PAGEPAGE46摘要隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進入一個嶄新的時代，其應(yīng)用越來越廣。電梯是現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，其設(shè)計要求穩(wěn)定性、安全性及高。隨著人們生活水平的不斷提高,對電梯的要求的也相應(yīng)提高，電梯得到了快速發(fā)展，我國國產(chǎn)電梯多為繼電器，本次設(shè)計的軟件控制部分由Verilog來實現(xiàn)，研究、分析電梯的邏輯關(guān)系，進而實現(xiàn)控制。通過合理的選擇和設(shè)計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運行的舒適感，使電梯達到了較為理想的控制效果。關(guān)鍵詞：電梯硬件描述語言編譯仿真目錄摘要 I第1章緒論 11.1概述 11.2原始參數(shù) 11.3電梯性能指標及控制要求 21.3.1電梯的主要性指標 21.3.2電梯的控制要求 3第2章硬件控制 42.1主拖動回路的設(shè)計 52.1.1電梯機房里的主要部件 52.1.2電梯的安全保護裝置 62.2電梯拖動 72.2.1電梯參數(shù)的計算 72.2.2變頻器的工作原理 112.2.3電機與變頻器配置及容量的選擇 152.3電梯門控制系統(tǒng) 202.3.1開關(guān)門過程 202.3.2門的拖動系統(tǒng) 20第3章控制系統(tǒng)軟件控制回路 223.1控制系統(tǒng)比較 223.2電梯控制回路設(shè)計 233．2．1VerilogHDL及其特點 233．2．2VerilogHDL的特點 243.2.3控制系統(tǒng) 253.2.4緊急?？磕K 273.2.4主控模塊的設(shè)計 363.2.5信號消除控制實現(xiàn) 383.2.6判斷響應(yīng) 393.2.7管腳分配 41第4章經(jīng)濟效益分析 42結(jié)論 43致謝 44參考文獻 45第1章緒論電梯是標志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運輸工具、是機—電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。它涉及電子技術(shù)、機械工程、電力電子技術(shù)、微機技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流及物流需要輸送。為節(jié)約用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起，這些高層建筑的垂直運輸是一個突出問題，與人們的工作和生活緊密相關(guān)。目前，我國國產(chǎn)電梯大部分為繼電器及PLC控制方式，繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、故障率高，大大降低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員的生活和工作帶來了很多不便，因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行；PLC（可編程控制器）在電梯控制中得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計嘗試用VerilogHDL實現(xiàn)電梯控制，可進行多層次的邏輯設(shè)計，也可進行仿真驗證、時序分析等以保證設(shè)計的正確。本書主要是根據(jù)普通居民住宅樓電梯的控制回路并按居民樓的特點來設(shè)計。本書共分四章，第一章原始材料，第二章電梯的硬件控制，第三章控制系統(tǒng)軟件控制設(shè)計，第四章經(jīng)濟指標計算。1.1概述現(xiàn)代的居民住宅樓已經(jīng)向高層發(fā)展，電梯也走進了普通居民住宅樓。本次設(shè)計的電梯主要用于居民上、下樓使用。根據(jù)居民樓特點選擇參數(shù)。1.2原始參數(shù)1.電梯的原始參數(shù)樓高（每層）H：3米滾筒直徑D：0.8米載重量Mv:75×15=1125千克轎廂質(zhì)量Mjx:1000對重M：1500千克額定梯速VN:1米減速比：1:40隨行電纜質(zhì)量：1100千克鋼絲繩質(zhì)量：300千克2.電機的原始參數(shù)型號：YTD250L16/24相數(shù)：3相接線方法：YY/Y絕緣等級：B級額定功率：15KW額定頻率：50HZ額定電壓：380V額定電流：30A轉(zhuǎn)速：930轉(zhuǎn)/分1.3電梯性能指標及控制要求1.3.1電梯的主要性指標（1）可靠性電梯的可靠性非常重要，直接或間接地影響著人們生產(chǎn)、生活，電梯的故障主要表現(xiàn)在電力拖動控制系統(tǒng)中，因此要提高可靠性也主要從電力拖動控制系統(tǒng)入手，所以，電梯的拖動應(yīng)盡量采用鼠籠型異步電動機。（2）安全性1.保護功能。用于限載、限速、限流以及行車與開關(guān)門互鎖。限速保護主要由安全鉗和限速器組成，轎廂的安全鉗、限速器動作速度應(yīng)不低于轎廂額定速度的115%。2.應(yīng)設(shè)置廳門、轎門電氣聯(lián)鎖裝置。3.轎廂超越上、下限工作位置時，切斷控制電路的裝置。4.電梯因中途停電或電氣系統(tǒng)故障不能正常運行時，應(yīng)有轎廂慢速移動措施。（3）舒適感與快速性當電梯在減速下降或加速上升時，人體內(nèi)臟的質(zhì)量會向下壓在骨盤上，身體有超重感；當電梯加速下降或減速上升時，支撐內(nèi)臟的腹部肌肉就會失掉一部分重量，又產(chǎn)生失重感，因而會給乘客造成了身體的不適，甚頭暈?zāi)垦?。實驗證明，乘客感覺與電梯速度無關(guān)，而與加速度和減速度有關(guān)，所以考慮生理系數(shù)ρ=da/dt的影響，電梯行業(yè)一般ρ<1.3米/秒3，又要使電梯運行中盡可能減少起動，制動過程中的加減速所用時間。才能使電梯的運行速度（主要是起動和制動過程的速度）符合人體的要求1.3.2電梯的控制要求每層電梯入口設(shè)有上下請求開關(guān)，電梯內(nèi)設(shè)有乘客到達層次的?？空菊埱箝_關(guān)。設(shè)有電梯所在位置指示裝置及電梯運行模式（上升或下降）指示裝置。電梯每秒開（降）一層樓。電梯到達有?？空镜恼埱蟮臉菍雍螅?jīng)過一秒電梯門打開，開門指示燈亮，開門四秒后，電梯門關(guān)閉（開門指示燈滅），電梯繼續(xù)運行，直到執(zhí)行完組后一個請求信號后?？吭诋斍皩?。能記憶電梯所有的內(nèi)外的請求信號，并按照電梯的運行規(guī)則次序響應(yīng)，每個請求信號保留至執(zhí)行后消除。電梯的運行規(guī)則：當電梯處于上升模式的時候，只響應(yīng)比電梯所在位置高的上樓請求信號，有上而下逐個執(zhí)行，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，如果高層有下樓請求，則直接到有下樓請求的最高樓接客，然后便進入下降模式。當電梯處于下降模式時，則與上升到模式相反。電梯初始狀態(tài)為層，處在開門狀態(tài)，開門指示燈亮。設(shè)計符合上述功能的多層電梯控制器。各電路模塊用仿真的方法驗證，并通過仿真波形確認電路設(shè)計是否正確。第2章硬件控制控制系統(tǒng)硬件設(shè)計由調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計和VerilogHDL控制系統(tǒng)設(shè)計兩部分組成。本文主要介紹VerilogHDL控制系統(tǒng)的設(shè)計。所設(shè)計的電梯為8層，由轎廂、曳引機構(gòu)、開門機構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。其系統(tǒng)整體硬件框圖如圖2-1所示，調(diào)速系統(tǒng)接收到VerilogHDL給出的速度信號后，控制曳引電機以給定的速度和轉(zhuǎn)向運轉(zhuǎn)。VerilogHDL控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場信號的狀態(tài)決定發(fā)給調(diào)速系統(tǒng)速度信號，決定開門、關(guān)門、松閘等，并給出相應(yīng)顯示。

