升降機(jī)的設(shè)計(jì)報(bào)告.docx

天津理工大學(xué)設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱： 模擬電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014年1月 系 部： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 14級(jí)機(jī)械 姓 名： 韓立明 指導(dǎo)教師： 天津理工大學(xué)設(shè)計(jì)報(bào)告任務(wù)書系 部機(jī)械系指導(dǎo)老師職稱學(xué)生姓名韓立明班級(jí)機(jī)械學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目 模擬電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容目標(biāo)和要求設(shè)計(jì)高度為3層的電梯控制系統(tǒng)模型。二樓的電梯間設(shè)置“上升”和“下降”選擇按鍵，一樓電梯間只設(shè)置“上升”按鍵，三樓電梯間只設(shè)置“下降”按鍵，每個(gè)按鍵配發(fā)光二極管，作為指示燈。到達(dá)目標(biāo)樓層或在“上升”和“下降”過程中電梯間有按“上升”和“下降”鍵的情況，電梯停后（約4）。控制臺(tái)設(shè)置控制電梯的“開始運(yùn)行”和“停止運(yùn)行”按鍵。用一只數(shù)碼管顯示電梯當(dāng)前所在的樓層，電梯初始樓層位置為一樓，電梯在各樓層的定位不采用行程開關(guān)，采用延時(shí)控制，相應(yīng)樓層升降時(shí)間設(shè)為5s?！菊n題的內(nèi)容與要求】設(shè)計(jì)高度為3層的電梯控制系統(tǒng)模型。二樓的電梯間設(shè)置“上升”和“下降”選擇按鍵，一樓電梯間只設(shè)置“上升”按鍵，三樓電梯間只設(shè)置“下降”按鍵，每個(gè)按鍵配發(fā)光二極管，作為指示燈。到達(dá)目標(biāo)樓層或在“上升”和“下降”過程中電梯間有按“上升”和“下降”鍵的情況，電梯停后先開門（約2s），然后關(guān)門（約2s）?？刂婆_(tái)設(shè)置控制電梯的“開始運(yùn)行”和“停止運(yùn)行”按鍵。用一只數(shù)碼管顯示電梯當(dāng)前所在的樓層，電梯初始樓層位置為一樓，電梯在各樓層的定位不采用行程開關(guān)，采用延時(shí)控制，相應(yīng)樓層升降時(shí)間設(shè)為5s?！厩把浴可钤诶^續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國(guó)奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)保一款款集納了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競(jìng)相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。【方案的比較與評(píng)價(jià)】本程序采用單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫。通過P0口按鈕控制實(shí)現(xiàn)電梯升降及相應(yīng)樓層指示燈與樓層顯示。1.P0.0為一樓按鈕，控制一樓LED亮與數(shù)碼管顯示；2.P0.1為二樓按鈕，控制二樓LED亮與數(shù)碼管顯示；3.P0.2為三樓按鈕，控制三樓LED亮與數(shù)碼管顯示；單片機(jī)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)、編程方便、易于使用、工作環(huán)境要求比較低，廣泛用于工業(yè)控制?！绢A(yù)期的效果及指標(biāo)】介紹電梯的制作以及其工作原理，通過單片機(jī)控制達(dá)到預(yù)期的效果。繪制Protel 99 SE電路原理圖與PCB板圖、仿真圖，通過理論調(diào)試，能夠用按鍵的操作來實(shí)現(xiàn)電梯上升、下降與停止，同時(shí)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的樓層。能夠通過焊接形成實(shí)物，并裝載程序能達(dá)到電梯上升下降的預(yù)期效果。電梯的組成1曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。2.導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。3.轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。4.門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。5.重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。重量平衡系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。6.電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。7.電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。8.安全保護(hù)系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。