基于ATMEL單片機(jī)的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)

一、項(xiàng)目概述

1.1 引言

自動(dòng)扶梯廣泛應(yīng)用于大型商場(chǎng)、超市、機(jī)場(chǎng)、地鐵、賓館等場(chǎng)合。大多數(shù)扶梯在客流量大的時(shí)候，工作于額定的運(yùn)行狀態(tài)，在沒(méi)有乘客時(shí)仍以額定速度運(yùn)行，具有耗能大、機(jī)械磨損嚴(yán)重、使用壽命低等缺點(diǎn)。采用ATmega16a4為控制芯片的自動(dòng)自動(dòng)扶梯將是扶梯的發(fā)展方向。

1.2 項(xiàng)目背景

目前,我國(guó)生成的自動(dòng)扶梯其控制系統(tǒng)基本上可以分為兩大類,即傳統(tǒng)的繼電器控制型和流行的可編程序控制器(PLC)控制型。前者存在有線路繁復(fù)、觸點(diǎn)多和易故障等缺點(diǎn),而后者雖然克服了前者的許多缺點(diǎn),但需要有專職人員對(duì)PLC進(jìn)行編程。為此,我們開發(fā)了一種比較通用的自動(dòng)扶梯微機(jī)控制器。該控制器主要由ATmega16a4芯片構(gòu)成，它具有接線簡(jiǎn)單，使用方便的特點(diǎn)。

二、需求分析

2.1 功能要求

使用了ATmega16a4芯片為核心的控制器，自動(dòng)扶梯可以實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)行、Y/△啟動(dòng)、控制拽引電機(jī)抱閘、監(jiān)視扶手帶速度、控制照明接觸器。

2.2 性能要求

1、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)

2、錯(cuò)項(xiàng)與斷相保護(hù)

3、運(yùn)行狀態(tài)或安全回路故障顯示

4、隨時(shí)抱閘監(jiān)視

5、扶手帶速度監(jiān)視

6、Y/△轉(zhuǎn)換選擇

7、自動(dòng)運(yùn)行

三、方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理說(shuō)明：

扶梯的運(yùn)行需要一系列的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)扶梯的運(yùn)行系統(tǒng)主要扶梯的上下行變換、隨時(shí)抱閘、錯(cuò)相短相保護(hù)、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)、星三角變換、人流量與速度檢測(cè)等部分組成。上下行變換就是當(dāng)給扶梯可以實(shí)現(xiàn)上下行之間的切換而不僅僅局限于單方向的運(yùn)行，提高了扶梯的智能化。隨時(shí)抱閘裝置的主要作用就是以防發(fā)生一些事故的時(shí)候可以對(duì)扶梯實(shí)行抱閘操作，使扶梯可以立刻停下來(lái)減少損失和對(duì)人員帶來(lái)的傷害。錯(cuò)相與斷相保護(hù)主要是防止電氣故障給設(shè)備和電力網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的損害，電機(jī)過(guò)熱保護(hù)主要是防止當(dāng)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)出的熱量使得電機(jī)的溫度過(guò)高而使得電機(jī)燒毀。Y/△變換主要是考慮的人流量他是一個(gè)變量，要是扶梯一直以一個(gè)不變的速度來(lái)運(yùn)行的話，當(dāng)人流量大的時(shí)候扶梯的運(yùn)行效率將非常低，所以我們通過(guò)人流量的檢測(cè)裝置來(lái)額人流量，然后反饋給單片機(jī)讓單片機(jī)作出判斷是否應(yīng)該作出Y/△之間的切換使得扶梯的速度改變，而速度檢測(cè)主要是由編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，編碼器將測(cè)得的數(shù)據(jù)反饋給單片機(jī)，讓單片機(jī)知道當(dāng)前運(yùn)行的速度是多少。

3.2 硬件平臺(tái)選用及資源配置

ATmega16a4 電機(jī) 繼電器 編碼器 傳感器

3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

3.4 系統(tǒng)軟件流程

程序運(yùn)行流程圖

該系統(tǒng)主要是由ATmega16a4控制的扶梯系統(tǒng)，軟件主要分電機(jī)過(guò)熱、突發(fā)事件、人流量變化、斷相模塊組成，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱、突發(fā)事件、人流量變化、斷相的現(xiàn)象時(shí)，各個(gè)檢測(cè)單元將檢測(cè)到的的信號(hào)傳輸給單片機(jī)，然后單片機(jī)將接收到的信號(hào)與各個(gè)基準(zhǔn)量進(jìn)行比較，若單片機(jī)檢測(cè)到電機(jī)的溫度高于當(dāng)初設(shè)定的值那么單片機(jī)就輸出一個(gè)信號(hào)給電機(jī)過(guò)熱保護(hù)單元，控制線路中的接觸器斷開是的電梯停止運(yùn)行。當(dāng)傳感器將檢測(cè)到的信息傳送給單片機(jī)讓單片機(jī)作出判斷，若人流量大于當(dāng)初設(shè)定的值，單片機(jī)控制Y/△變換模塊，使得扶梯的運(yùn)行速度改變！

3.5 系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

制作出系統(tǒng)模型，能夠仿真運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)情況、缺相斷相時(shí)扶梯能夠立即停止運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)到電機(jī)過(guò)熱是單片機(jī)作出反應(yīng)，使得扶梯降低運(yùn)行速度或者停止運(yùn)行。當(dāng)人流量由多變少或者由少多時(shí)，單片機(jī)作出反應(yīng)控制電梯進(jìn)行Y/△變換。