2.1主拖動回路的設(shè)計2.1.1電梯機房里的主要部件(一)曳引機內(nèi)的主要部件1.曳引機曳引機是電梯的驅(qū)動裝置。曳引機包括：1）驅(qū)動電動機交流梯為專用的雙速電動機或三速電動機。直流梯為專用的直流電機。2）制動器在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動器。電梯停止或電源斷電情況下制動抱閘，以保證電梯不致移動。3）減速箱大多數(shù)電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。無齒輪電梯不需減速箱。4）曳引輪曳引機上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對重，并依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實現(xiàn)電梯轎廂的升降。5）導(dǎo)向輪或復(fù)繞輪導(dǎo)向輪又稱抗繩輪。電梯轎廂尺寸一般都比較大，轎廂懸掛中心間的距離往往大于設(shè)計上所允許的曳引輪直徑。因此對一般電梯而言，通常要設(shè)置導(dǎo)向輪，以保證兩股向下的曳引鋼絲繩之間的距離等于或接近轎廂懸掛中心和對重懸掛中心間的距離。對復(fù)繞的無齒輪電梯而言，改變復(fù)繞輪的位置同樣可以達到上述目的。2.限速器當轎廂運行速度達到限定值時，能發(fā)出電信號并產(chǎn)生機械動作的安全裝置。3.控制柜各種電子元器件和電器元件安裝在一個防護用的柜形結(jié)構(gòu)內(nèi)，按預(yù)定程序控制轎廂運行的電控設(shè)備。4.電源開關(guān)、照明開關(guān)5.選層器、極限開關(guān)、機械樓層指示器、發(fā)電機組等部件要根據(jù)電梯規(guī)格種類、需要而設(shè)置。(二)轎廂上的主要部件1.操作箱裝在轎廂內(nèi)靠近轎廂門附近。用指令開關(guān)、按鈕或手柄等，操作轎廂運行的電器裝置。2.轎內(nèi)指層燈設(shè)置于轎廂內(nèi)，客梯一般裝在轎門上方，貨梯一般裝在轎廂側(cè)壁，用以顯示電梯運行位置和運行方向的裝置。3.自動門機裝于轎廂頂?shù)那安浚孕⌒偷慕涣?、直流、變頻電動機為動力的自動開關(guān)轎門和廳門的裝置。4.安全觸板（光電裝置）設(shè)置在層門轎門之間，在層門、轎門關(guān)閉過程中，當有乘客或障礙物觸及時，門立刻停止并返回開啟的安全裝置。載貨電梯一般不設(shè)此裝置。5.轎門設(shè)置在轎廂入口的門。6.稱重裝置能檢測轎廂內(nèi)負載變化狀態(tài)，并發(fā)出信號的裝置，適用于乘客或貨物電梯等。7.安全鉗由于限速器作用而引起動作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置掣停在導(dǎo)軌上，同時切斷控制回路的安全裝置。8.導(dǎo)靴設(shè)置在轎廂架和對重裝置上，使轎廂和對重裝置沿著導(dǎo)軌運行的裝置。9.其它部件轎頂安全窗、光電保護、超載裝置、鄰梯指示等部件，要視電梯規(guī)格、型號、種類及客戶要求而設(shè)置。(三)電梯層門口的主要部件1.層門設(shè)置在層站入口的封閉門。2.層門門鎖設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將門鎖緊，同時接通控制回路，轎廂可運行的機電聯(lián)鎖安全裝置。3.樓層指示燈設(shè)置在層站層門上方或一側(cè)，用以顯示轎廂運行層站位置和方向的裝置。4.層門方向指示燈（限于某些電梯需要）設(shè)置在層站層門上方或一側(cè)，用以顯示轎廂欲運行方向并裝有到站音響機構(gòu)的裝置。5.呼梯盒設(shè)置在層站門側(cè)，當乘客按下需要的召喚按鈕時，在轎廂內(nèi)即可顯示或登記，令電梯運行?？吭谡賳緦诱镜难b置。2.1.2電梯的安全保護裝置1.電磁制動器裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。2.強迫減速開關(guān)其分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機強迫減速。3.限位開關(guān)當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。4.行程極限保護開關(guān)當限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作。5.急停按鈕裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。6.廳門開關(guān)每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當廳門關(guān)上才允許電梯啟動;在運行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。7.關(guān)門安全開關(guān)常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。8.超載開關(guān)當超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行。9.其它的開關(guān)安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。2.2電梯拖動2.2.1電梯參數(shù)的計算1.電梯拖動系統(tǒng)設(shè)計方案的比較變頻調(diào)速系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比（V/F=C）的控制方式，又具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控制方式。因此電梯拖動部分具有兩種變頻控制方式。方案一：采用開環(huán)控制采用開環(huán)控制具優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，容易實現(xiàn)，普通的變頻器就具有這種功能，具缺點是當負載發(fā)生變化時，電梯的梯速將不能完全按照設(shè)計曲線運行，這時電梯的運行十分不利，從電梯的平穩(wěn)性和舒適性將大大下降。采用開環(huán)控制還有一個缺點，平層的精確度不高，當電梯制動停車時，轎廂將走過一段距離，而這段距離又因電梯的負載情況、運行方向等原因而差距很大，這樣就會造成平層精度差，因此采用開環(huán)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)不適合電梯的拖動系統(tǒng)。方案二：采用閉環(huán)控制檔次高的變頻器本身具有速度檢測器，能實現(xiàn)閉環(huán)控制。閉環(huán)控制能實現(xiàn)零速平層停車，平層精確度高。閉環(huán)控制系統(tǒng)能使電梯速度按預(yù)定曲線運行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。因而本設(shè)計采用此方案。我們選用日本安川公司生產(chǎn)的VS-616G5型通用變頻器。它具有以下四種技術(shù)特性：（1）可直接控制交流異步電動機的電流，使電動機保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩。（2）VS-616G5適用于各種應(yīng)用場合，在低速下實現(xiàn)平穩(wěn)起動并且極其精確的運行。（3）它的自動調(diào)整功能可使各種電動機達到高性能的控制。（4）VS-616G5將控制、矢量控制、閉環(huán)控制、閉環(huán)矢量控制的四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。