安全保護(hù)系統(tǒng)主要由電梯限速器、安全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關(guān)裝置組成。2電梯的工作原理及分類：電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。 電梯的分類：根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。1、按用途分類乘客電梯 為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。載貨單體 主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。醫(yī)用電梯 為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長(zhǎng)而窄的特點(diǎn)。雜物電梯 供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。觀光電梯 轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。2、電梯斜行電梯 轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。立體停車場(chǎng)用電梯 根據(jù)不同的停車場(chǎng)可選配不同類型的電梯。建筑施工電梯 是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。 第二章 單片機(jī)系統(tǒng)組成及原理單片機(jī)的結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件部分通常由五部分組成：中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O接口。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的總體硬件結(jié)構(gòu)1、中央處理單元CPU（8位）用于數(shù)據(jù)處理、位操作（位測(cè)試、置位、復(fù)位）2、只讀存儲(chǔ)器ROM（4KB或8KB）用于永久性存儲(chǔ)應(yīng)用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM3、隨機(jī)存取存取器RAM（128B 或256B）用于程序運(yùn)行中存儲(chǔ)工作變量和數(shù)據(jù)4、并行輸入/輸出口 I / O（32線）4個(gè)8位并行I/O口P0、P1、P2、P3口， 用作系統(tǒng)總線、擴(kuò)展外存、I / O接口芯片5、串行輸入/輸出口 UART （二線）1個(gè)全雙工的異步串行口；用于串行通信6、定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T（16位增量可編程）2 個(gè)或三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；它與CPU之間各自獨(dú)立工作，當(dāng)它計(jì)數(shù)滿時(shí)向CPU中斷7、時(shí)鐘電路 fosc振蕩頻率fOSC在1.212Mhz； 分為內(nèi)部振蕩器、外接振蕩電路8、中斷系統(tǒng) 5源中斷、 2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； ，可編程進(jìn)行控制。2、介紹1主電源引腳VCC：芯片工作電源端，接5V。 Vss：電源接地端。.2時(shí)鐘振蕩電路引腳XTAL1 ：內(nèi)部晶體振蕩電 路的反相器輸入端。 XTAL2：內(nèi)部晶體振蕩電路 的反相器輸出端。3控制信號(hào)引腳RST：為復(fù)位信號(hào)輸入端。 外部接復(fù)位電路。ALE：為地址鎖存允許信號(hào)。 在不訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE以時(shí)鐘振蕩頻率的16的固定頻率輸出，用示波器觀察ALE引腳上的脈沖信號(hào)是判斷單片機(jī)芯片是否正常工作的一種簡(jiǎn)便方法。： 外部程序存儲(chǔ)器ROM的讀選通信號(hào)。到外部ROM取指令時(shí)，自動(dòng)向外發(fā)送負(fù)脈沖信號(hào)。 /Vpp：為訪問程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)。4、并行I端口引腳P0口（P0.0 P0.7）；P1口（P1.0 P1.7）；P2口（P2.0 P2.7）；P3口（P3.0 P3.7）。 系統(tǒng)組成:電梯電路系統(tǒng)由AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、按鈕等組成。單片機(jī)系統(tǒng)作為電梯電路系統(tǒng)的核心部件。通過按鈕的控制信號(hào)的傳入，單片機(jī)作出指令，控制數(shù)碼管樓層顯示和二極管發(fā)光工作原理按鈕控制電梯是否有動(dòng)作信號(hào)的傳入:a.沒有信號(hào)，電梯不動(dòng)作。b.有信號(hào)，則：(1)一樓按鈕動(dòng)作，電梯只上升，二樓有信號(hào)在二樓停，三樓有信號(hào)在三樓停；(2)二樓按鈕動(dòng)作，電梯上升或下降，若一樓有信號(hào)，則下降；若三樓有信號(hào)，則上升。