一、項目概述

1.1 引言

自動扶梯廣泛應用于大型商場、超市、機場、地鐵、賓館等場合。大多數(shù)扶梯在客流量大的時候，工作于額定的運行狀態(tài)，在沒有乘客時仍以額定速度運行，具有耗能大、機械磨損嚴重、使用壽命低等缺點。采用ATmega16a4為控制芯片的自動自動扶梯將是扶梯的發(fā)展方向。

1.2 項目背景

目前,我國生成的自動扶梯其控制系統(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、觸點多和易故障等缺點,而后者雖然克服了前者的許多缺點,但需要有專職人員對PLC進行編程。為此,我們開發(fā)了一種比較通用的自動扶梯微機控制器。該控制器主要由ATmega16a4芯片構(gòu)成，它具有接線簡單，使用方便的特點。

二、需求分析

2.1 功能要求

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

2.2 性能要求

1、電機過熱保護

2、錯項與斷相保護

3、運行狀態(tài)或安全回路故障顯示

4、隨時抱閘監(jiān)視

5、扶手帶速度監(jiān)視

6、Y/△轉(zhuǎn)換選擇

7、自動運行

三、方案設計

3.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理說明：

扶梯的運行需要一系列的執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)。自動扶梯的運行系統(tǒng)主要扶梯的上下行變換、隨時抱閘、錯相短相保護、電機過熱保護、星三角變換、人流量與速度檢測等部分組成。上下行變換就是當給扶梯可以實現(xiàn)上下行之間的切換而不僅僅局限于單方向的運行，提高了扶梯的智能化。隨時抱閘裝置的主要作用就是以防發(fā)生一些事故的時候可以對扶梯實行抱閘操作，使扶梯可以立刻停下來減少損失和對人員帶來的傷害。錯相與斷相保護主要是防止電氣故障給設備和電力網(wǎng)絡帶來的損害，電機過熱保護主要是防止當電機長時間運行發(fā)出的熱量使得電機的溫度過高而使得電機燒毀。Y/△變換主要是考慮的人流量他是一個變量，要是扶梯一直以一個不變的速度來運行的話，當人流量大的時候扶梯的運行效率將非常低，所以我們通過人流量的檢測裝置來額人流量，然后反饋給單片機讓單片機作出判斷是否應該作出Y/△之間的切換使得扶梯的速度改變，而速度檢測主要是由編碼器來實現(xiàn)的，編碼器將測得的數(shù)據(jù)反饋給單片機，讓單片機知道當前運行的速度是多少。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

ATmega16a4 電機 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)，軟件主要分電機過熱、突發(fā)事件、人流量變化、斷相模塊組成，當電機出現(xiàn)過熱、突發(fā)事件、人流量變化、斷相的現(xiàn)象時，各個檢測單元將檢測到的的信號傳輸給單片機，然后單片機將接收到的信號與各個基準量進行比較，若單片機檢測到電機的溫度高于當初設定的值那么單片機就輸出一個信號給電機過熱保護單元，控制線路中的接觸器斷開是的電梯停止運行。當傳感器將檢測到的信息傳送給單片機讓單片機作出判斷，若人流量大于當初設定的值，單片機控制Y/△變換模塊，使得扶梯的運行速度改變！

3.5 系統(tǒng)預計實現(xiàn)結(jié)果

制作出系統(tǒng)模型，能夠仿真運行，當出現(xiàn)經(jīng)濟情況、缺相斷相時扶梯能夠立即停止運行，當檢測到電機過熱是單片機作出反應，使得扶梯降低運行速度或者停止運行。當人流量由多變少或者由少多時，單片機作出反應控制電梯進行Y/△變換。