二、電梯速度曲線的設(shè)計1、電梯速度曲線的分析圖2-1電梯速度曲線控制電梯速度曲線的起始點、終了點和轉(zhuǎn)彎處是圓滑過渡的，這也是由人的生理特點所決定的。人體不但對加速度敏感，對加速率的變化率也很敏感。加速度的變化率在電梯技術(shù)中稱之為生理系數(shù)。國家規(guī)定標準，加速度最大值不得大于；平均速度應(yīng)不小于～；生理系數(shù)的數(shù)值應(yīng)盡量限制在內(nèi)。電梯運行時，需要選擇恰當?shù)募铀俣群图铀俣茸兓实臄?shù)值，使其既能滿足乘坐合適感的要求，又能使電梯的運行時間盡可能縮短，從而提高運行效率，這樣，電梯在啟動時，應(yīng)該是逐漸加速的過程，并要逐漸地過度到穩(wěn)定運行階段。因此，電梯的理想運行曲線通常是拋物線—直線形曲線，如圖2-4所示，該曲線在啟動階段（AB間）分成AE、EF、FB三段，其中AE段是一個拋物線，其方程可寫作：=（2—1）v=kt2EF段是與AE段相切的直線，其方程式為：=+-=+（2—2）式中為——AE段在E點的末速度，即E點的速度；——是AE段在E點的加速度，也是EF段的加速度。FB段與EA段對稱，EF段的中點是它們的對稱點。由（2—1）式可以求得AE段的加速度和生理系數(shù)：（2—3）（2—4）由（2—2）式可以求得EF段的加速度和生理系數(shù)：（2—5）（2—6）由于FB段與EA段對稱，其有關(guān)方程不再列寫。BC段為恒速運行階段，此時速度為額定速度：所以：CD與BA對稱，MN是它們的對稱線。從上面分析可以看出，只要適當?shù)剡x取（2—1）式中的K值和拋物線AE段的時間,就可以保證電梯的最大加速度不超過標準規(guī)定的最大加速度，保證電梯的最大生理系數(shù)ρm不超過規(guī)定的最大生理系數(shù)ρmb。由于沒有直線段的起動速度曲線適合于低速電梯的起動速度曲線，所以本設(shè)計采用沒有直線段的起動曲線。從前面的分析知道，這種速度曲線的最大加速度出現(xiàn)在E點及EF段，其值由（2—5）式表示，最大生理系數(shù)出現(xiàn)在AE段的FB段，其值由（2—4）式可得：（2—7）由（2—5）式和（2—7）式可得：（2—8）由（2—1）式求E點的速度：（2—9）2、電梯起動段速度曲線的計算已知：電機轉(zhuǎn)速=930轉(zhuǎn)/分，滾筒直徑D=0.8米解：滾筒轉(zhuǎn)速為：n1==920/40=23.25轉(zhuǎn)/分則電梯的額定轉(zhuǎn)速為：VN=πDn/60=3.14×0.8×23.25/60=1.0此時VE=1/2VN＝1/2×1.0=0.取ρm=1.0米根據(jù)(2－9)式可得最大加速度：此時,<，滿足標準要求。 ===1秒==起動段平均加速度：由于，滿足快速性要求。起動段的速度曲線方程為：AE段：V=kt2=ρmt2/2=1/2t20<t<1秒EB段：V=VN-k(t-1)2=1.5-1/2(t-1)21<t<2秒起動過程所走過的距離：HQ=1/2VB×tB=VN×tE=1×1=1根據(jù)對稱可知,該電梯制動階段也是1米2.2.2變頻器的工作原理在交流異步電動機的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好。調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運行效率高，采用通用變頻器對鼠籠型異步電動機進行調(diào)速控制，由于使用方便、可靠性高并且經(jīng)濟效益顯著，所以得到推廣。一、變頻調(diào)速的基本控制方式異步電動機的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n1=式中n1——同步轉(zhuǎn)速（）f1——定子頻率（Hz）np——磁極對數(shù)而異步電動機的軸轉(zhuǎn)速為：n=n1(1-s)=式中ｓ——異步電動機的轉(zhuǎn)差率，改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速運行。改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速運行。對異步電機進行調(diào)速控制時，希望電動機的主磁通保持額定不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動機的負載能力下降；磁通太強，則處于過勵磁狀態(tài)，使勵磁電流過大，這就限制了定子電流的負載分量，為使電動機不過熱，負載能力也要下降。異步電動機的氣隙磁通（主磁通）是定、轉(zhuǎn)子合成磁勢產(chǎn)生的，下面說明怎樣才能使氣隙磁通保持恒定。由電機理論知道，三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為：=Φm式中——定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的方均根值（）——定子頻率（）；——定子相繞組有效匝數(shù)；Φm——每極磁場通量（）。由上式可見，Φm的值是由和共同決定的，對和進行適當?shù)目刂疲涂梢允箽庀洞艌鐾é祄保持額定不變。下面分兩種情況說明：1.基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速這是考慮從基頻向下調(diào)速的情況。為了保持電動機的負載能力，應(yīng)保持氣隙主磁通Φm不變，這就要求降低供電頻率的向下降低感應(yīng)電動勢，保持E1/f1=常數(shù)。這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。但是，難于直接檢測和直接控制。當和的值較高時，定子漏阻抗壓降相對比較小，如忽略不計，則可以近似地保持定子相電壓和頻率的比值為常數(shù)，即認為=，保持=常數(shù)即可。這就是恒壓頻比控制方式，是近似的恒磁通控制。當頻率較低時，和都變小，定子阻抗壓降（主要是定子電阻壓降）不能忽略。這種情況下，可以適當提高電壓補償定子電阻壓降的影響，使氣隙磁通基本保持不變。如圖2-2所示，其中1為=時的電壓、頻率關(guān)系，2為有電壓補償時（近似的=）的電壓、頻率關(guān)系。實際裝置中與的函數(shù)關(guān)系并不簡單的如曲線2所示。通用變頻器中與之間函數(shù)關(guān)系有很多種，可以根據(jù)負載性質(zhì)和運行狀況加以選擇。圖2-2U/f關(guān)系2.基頻以上的弱磁變頻調(diào)速這是考慮由基頻開始向上調(diào)速的情況。頻率由額定值向上增大，但電壓受額定電壓的限制不能再升高，只能保持=不變。必然會使主磁通隨著的上升而減小，相當于直流電動機弱磁調(diào)速的情況，屬于近似的恒功率調(diào)速方式。上述兩種情況綜合起來，異步電動機變頻調(diào)速的基本控制原則:當頻率低于額定頻率時,即，而保持==當頻率高于額定頻率時,既時,保持不變由上面的討論可知，異步電動機的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源,實現(xiàn)所謂的VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）調(diào)速控制。通用變頻器可適應(yīng)這種異步機變頻調(diào)速的基本要求。二、變頻器的基本構(gòu)成變頻器分為交—交和交—直—交兩種形式。交—交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。而交—直—交變頻器則是先把工頻交流電通過整流器變成直流電，然后再把直流變換成頻率、電壓均可能控制的交流電，又稱間接式變頻器。我們的目的是研究通用變頻器，所以主要研究交—直—交變頻器，以下簡稱變頻器。變頻器的基本構(gòu)成如圖2-3所示，由主回路（包括整流器，中間直流環(huán)節(jié)，逆變器）和控制回路組成。圖2-3變頻器的基本構(gòu)成主回路：是因為異步電動機提供調(diào)壓、調(diào)頻電源的電力變換部分。由四部分組成，包括變流器、平滑回路、逆變器和制動回路，其中制動回路主要用于異步電動機再生制動，當電機快速制動時，需要處理從電機向逆變器反饋的能量，由制動回路把再生功率消耗掉，以免直流電壓上升?？