單片機在電梯控制中的應用

摘 要：單片機作為一種集成電路芯片在日常生活中具有廣泛的應用，本文探討了電梯控制中單片機的應用，介紹了載客電梯的運行原理，然后重點分析了基于單片機的電梯控制系統的優化設計，以4層電梯的控制運行為例進行了模擬分析，并對相關的參數設置進行了探討。

關鍵詞：單片機；電梯控制；應用

單片機具有價格低、體積小、運算速度快、功能豐富等優點，是電梯控制系統選中比較理想的控制系統，電梯的控制主要包括選層、啟動、換速、平層、停車等內容和環節，其中選層是電梯控制中比較復雜的環節。單片機控制系統與其他系統比較在電梯控制中不需要通過配備大量的中間繼電器作為選層電路的選層器作為控制設備，這就避免了由于設備過多造成的電梯運行檢修困難、維護不便、成本高等問題，使用單片機進行電梯控制，可以大幅度地減少外圍設備的接口芯片，同時還可以獲得更高的可靠性。

1 載客電梯的運行原理

等候電梯的人員通過選層按鈕發出呼叫電梯信號、觸發電梯控制系統，在頂層和底層只設置一個呼叫電梯的按鈕，底層為上行按鈕，頂層為下行按鈕，中間樓層分別設置上行按鈕和下行按鈕2個按鈕，電梯內的乘客根據樓層按鈕選擇想要停梯的樓層，他們發出的信號定義為內選信號，在電梯運行前電梯門和各樓層的門保持關閉狀態，關門指令可以是定時方式，也可以是由電梯內乘客觸發關門按鈕發出，在任何兩個樓層之間設置有加速或減速控制裝置，當乘客要求在下一樓層停車時，則減速控制裝置啟動，否則就不采取任何措施穿越該樓層。電梯運行時對于呼叫電梯的觸發信號采取順向停車、反向記憶的方式處理，即順向信號停車、允許乘客上下出入，反向信號再完成本次任務后再執行反向信號指示，電梯在到達最高層和最底層后能夠自動改變運行方向，如果電梯運行中出現順向、反向并存的電梯呼叫信號，那么優先執行原來方向的信號指令，并且在運行中隨時輸出運行方向和所在位置等信息。在電梯運行中如果出現故障需要緊急停車時，應該立即停車并采取相應的處理方式。

2 基于單片機的電梯控制系統的優化與設計

2.1 優化設計方案

要想電梯運行得富有效率，需要反復的調用電梯位置信息（ASK1）和電梯請求信息（ASK2），考慮到這種調用的反復性，放棄了使用DPTR指針的自加功能，選擇使用外部存儲器的變址尋址方式，這樣可以保證設置的正確性以及程序循環執行的效率，方便了對地址和操作的判斷。對電梯關門條件的判斷，在程序設計上選擇使用1減去表示狀態信息的數據后在進行邏輯運算，即當電梯運行到可以開門的樓層并且有開門請求信號觸發時，才執行開門程序，在電梯經過控制點時，對電梯是否需要相鄰的樓層停車進行判斷，以決定是否需要啟動加速或減速程序，需要時單片機就相應的輸出加速信號或減速信號，在實際的電梯控制中，可以將單片機輸出的加速減速信號轉換成相應的驅動電梯運行的電動機高速或低速運轉的信號，高速運轉時不需要在該層停車繼續通過，低速運轉時需要為在該層停車做準備。

2.2 關于方案的相關說明

以4層電梯系統的運行控制系統為例進行模擬，如果實際需要更多樓層可以在此基礎上對部分參數進行重新設定和修改以進行相應的擴展。

在外部存儲器中從6000H到6009H依次存儲電梯的內外部請求信息數據，并設定選中信號狀態碼為#00H，未選中時的信號狀態碼為#01H，在6010H到6016H中有一個信號狀態碼為#00H，在內部存儲器中從50H到53H存儲電梯運行狀態的數據。

電梯控制的流程為：初始化開始，判斷電梯是否停在1樓，如果不在1樓，執行查詢程序，如果在1樓，對其是否已經存在上行呼叫進行判斷，如果沒有存在上行呼叫，執行查詢程序，如果存在上行呼叫，就關閉電梯門或定時關閉，然后輸出關門信號，啟動上行，然后判斷是否到達減速控制點，如果沒有達到就啟動查詢，如果到達減速控制點，就輸出減速控制指令，然后對是否達到指定樓層進行判斷，沒有到達，就啟動查詢，到達就停車，然后繼續循環往復執行。

50H表示電梯的運行狀態，電梯處于運行狀態時為#01H，電梯處于靜止狀態時為#00H，51H表示電梯的運行方向，電梯向上運行時為#01H，電梯向下運行時為#00H，52H表示電梯門的開關狀態，如果電梯處于開門狀態或進行開門操作時為#01H，電梯門處于關閉狀態或關門操作時為#00H，53H表示電梯處于加速運行或減速運行的狀態，電梯加速運行時為#01H，電梯減速運行時為#00H。1-4樓電梯內乘客觸發的內選信號用1C-4C表示，1-3樓電梯外等待乘客觸發的上行信號用1U-3U表示，2-4樓電梯外等待乘客觸發的下行信號用2D-4D表示，1-4樓的狀態控制點用P1-P4表示，1-2樓、2-3樓、3-4樓之間的狀態控制點分別用P12、P23、P34表示。

3 結語

將單片機應用到電梯控制中，可以取得與其他控制方式相對的比較優勢，單片機作為一種集成電路芯片用在電梯控制系統中可以使控制設備維修方便、快捷、成本低、占用空間小，本文對電梯控制系統中單片機的應用進行了介紹，將電梯控制中單片機的不同應用模式視為不同樓層的請求，可以顯著地提高電梯的運行效率。

參考文獻：

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作者簡介：

李證（1981-），男，山東兗州人，大學本科，初級職稱，研究方向：自動化。