基于單片機的智能電梯控制模擬

田珂 田澤旭

摘要：將電梯仿真控制系統的相應軟件設計成方框規則，采用模塊化設計方法，開發了基于單片機研發的電梯仿真控制系統，并且進行相應控制措施和硬件設計，具有很好的實用性和可擴展性。

關鍵詞：電梯控制;MCU;模擬系統

引言

電梯在高層建筑中發揮著極其重要的作用，已經成為重要的大型交通設施。既實現了機電一體化，又具有內部系統龐大、復雜的特點。因為在使用過程中，電梯是封閉的，所以不可能從外面了解電梯的結構和運行規律，而電梯井道較深，且大部分部件都安裝在井道內，存在一定的安全隱患。鑒于電梯為各種不同的計算機控制技術和應用提供了良好的條件，這促進了相關專業教學與研究的有效開展，開發一套適合于教學與科研工作的高性能電梯控制仿真系統具有十分重要的意義。

一、模擬控制系統內部的總體結構

該系統將處理結果反饋給模塊化界面和單層芯片微計算機系統，以供模擬電梯運行時使用，最后通過報表文件進行輸出。模塊化界面模擬電梯運行，顯示相關按鈕。本軟件能夠較好地替代了分設備系統中電梯使用的命令按鈕，獨立完成電梯控制操作仿真，上位軟件能夠較好地模擬電梯的速度曲線，根據固定的相關參數顯示速度曲線，同時將其作為報表文件輸出，分析建筑物內升降機系統的輸送能力，打印相關報表。對于升降機的安裝和選擇，可設置適合本建筑物的升降機系統，并將報告打印成文件[1]。

二、控制系統的設計工作

（一）對電梯控制功能的基本要求

（1）電梯在無人控制的情況下，可完全自動向電梯內部發出相應指令。當電梯系統亮燈后，即出現電梯信號時，自動開啟樓層門進行操作，超時則會自動關機。

（2）自動選擇執行路徑，使之能夠根據轎廂內部和外部相應的呼喚指示信號，在不延長等待時間的情況下，自動進行方向操作[2]。

（3）電梯在使用過程中，應具有電梯切斷功能。同時，記住上升和下降信號。

（4）電梯在最高或最低樓層運行時，可自動停止并改變運行方向。轎廂內及轎門上必須正確顯示樓層資訊及當前行駛方向。

（二）電梯運行模擬軟件基本模塊

模擬軟件的控制項目包括層域、轎廂和狀態等組成，層域基本上是記錄關于呼喚的指令，并發出相應的梯子信號，其內部主要是進行分層操作。

三、控制系統內部硬件部分的設計

1.電梯內的指示按鈕。使用電梯中的命令按鈕，可向系統發出各樓層站名樓梯和轎廂內部指示信號，整個鍵盤呈4×5矩形分布，采用P2.7控制鍵盤。在這些按鈕中，從SB1到SB5是一層到五層上下各停止的上行鍵，從SB6到SB10依次是六層到十層停止的下行鍵，從SB11到SB16是十一層到十六層上下各停止的上行鍵，而SB17和SB18分別是十七到十八層內門關閉的上行鍵和下行鍵。

2.同步數據連接控制單元連接器P1.6進行控制，單片微型計算機首先通過引導輸入IC卡的內部輸入而到達該層。舉例來說，“5”如果再插入IC卡閱讀器，就會在單片機中讀取“5”。其次，電梯移到5層，達到了指示操作模擬效果，實現了電梯IC卡管理模擬，串行數據輸入與輸出端口SDA和單片機P1.6連接，串行表口SCL與單片機P1.7連接，與管發A2A1A0均連接到地面，WP（數字處理器）在空中讀寫芯片上有關數據內容。

3.電梯當前狀態顯示模塊，這個模塊用來顯示電梯當前樓層和當前運行的具體方向，利用DS1到DS2的六個數字模擬域，顯示電梯目前的具體位置。當顯示所處的一層時，立即指示出該層對應的極數展廳，在亮度較高的D7中，D11顯示該站的升降機狀態。在D12到D16點亮時，清域呈現電梯的下降狀態，通過LED達到電梯當前運行方向的目的，采用并行連接方式，同時進行兩個串輸入、并行輸出系統74HC164擴展輸出區，使開發工作有足夠的擴展空間，由74HC164的移位輸入A、B兩個模塊分別連接單個芯片微電腦的P2.0端口，連接主模塊D1、MR和高級模塊，前一個模塊是74HC164的出口端Q0、Q7，依次連接8個Triple模塊，利用Triple模塊提高電流，充分輸出驅動DS1到DS2之間的LED二極管，利用中間存在的6個數字管，D1到D6連接，單層芯片D7連接8個Triple模塊。

4.該模塊使用了上海一家公司生產的BMP50008-2M型多功能錄音板，通過輸入/輸出方式播放語音信息，將首段P00到P05記錄至P00到P02，將P00連接P1.0到P1.2[3]。

5.該系統借助RS232的串行接口，將單片機與上位機相連，下位機向上位機提供相應的呼叫信號。在上級對相應的自動扶梯信號進行處理后，電梯將模擬運行的信息傳送到單層芯片系統，所對應的系列端口只使用3條線路，其中5條端口為公用端口，與系統相連，2條端口和3條端口的第二個端口分別與接收和發送端口相連，實現TTL與RS232級相互轉換，DB9制式的該接口通過交叉串行線和機械上的連接，實現硬件串行可達通訊，另外，輔助功能的模塊大致分為鐘表模塊和LCD模塊，DS1302使系統能及時獲取相應的時間參數，采用OCMJ4X8C的LCD模式，能清楚地顯示系統的名稱和系統當前運行的時間等相關信息。

四、結束語

此控制系統不僅使電梯運行的基本規律更直觀、更具體，而且大大提高了工作效率。把先進的計算機控制技術與電梯技術的教學、科研充分結合起來，為電梯技術的發展提供良好的技術條件。在目前電梯控制技術教學中，該系統已經取得了很好的效果。

參考文獻：

[1]張敏，姜洪飛，車四寶，etal.基于單片機OAKS8的電梯模擬系統設計與實現[J].科技創新導報，2018，000（008）：88-89.

[2]伍先元.基于單片機的電梯模擬控制系統[J].信息通信，2019（6）.

[3]劉英楠，宮龍江.基于單片機的電梯控制電路設計[J].科學與財富，2020，000（002）：62-63.