刂苹芈罚簽橹骰芈诽峁￢/F協(xié)調(diào)控制指令信號的回路，由頻率、電壓的運算回路、主回路的電壓/電流檢測回路、控制信號放大的驅(qū)動電路以及逆變器和電動機的保護回路組成。有的變頻器還具有速度檢測回路。根據(jù)控制回路有無電動機速度檢測回路，可以組成速度的開環(huán)控制和閉環(huán)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。對于恒負載的調(diào)速系統(tǒng)且如果生產(chǎn)機構(gòu)對調(diào)速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能要求不高，可以采用轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比（V/F=C）的控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且容易控制。2.2.3電機與變頻器配置及容量的選擇將交流調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電梯之中，于是開發(fā)了異步電機交流調(diào)壓（即ACVV）調(diào)速電梯、異步電機交流變壓變頻調(diào)速電梯和同步電機變頻調(diào)速三種。前者系統(tǒng)有：分立元件和繼電器組成的控制系統(tǒng)；后兩種為微型計算機為主的控制系統(tǒng)。繼電器控制或單片機控制的交流調(diào)速電梯輸送能力強、效率高、運行周期短、耗能少、運行平穩(wěn)、舒適感好、噪聲低、操作可靠、停層精度高，它是更新陳舊電梯設(shè)備的理想系統(tǒng)。交流調(diào)速電梯的驅(qū)動系統(tǒng)采用一種可調(diào)式的三相驅(qū)動裝置。其工作原理：利用數(shù)字測距裝置，并經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器等儲存控制曲線（已給定運行參數(shù)）于存貯器中，而實現(xiàn)按距離起動和制動，并可根據(jù)與實際反饋信息比較后的參數(shù)（即電梯的負載和運行方向等因素），通過調(diào)節(jié)印制板和功率放大裝置進行晶閘管調(diào)壓調(diào)速或在慢速繞組中的直流能耗制動或兩者同時并存。這樣保證電梯的起動、制動運行有良好、舒適的運行特性。為了克服電梯在起動瞬間的靜摩擦和在最高（或最低）層時的“倒拉”現(xiàn)象，該系統(tǒng)還設(shè)置了“起動閥”環(huán)節(jié)，以保證在乘客毫無知覺的情況下極舒適地起動和停車。由于系統(tǒng)的優(yōu)良性能和高分辨的測距，不公使運行舒適，且具有十分高的平層精度。交流變頻調(diào)速電梯的特點如下：能源消耗低異步電動機的速度與供電頻率有關(guān)。在起動期間電動機電流隨頻率和速度的增加而增加，并以最小轉(zhuǎn)差運行，對每種速度都可獲得最佳效率，能夠節(jié)約能量達45%，因電動機產(chǎn)生的熱量相當小，故在機房內(nèi)不需要專用的通風(fēng)降溫系統(tǒng)，沒有額外的能量損耗。電路負載低，所需緊急供電裝置小在加速階段，所需起動電流小于2.5倍的額定電流，且起動電流峰值時間短，由于起動電流大幅度減小，故功耗和供電電纜線徑可減小很多，所需的緊急供電裝置的尺寸也比較小。（3）可靠性高，使用壽命長具有先進的半導(dǎo)體變頻器把交流變換成直流，再把直流逆變成電壓幅度和頻率可變的交流，由于元器件性能可靠、工藝先進、經(jīng)久耐用，在系統(tǒng)中電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)不會增加電機的發(fā)熱，而且還能減小電動機的應(yīng)力，使電梯運行性能非?？煽?，延長使用壽命。 （4）舒適感好在整個運行過程中，其驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的調(diào)節(jié)性能，故乘客乘坐電梯合適感極好。電梯運行是跟隨最佳給定的速度曲線運行的，其特性可適應(yīng)人體的感受，并保證運行噪聲小、制動平穩(wěn)。（5）平層精度高采用現(xiàn)代傳感技術(shù)和數(shù)字軟件控制系統(tǒng)，在整個運行期間準確地給位置信號加上精確地按樓層距離直接停靠調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在VVVF控制系統(tǒng)中，其直接?？坑蒔C機、變頻器、曲線卡三個方面組成。曲線卡的輸入信號有起動信號、轉(zhuǎn)換信號；輸出信號有運行信號、總控信號、轉(zhuǎn)換應(yīng)答信號。曲線卡在接收到起動信號時，給變頻器一條運行曲線，輸出運行信號，電梯開始運行；在收到換速信號時，給變頻器調(diào)節(jié)裝置一條減速曲線；當?shù)竭_停車位置時，曲線卡撤消運行信號，電梯即直接?？繕菍悠矫妫瓿梢淮芜\行，故使電梯在每個樓層都能準確平層，便于乘客進出不會絆倒。（6）運行平穩(wěn)無噪聲在轎廂內(nèi)、機房內(nèi)及鄰近區(qū)域內(nèi)確保噪聲小。因為，其系統(tǒng)采用了高時鐘頻率，始終產(chǎn)生一個不失真的正弦波供電電流，電動機不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩脈動，因此，消除了振動和噪聲。參照電梯的參數(shù)：電機選擇不變，依舊是原交流異步電動機（參數(shù)見第一章）VS-616G5變頻器用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中，必須配PG卡及旋轉(zhuǎn)編碼器，以供電動機測速及反饋。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機同軸連接，對電動機進行測速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B兩相脈沖，當A相脈沖超前B相脈沖90o時，認為電動機處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，當A相脈沖滯后B相脈沖90o時，認為電動機處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)AB脈沖的相序，可判斷電動機轉(zhuǎn)動方向，并可根據(jù)A、B脈沖的頻率（或周期）測得電動機的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號送給616G5內(nèi)部，以便進行運算調(diào)節(jié)。VS-616G5用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中，還必須配置制動電阻。當電梯減速運行時，電動機處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。這時，同步轉(zhuǎn)速下降，交-直-交變頻器的VS-616G5型400V系列變頻器簡介型號4015最大可用的電動機輸出/kW15輸出特性變頻器容量/kW26額定輸出電流/A34最大輸出電壓3相，380、400、415、440、460（正比于輸入電壓）額定輸出頻率通過參數(shù)設(shè)定獲得，最大到400Hz電源電壓和頻率3相，50/60Hz,380/400/415/440/460V允許電壓波動+10％，-15％允許頻率波動±5%控制特性控制方法正弦波PWM起動轉(zhuǎn)矩150％/1Hz（有PG為150％/0r·min-1）速度控制范圍1:100(有PG為1:1000)速度控制精度±0.2%(有PG為±0.02%)速度響應(yīng)5Hz(有PG為30Hz)轉(zhuǎn)矩限值可得到(參數(shù)設(shè)定,4級可定)轉(zhuǎn)矩精度±5%轉(zhuǎn)矩響應(yīng)20Hz(有PG為40Hz)頻率控制范圍0.1～400Hz頻率精度(溫度范圍)數(shù)字指令:±0.01%(-10～+400續(xù)表模擬指令:±0.1%(250C±頻率分辨力數(shù)字指令:0.01Hz(100Hz以下)，0.1Hz(100Hz以上)模擬指令:0.03Hz/60Hz(11位+符號位)輸出頻率分辨力0.001Hz過載能力150%額定輸出電流，1min頻率設(shè)定信號-10～10V,0～10V,4～20mA加/減速時間0.01～6000.00s(單獨設(shè)定加/減速時間，4種轉(zhuǎn)換)制動力矩約20%保護功能電動機保護電子型熱過載繼電保護瞬時過流約200%變頻器額定輸出電流時電動機停止熔斷器熔斷保護熔斷器熔斷使電動機停止過載150%額定輸出電流1min后，電動機滑行停止過電壓主電路直流電壓超過820V時，電動機停止欠電壓主電路電壓降時電動機停止散熱器過熱熱散電阻保護失速保護加/減速運轉(zhuǎn)期間的失速保護接地保護由電子電路保護環(huán)境周圍溫度-10～+40濕度90％RH或更小存放溫度-20～+60使用場所室內(nèi)海拔1000米以下直流部分電壓升高，制動電阻的作用就消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。