(3)三樓按鈕動(dòng)作，電梯只下降，二樓有信號(hào)在二樓停，一樓有信號(hào)在一樓停；二極管的介紹：我們用的是5的白發(fā)白的發(fā)光二極管，其引腳是長(zhǎng)正短負(fù)，我們裝之前必須用萬(wàn)用表檢測(cè)二極管的好壞，我們不用其他顏色的發(fā)光二極管是因?yàn)閭€(gè)人覺得其它顏色的白色的用得久，因?yàn)楹苋菀讚p壞。碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。我們先用6v電源檢測(cè)每一個(gè)引腳所對(duì)應(yīng)的引腳并記錄在紙上，然后把它用排線連接到萬(wàn)用板上。3、按鈕的介紹按鈕(也稱為按鍵)是一種常用的控制電器元件，常用來接通或斷開控制電路（其中電流很?。?，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備運(yùn)行目的的一種開關(guān)。一般而言，紅色按鈕是用來使某一功能停止，而綠色按鈕，則通可開始某一項(xiàng)功能。按鈕的形狀通常是圓形或方形。電子產(chǎn)品大都有用到按鍵這個(gè)最基本人機(jī)接口工具，隨著工業(yè)水平的提升與創(chuàng)新，按鍵外觀的也變的越來越多樣化及豐富的視覺效果。按鈕分為：(1)常開按鈕開關(guān)觸點(diǎn)斷開的按鈕；(2)常閉按鈕開關(guān)觸點(diǎn)接通的按鈕；(3)常開常閉按鈕開關(guān)觸點(diǎn)既有接通也有斷開的按鈕。所在樓層是否有信號(hào)電梯停止2、3樓是否有信號(hào)一樓是否有信號(hào)1、2樓是否有信號(hào)三樓是否有信號(hào)電梯是否在一樓電梯是否在二樓電梯是否在三樓電梯停止電梯停止電梯下降電梯上升電梯上升電梯下降電梯停止程序方框圖如下：YES NO YES YESNONO YES YES NOYESNONOYES YES NO電梯控制電路安裝與調(diào)試我們首先是用萬(wàn)用表檢測(cè)元器件的好壞，然后分別連在萬(wàn)用板上，并且用導(dǎo)線連好，分別用排線連接好，方便與單片機(jī)的各個(gè)引腳相互連接，特別是單片的焊接時(shí)要特別注意其對(duì)應(yīng)的引腳所接哪里，分別得用排線連接到插針上。方便調(diào)試。調(diào)試與仿真首先用萬(wàn)用表測(cè)試電路是否短路：將萬(wàn)用表的紅標(biāo)棒與黒表棒分別接電路中電源正極和電源負(fù)極，若萬(wàn)用表讀數(shù)不為0，則電路接線良好；若萬(wàn)用表讀數(shù)為0，則電路短路，需檢查、更改電路，使其電路連接正確。對(duì)已經(jīng)裝配好的實(shí)物電路裝載程序進(jìn)行調(diào)試圖見下，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)效果。若不能達(dá)到其效果，則需檢查電路與程序是否有錯(cuò)，不斷修改達(dá)到其效果程序;七段碼：1為#06H,2為#5BH,3為#4FHK1K BIT P0.0K2K BIT P0.1K3K BIT P0.2ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART:MOVP1,#06HCLRP0.3LJMPLOOPK1:LCALLYS;電梯在一樓MOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.3LOOP1:JNBK2K,K12JNBK3K,K13LJMPLOOP1K12:CLRP0.7LCALLYSMOVR1,#50;上升5SCPLP0.7MOVP1,#5BHCLRP0.4LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.4LOOP4:JNBK3K,K13LJMPLOOP4K13:CLRP0.7LCALLYSMOVR1,#100;上升10SCPLP0.7MOVP1,#4FHCLRP0.5LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.5LJMPLOOPLOOP:JNB K1K,K1JNB K2K,K2JNB K3K,K3LJMP LOOPK2:CLRP0.7;電梯在二樓LCALLYSMOVR1,#100;上升10SCPLP0.7CPLP0.3MOVP1,#5BHCLRP0.4LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.4LOOP2:JNBK1K,K21JNBK3K,K23LJMPLOOP2K21:CLRP0.6LCALLYSMOVR1,#50;下降5SCPLP0.6MOVP1,#06HCLRP0.3LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.3LOOP3:JNBK2K,K32LJMPLOOP3K23:CLRP0.6LCALLYSMOVR1,#50;上升5SCPLP0.6MOVP1,#4FHCLRP0.5LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.5LJMPLOOPK3:CLRP0.6;電梯在三樓LCALLYSMOVR1,#100;上升10SCPLP0.6CPLP0.3MOVP1,#4FHCLRP0.5LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.5LOOP5:JNBK1K,K31JNBK2K,K32LJMPLOOP5K31:CLRP0.6LCALLYSMOVR1,#100;下降10SCPLP0.6MOVP1,#06HCLRP0.3LCALLYSMOVR1,#20;開門2SLCALLYSMOVR1,#20;等待2SLCALLYSMOVR1,#20;關(guān)門2SCPLP0.3LOOP6:JNBK2K,K32LJMPLOOP6K32:CLRP0.6LCA