求，初步提出自己的解决方案，以及各功能模块，符