(1)基本配置如下：1)616G5變頻器。2)PG卡。3)600脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器。（選用OMRON公司的產(chǎn)品）4)制動電阻。(2)容量選擇方法如下：可選1：1配置，即電動機容量和變頻器容量相等。最好是采用大一數(shù)是級選配，即11kW電動機選用15kW的變頻器，15kW電動機選用18kW的變頻器。選用日本安川公司生產(chǎn)的VS-616G5型號400V系列變頻器。2.3電梯門控制系統(tǒng)2.3.1開關(guān)門過程現(xiàn)代電梯講究工作效率，門都具有啟閉迅速的特點，其開門過程的變化為：低速啟動運行→加速至全速運行→減速運行→停機，慣性運行至門全開。關(guān)門變化過程：全速啟動運行→第一級減速運行→第二級減速運行→停機，慣性運行至全門閉。一般關(guān)門平均速度低于開門平均速度，這是為安全起見，防止關(guān)門時將人夾住。廳門設(shè)有安全觸板，考慮到關(guān)閉中的對人體有沖擊，有必要對門速實行限制。我國的《電梯制造與安全規(guī)范》中規(guī)定，當門的動能超過10J時，最快門扇的平均關(guān)閉速度要限制在0.3m/s2.3.2門的拖動系統(tǒng)電梯自動門的拖動部分由電動機及其拖動控制線路構(gòu)成?？刂齐姍C的正、反轉(zhuǎn)及調(diào)節(jié)開關(guān)門的速度。電梯門可用交流電動機或直流電動機，通常用直流電動機，因為它具有啟動力矩大，調(diào)速性能好等特點，并采用他勵方式。拖動線路如硬件圖2所示，圖中KMC為開門繼電器觸點；GMC是關(guān)門繼電器觸點，OMQ是電動機DM的勵磁繞組。1、調(diào)速原理電梯門電動機采用的是調(diào)壓調(diào)速方法。電動機轉(zhuǎn)速與電樞端電壓有如下關(guān)系式：式中：—電動機轉(zhuǎn)速，—電樞端電壓，V—電樞電流，A—電機常數(shù)—勵磁磁通（Wb），與I無關(guān)由上式可見，改變電樞電壓U，可使電動機轉(zhuǎn)速改變，所以此設(shè)計采用電阻分壓的方法來改變電樞端電壓。2、調(diào)速過程關(guān)門時，關(guān)門繼電器GMC吸合，電阻MR與減速電阻GMR構(gòu)成了分壓電路，電動機DM并聯(lián)GMR啟動，隨著門的運動，當1GM被動作使之閉合時，分壓減少，速度降低，當2GM被動作并使之閉合時，分壓再度減少，門以更低的速度閉合，至最后碰撞門極限開關(guān)GXK時，通過PLC使GMC釋放，電動機停止。開門時，KMC吸合，電動機轉(zhuǎn)向與關(guān)門相反，MR與KMR構(gòu)成分壓電路，門運行至調(diào)定位置時，使KM閉合，門速降低，至門碰撞開門極限開關(guān)時，通過PLC使KMC釋放，電機停止。第3章控制系統(tǒng)軟件控制回路隨著電子工業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷用于電梯控制系統(tǒng)，如無觸點半導(dǎo)體邏輯控制晶閘管（俗稱可控硅）的應(yīng)用；繼承電路和數(shù)字控制、電腦和機群控制及調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)的應(yīng)用；拖動系統(tǒng)建華、性能提高等。微電腦（或稱微處理機）在電梯控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，從而代替了數(shù)量眾多的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。微電腦電梯的特點：運行可靠、故障率低、耗能；控制屏(柜)體積少，從而機房的面積可相應(yīng)見小；設(shè)備投資費減少；維修方便。采用VerilogHDL硬件語言進行電子電路的設(shè)計,其特點是以軟件工具為核心,通過這些軟件完成產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計、電路分析(邏輯功能仿真)、糾錯和驗證、自動布局布線、時序仿真(布線延遲分析)等各項測試工作,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件,從而實現(xiàn)電子電路的自動化設(shè)計。3.1控制系統(tǒng)比較在電梯的電氣自動控制系統(tǒng)中，邏輯判定起著主要的作用。無論何種電梯，無論其運行速度有多大，自動化程度有多高，電梯的電氣自動控制系統(tǒng)所要達到的目標是相類同的。也就是要求電器自動控制系統(tǒng)根據(jù)轎內(nèi)指令信號和各層廳外召喚信號而自動進行邏輯判定，決定出哪一臺電梯接受信號，自動定出那一臺電梯的運行方向，并按內(nèi)外信號要求通過電器自動控制系統(tǒng)而完成預(yù)定的控制目標。在所謂的邏輯判定中，邏輯運算的支配是十分重要的，而電梯的電氣控制系統(tǒng)必須啟動各種控制信號元件，如：接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動機等。眾所周知，就電梯的運行工藝而言，要實現(xiàn)這類控制目的的方法有如下幾種：1.繼電器—接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是當前國內(nèi)許多電梯廠家還在使用的一種電梯電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)比較簡單，易于理解和掌握。但從使用觀點來看，該系統(tǒng)有以下缺點：（1）接點容易磨損，電接觸不好；（2）接點逼和緩慢；（3）體積大，控制屏（柜）占機房面積大；（4）控制系統(tǒng)的能量消耗大；（5）維修保養(yǎng)工作量大、費用高。由于該系統(tǒng)有上述諸多弊病，繼電器—接觸器系統(tǒng)僅僅應(yīng)用于電梯速度不高（v≤1.0m/s）和要求不十分高的場合。2.半導(dǎo)體邏輯控制系統(tǒng)20世紀60年代末隨半導(dǎo)體技術(shù)機器期間的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，晶體三極管、二極管等電子期間代替了繼電器—接觸器的有接觸點系統(tǒng)。這種控制技術(shù)避免了賞識繼電器—接觸器系統(tǒng)存在的缺點，從其可靠性來說可謂“半永久性”的，因其沒有接點的磨損或接觸不良的問題，也不存在接點是使用壽命問題。但是該系統(tǒng)是以所謂的“硬件”邏輯運算為基礎(chǔ)的，即根據(jù)控制算法和要求進行布線，而個控制云件的布線均必須單獨進行。以后若需對園丁的控制要求（算法）有更改是，往往必須改變布線。3.微機控制系統(tǒng)自70年代開始，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展，尤其自70年代末和80年代初開始，微機處理在各個領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，國外先進的工業(yè)國家已經(jīng)成功的把微機技術(shù)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，并取得了相當驚人的成就。國內(nèi)的幾家電梯的合資企業(yè)也已經(jīng)推出或即將推出不同的類型的微機控制電梯。電梯的微機控制系統(tǒng)實質(zhì)上是使控制算法不再由“硬件”邏輯所固定，而是通過一種所謂“程序存儲器”中的程序指令——“軟件”即可。而無須變更或減少“硬件”系統(tǒng)的布線。因而十分便于使用、管理和改變功能要求。另一方面也減少了控制系統(tǒng)的體積，降低能耗和降低維修保養(yǎng)費用。3.2電梯控制回路設(shè)計3．2．1VerilogHDL及其特點1.一般概念電子系統(tǒng)的設(shè)計主要有原理圖輸入法和硬件描述語言設(shè)計兩種方式。圖形輸入法是設(shè)計規(guī)模較小的電路是經(jīng)常采用的方法，這種方法直接把設(shè)計的系統(tǒng)用原理圖的方式表現(xiàn)出來，具有直觀、形象的優(yōu)點，尤其對表現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)更為方便。但圖形設(shè)計方式要求設(shè)計工具提供必要的元件庫，以供調(diào)用。它適于描述連接關(guān)系和接口關(guān)系，不適合描述邏輯功能。同時，如果所設(shè)計的系統(tǒng)的規(guī)模比較大，或設(shè)計軟件不能提供設(shè)計者所需要的庫單元時，這種方法就顯得很受限制了。而且用原理圖表示的設(shè)計，通用性、可移植性也弱一些，所以在現(xiàn)代的設(shè)計中，越來越多地采用基于硬件描述語言的設(shè)計方式。硬件描述語言（HDL，HardwareDescriptionLanguage）是一種用文本形式來描述和設(shè)計電路的語言。設(shè)計者可利用HDL來描述自己的設(shè)計，然后EDA工具進行綜合和仿真，最后變?yōu)槟撤N目標文件，再利用ASIC或FPGA來具體實現(xiàn)。這種設(shè)計方法已經(jīng)被普遍采用。硬件描述語言的發(fā)展至今不過20年左右的歷史，已成功用于系統(tǒng)開發(fā)的各個階段：設(shè)計、綜合、仿真、驗證等。到20世紀80年代時，已出現(xiàn)了數(shù)10種硬件描述語言，他們對設(shè)計自動化起了促進和推動的作用。但是，這些語言一般面向特定的設(shè)計領(lǐng)域與層次，而且眾多的語言使用擁護無所適從，因此急需一種面向多領(lǐng)域、多層次、并得到普遍認同的HDL語言。進入80年代后期，硬件描述遠向著標準化、集成化的方向發(fā)展。最終，VHDL和VerilogHDL適應(yīng)了這種趨勢的要求，先后成為IEEE標準。3．2．2VerilogHDL的特點VerilogHDL語言最初是于1983年由GatewayDesignAutomation公司為其模擬器產(chǎn)品開發(fā)的硬件建模語言，那時它只是一種專用語言，由于他們的模擬、仿真器的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛使用VerilogHDL作為一種便于使用的且實用的語言逐漸為眾多設(shè)計者所接受。VerilogHDL語言是應(yīng)用最為廣泛的硬件語言之一，可用來進行各種層次的邏輯設(shè)計，也可以進行仿真、嚴整、時序分析等。VerilogHDL適合算法級、寄存器傳輸級、門級和版圖級等各個層次的設(shè)計和描述。在采用VerilogHDL進行設(shè)計的時候，由于Verilog語言的標準化，可以很容易地把完成的設(shè)計移植到不同廠家的不同中去。用VerilogHDL進行設(shè)計還具有工藝無關(guān)性，這使得工程師在功能設(shè)計、邏輯驗證階段可以不必過多考慮門級及工藝實現(xiàn)的具體細節(jié)，而只需根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求，施加不同的約束條件，即可設(shè)計出實際電路。圖3-1控制系統(tǒng)框圖3.2.3控制系統(tǒng)實現(xiàn)各個模塊的設(shè)計是通過MAX+PlusII來完成的，它是VerilogHDL描述語言的工作環(huán)境，只有在MAX+PlusII下才能完成VerilogHDL語言的編譯與仿真工作，通過波形圖能更直觀的表達出程序的工作情況。MAX+PlusII是一個完全集成化、易學(xué)易用的可編程邏輯設(shè)計環(huán)境，它可以在多平臺上運行，其圖形界面豐富，加上完整的、可即使訪問的在線文檔，是設(shè)計人員可以輕松的掌握軟件的使用。其開發(fā)系統(tǒng)有許多特點：1.界面開放；2.與結(jié)構(gòu)無關(guān)；3.豐富的設(shè)計庫；4.模塊化工具；5.硬件描述語言MAX+PlusII軟件支持各種HDL設(shè)計輸入選項，包括VHDL、VerilogHDL和Altera公司的AHDL。這次的設(shè)計應(yīng)用的為VerilogHDL。其程序流程圖如下：下面就來介紹一下MAX+PlusII的操作：基于MAX+PlusII軟件的Verilog設(shè)計步驟大致如下所示。（1）建立設(shè)計項目，創(chuàng)建設(shè)計文件；（2）輸入設(shè)計文本并保存；（3）對HDL文件進行編譯，檢查句法錯誤并修改；（4）進行功能仿真，如有錯誤，則修改源文件；（5）對設(shè)計指定器件并適配；（6）進行時序仿真，如有錯誤，修改源文件；（7）若以上步驟全通過的話，可進行下載或其他操作。先打來MAX+PlusII軟件，然后在菜單欄中，選擇“File”，接著點“New”會出現(xiàn)一個對話框，該對話框中有四個選項，分別是原理圖形式、編輯文件形式、文本形式、波形形式，編程是在文本形式下完成的，所以選中文本形式，點擊“OK”鍵，如圖3-2所示：圖3-2選擇第三個TextEditorfile進行文本輸入，建立文本形式后，就可以進行編程了，編程時要注意避免錯誤。VerilogHDL的程序如下：3.2.4緊急停靠模塊Modulejinji(clk,xf,fl,door,o1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8);inputclk,xf;outputo1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8,door;output[3:0]fl;rego1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8,door,nf;reg[3:0]fl;always@(posedgeclk)beginif(xf)nf<=1;if(nf)beginif(fl==4'b0001)begindoor<=1;nf<=0;endelsebeginfl<=fl-1;door<=0;{o1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8}<={o1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8}<<1;endendendendmodule緊急?？垦b置,裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。屬于電梯安全工作范圍的要求控制范圍，當在轎外按按下此按鈕，控制系統(tǒng)給出高電平，此控制模塊的優(yōu)先級高于其他控制模塊，此按鈕按下程序直接執(zhí)行該程序，關(guān)閉轎門，電梯直接運行到第一層，期間的任何呼叫都不響應(yīng)。完成文本輸入之后，選擇菜單“File”→“SaveAs”保存文件與程序中Module后的文件名相同，文件名為“jinji”，如圖3-3。然后選擇菜單“File”→“Project”→“SetProjecttoCurrentFile”將該文本設(shè)為當前項目，如圖3-4。圖3-3圖3-4通過上述操作完成了文本輸入，以下是對設(shè)計文本的處理過程。編譯設(shè)定:HDL文件輸入后，即可啟動編譯程序來編譯項目。編譯器將進行錯誤檢查、網(wǎng)表提取、邏輯綜合、器件適配、編程文件產(chǎn)生等操作。在編譯前應(yīng)完成以下操作：（1）為設(shè)計指定器件，并鎖定引腳；（2）選擇設(shè)計規(guī)則檢查；（3）設(shè)定全局邏輯綜合有關(guān)選項；（4）設(shè)置全局定時要求；（5）打開功能仿真器或定時模擬器、網(wǎng)表文件提取器；（6）指定在.rpt文件中報告內(nèi)容。需注意的是，在設(shè)置以下一些編輯項目時，應(yīng)先進入編譯界面，選擇菜單命令“MAX+PlusII”→“Compiler”，打開文件編譯窗口，如圖3-5所示，即出現(xiàn)了與編譯設(shè)置相關(guān)的菜單。圖3-5點擊“Start”啟動編譯，如無錯誤，會顯示如圖3-6所示。圖3-6在編譯過程中所有信息、錯誤和警告都會在自動打開的信息處理窗口中顯示出來。如果有錯誤產(chǎn)生，選中該錯誤信息，然后按下Locate按鈕可自動定位錯誤，也可雙擊該錯誤信息來實現(xiàn)。圖3-7按照所提示的信息將程序中的錯誤一一修改后，再次進行編譯，直到?jīng)]有錯誤為止。編譯完成后，那些由編譯起產(chǎn)生的代表輸出文件的圖標將會出現(xiàn)在各模塊框的下面，可通過雙擊適當?shù)奈募D標來打開這些文件。編譯完成后會產(chǎn)生如下一些重要文件：（1）適配報告：包括芯片內(nèi)部資源的利用情況、設(shè)計的方程描述情況等。（2）面向其他EDA工具的輸出文本，如EDIF文件等。（3）延時信息：以便于進行精確的時序仿真。（4）器件編程文件：如用于CPLD編程的.pof文件、用于FPGA培植的.sof文件等。程序編譯完成后，接下來就是波形的仿真了，單擊菜單欄中的“”圖標，會彈出一個對話框，選擇“WaveformEditorfile”后點擊“OK”鍵，就進入波形仿真的界面了。建立波形圖時，要將程序中所涉及到的各個結(jié)點都導(dǎo)入到波形圖中，才能使仿真正常進行，點擊菜單欄中的“Node”中的“EeterNodesfromCNF……”會出現(xiàn)圖3-8所示，點擊對話框中的“List”，在左邊的框中會出現(xiàn)程序中所有涉及到的結(jié)點，然后點擊對話框中的“=>”，將所有的結(jié)點都移右邊的框中，再點擊“OK”，所有的結(jié)點就都移至波形仿真環(huán)境下了。如圖3-9所示。圖3-8圖3-9當所有的結(jié)點都導(dǎo)入后，根據(jù)程序中的要求，將輸入結(jié)點進行賦值，點擊下圖所示中的“”可以對輸入結(jié)點進行時鐘賦值，起始值可以自己設(shè)定；“”是進行任意賦值，還有其他的圖標，可根據(jù)需要來選擇。所有輸入結(jié)點都賦值后，點擊“MAX+PlusII”中的“Simulator”進行仿真，會出現(xiàn)如圖3-10所示。點擊“Start”進行仿真，無錯誤后會有圖3-11所示圖3-10圖3-11點擊“OpenSCF”，就會出現(xiàn)仿真圖了，如圖3-12所示圖3-12當緊急按鈕按下，電梯門立即關(guān)閉樓層顯示信號一直從當前樓層依次降到一樓，程序直到電梯運行到一樓為止，在此期間其他的呼叫均不響應(yīng)。完成上述過程后進行器件創(chuàng)建，點擊菜單“File”→“CreateDefaultSymbol”，如圖3-13所示。圖3-13生成如下：3.2.4主控模塊的設(shè)計此部分模塊包括請求輸入模塊、主控模塊、移位寄存顯示模塊和樓層顯示幾部分。其控制器系統(tǒng)框圖如圖3-14所示。圖3-14此部分的VerilogHDL的程序如下所示：modulelift(clk,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8,door,f1);inputclk,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8;outputo1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8,door,f1;rego1,o2,o3,o4,o5,o6,o7,o8,door,up,down;reg[8:1]des;reg[2:0]count;reg[3:0]low,high,f1;clk:時鐘信號；d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8:樓層請求信號；o1;o2;o3;o4;o5;o6;o7;o8:樓層及請求信號狀態(tài)顯示；door:開門指示信號；f1:送數(shù)碼管顯示的當前樓層數(shù)以上為定義此模塊的輸入、輸出以及內(nèi)部傳遞信號。(1)請求模塊在請求信號輸入模塊中，設(shè)置8個開關(guān)電平信號，d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8表示8個樓層的請求信號，每次最多允許兩個信號同時請求。并實現(xiàn)呼叫信號記憶。if(d1)begindes[1]<=1;if(low>1||low==4'b0000)low<=1;endif(d2)begindes[2]<=1;if(high<2&&{d3,d4,d5,d6,d7,d8}==6'b000000)high<=2;if(low>2||low==4'b0000&&!d1)low<=3;endif(d3)begindes[3]<=1;if(high<3&&{d4,d5,d6,d7,d8}==5'b00000)high<=3;if((low>3||low==4'b0000)&&{d1,d2}==2'b00)low<=3;endif(d4)begindes[4]<=1;if(high<4&&{d5,d6,d7,d8}==4'b0000)high<=4;if((low>4||low==4'b0000)&&{d1,d2,d3}==3'b000)low<=4;endif(d5)begindes[5]<=1;if(high<5&&{d6,d7,d8}==3'b000)high<=5;if((low>5||low==4'b0000)&&{d1,d2,d3,d4}==4'b0000)low<=5;endif(d6)begindes[6]<=1;if(high<6&&{d7,d8}==2'b00)high<=6;if((low>6||low==4'b0000)&&{d1,d2,d3,d4,d5}==5'b00000)low<=6;endif(d7)begindes[7]<=1;if(high<7&&!d8)high<=7;if((low>7||low==4'b0000)&&{d1,d2,d3,d4,d5,d6}==6'b000000)low<=7;endif(d8)begindes[8]<=1;if(high<=8)high<=8;end(2)關(guān)門時間控制電梯開門5s后,電梯門自動關(guān)閉，電梯繼續(xù)運行。程序如下：if(count==3'b101)begincount<=0;door<=0;if(low==f1)low<=4'b0000;if(high==f1)high<=4'b0000;endelseif(count!=0)begincount<=count+1;door<=1;實現(xiàn)電梯開門5s后自動關(guān)門控制。3.2.5信號消除控制實現(xiàn)if(o1&&des[1])begincount<=1;des[1]<=0;endelseif(o2&&des[2])begincount<=1;des[2]<=0;endelseif(o3&&des[3])begincount<=1;des[3]<=0;endelseif(o4&&des[4])begincount<=1;des[4]<=0;endelseif(o5&&des[5])begincount<=1;des[5]<=0;endelseif(o6&&des[6])begincount<=1;des[6]<=0;endelseif(o7&&des[7])begincount<=1;des[7]<=0;endelseif(o8&&des[8])當電梯到達該層后，所記憶的信號自動消除。3.2.6判斷響應(yīng)若同時有兩個請求信號輸入，主空模塊應(yīng)能將兩個請求信號分別與當前樓層信號比較，使電梯先去距離較近的樓層。if(low!=4'b0000&&low<f1)beginif(high>f1&&high-f1<f1-low)up<=1;elsedown<=1;endelseif(high>f1)up<=1;end整體進行編譯、仿真后，實現(xiàn)功能為：用8個LED顯示電梯行進過程，并有數(shù)碼管顯示電梯當前所在的樓層位置，在每層電梯的入口處設(shè)有請求按鈕開關(guān)，請求按鈕按下，則相應(yīng)樓層的LED亮。用CLK脈沖控制電梯用動，每來一個CLK脈沖電梯升（降）一層。電梯到達有請求的樓層后，該層的指示燈滅，電梯門自動打開（開門指示燈亮），開門5s后，電梯門自動關(guān)閉，電梯繼續(xù)運行。控制電梯電路能記憶所有樓層請求信號，并按如下運行規(guī)則依次響應(yīng)：運行過程中，先響應(yīng)最早的請求，再響應(yīng)后續(xù)的請求。如果無其他請求，則停留在當前層，如果有兩個同時請求信號，則判斷請求信號離當前層的距離，先響應(yīng)距離近的請求，再響應(yīng)較遠的請求，每個請求信號保留至執(zhí)行后清除。仿真波形如下：3.2.7管腳分配仿鎮(zhèn)真模擬正確后，就可以準備下載至PLD芯片驚醒硬件驗證。下載前要進行管腳分配，啟動MAX+PlusII的“FloorplanEditor”菜單，則顯示該設(shè)計項目的信號列表和目標芯片的管腳，在MAX+PlusII中，管腳分配有自動和手動兩種方式，自動方式由軟件自動完成管腳分配，手動方式則由用戶自己完成管腳分配。第4章經(jīng)濟效益分析目前電梯已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活所必不可少的工具。本設(shè)計采用VerilogHDL控制來代替繼電器控制及PLC的控制，此控制系統(tǒng)在設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修等方面，不僅減少了工作量，而且減少了開支，縮減了成本，效益更高。設(shè)計者只需有MAX+PlusII軟件，便可實現(xiàn)從文本輸入到管腳分配的全過程，而采用VerilogHDL硬件語言進行電子電路的設(shè)計,其特點是以軟件工具為核心,通過這些軟件完成產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計、電路分析(邏輯功能仿真)、糾錯和驗證、自動布局布線、時序仿真(布線延遲分析)等各項測試工作,最后可通過綜合器和適配器生成最終的目標器件,從而實現(xiàn)電子電路的自動化設(shè)計。所做出的程序均可通過電腦先進行調(diào)試、仿真，通過仿真波形圖可以分析出是否達到預(yù)計要求所要實現(xiàn)的功能，模擬調(diào)試好后再進行安裝、運行，大大提高了其安全性。這樣實現(xiàn)安全又快速方便，大大縮短了設(shè)計的中期和調(diào)試周期，也節(jié)省了一些意外損失所帶來的傷害及不必要的開支。通過仿真波形可以清楚的看出是否實現(xiàn)了預(yù)計要求的功能，幫助查缺補漏，提高了檢修的速度，減少故障損失。并且VerilogHDL語言早在1983年就已經(jīng)推出，至今已經(jīng)有20多年的應(yīng)用歷史了，擁有著廣泛的設(shè)計群體，相應(yīng)的隨著不斷的使用也意味著其功能也越來越完善。并且它的語法結(jié)構(gòu)自由，也相對容易掌握一些，可以使使用者集中精力于設(shè)計工作中，而不必花費太多的時間在語言和語法的學(xué)習(xí)上。綜合上述來說，控制經(jīng)濟指標得到了提高。結(jié)論通過這幾個月的畢業(yè)設(shè)計，學(xué)習(xí)了實現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及原理和VerilogHDL硬件描述語言的基本原理及應(yīng)用，系統(tǒng)各個模塊的功能以及系統(tǒng)的擴展等知識。根據(jù)設(shè)計題目查找所要用到的資料，之后來確定具體的設(shè)計方案，以及所需的軟、硬件。根據(jù)系統(tǒng)的需求，來了解這些器件的具體功能和某些參數(shù)，如何使用及其作用。本次設(shè)計用VerilogHDL來實現(xiàn)電梯的軟件控制系統(tǒng)部分，這是我初次接觸這門語言，通過此次設(shè)計對該門語言有了概略的了解，VerilogHDL語言是應(yīng)用最為廣泛的硬件語言之一，可用來進行各種層次的邏輯設(shè)計，也可以進行仿真、嚴整、時序分析等。VerilogHDL適合算法級、寄存器傳輸級、門級和版圖級等各個層次的設(shè)計和描述。其功能強大，使用方便，只可惜時間有限，學(xué)的只是皮毛。此次設(shè)計只是實現(xiàn)了一些比較簡單的電梯控制邏輯關(guān)系，但通過設(shè)計我的知識領(lǐng)域得到了進一步的擴展，專業(yè)技能得到了進一步的提高同時增強了分析和解決工程實際的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度和嚴謹求實的工作作風(fēng)。此次設(shè)計讓我真實感受到了理論聯(lián)系實際的重要性，要想真正的把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際的生產(chǎn)、生活中，還真的不是一件容易的事情，要考慮的問題、要做的事情太多，也非常復(fù)雜，要真正理清事物之間的復(fù)雜的邏輯關(guān)系。自己要學(xué)的知識真的是太多太多了，難怪老話有“活到老，學(xué)到老”之說，今后還要在學(xué)習(xí)工作中不斷充實自己。致謝本次設(shè)計是在我的指導(dǎo)老師王秀琴的精心指導(dǎo)和關(guān)心下完成的。這幾個月，無論是在學(xué)習(xí)還是日常生活中，導(dǎo)師都給我很大的幫助和鼓勵，特別是在畢業(yè)設(shè)計上遇到的種種困難有退縮的想法的時候，在此，我表示由衷的感謝。導(dǎo)師淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)，令我深感佩服，受益非淺。在此，同時感謝在我工作學(xué)習(xí)中給予幫助的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師，感謝在畢業(yè)設(shè)計中給我很多幫助的同學(xué)們。最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指正。參考文獻1.陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修.北京：機械工業(yè)出版社，2003:4-132.李秧耕,何喬治,何峰.電梯基本原理及安裝維修全書.北京：機械工業(yè)出版社，2003:98-1063.王金明、徐志軍.VerilogHDL程序設(shè)計教程.北京：人民郵電出版社，2004:78-904.袁俊泉、孫敏琪、曹瑞.VerilogHDL數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計及其應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20025.杜建國.VerilogHDL硬件描述語言.北京：國防工業(yè)出版社.2004:34-456.路而紅.專用集成電路設(shè)計與電子設(shè)計自動化.北京:清華大學(xué)出版社，20047.林明權(quán).VHDL數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計范例.北京：電子工業(yè)出版社，20038.肖工贈，蔣勝泉.VVVF變頻器在電梯系統(tǒng)改造中的應(yīng)用.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報.2000，第23卷第3期基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究