電氣傳動自動化　　摘要: 基于c167cs 微控制器設(shè)計了數(shù)字化電梯系統(tǒng), 該系統(tǒng)中利用多規(guī)則加權(quán)的模糊控制算法進行群控控制,以can總線多主方式實現(xiàn)各控制器間的串行通信。該系統(tǒng)提高了電梯的運行效率,并增強了電梯運行的實時性控制,系統(tǒng)的靈活性與可靠性得到了提高。
關(guān)鍵詞: 數(shù)字化電梯; c167cs; 模糊控制; can總線

1 引言

　　國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代化程度日益提高,高層建筑愈來愈多, 電梯也隨之增多, 電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位得到了提高,成為重要的運輸設(shè)備之一。國內(nèi)傳統(tǒng)的電梯控制一是由繼電器、接觸器構(gòu)成。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點,而且在層數(shù)增加時,配線變化給制造及安裝帶來諸多不變。若用微機來控制電梯具有許多優(yōu)點,進而數(shù)字化電梯控制系統(tǒng)是發(fā)展的必然。數(shù)字化最大的優(yōu)點之一是在信號的傳輸方面, 而且同時也將交換的功能聯(lián)系在一起, 視頻信號、音頻信號、計算機數(shù)據(jù)都利用0、1 二進制代碼在同一網(wǎng)絡(luò)里傳輸和交換,這種以數(shù)字化為共同語言彼此相容和溝通的特性,使各種形式的信息傳輸速度大大加快,使得整個系統(tǒng)更加有效。本文旨在開發(fā)數(shù)字化電梯系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)中,以c167cs微控制器為基礎(chǔ),開發(fā)了數(shù)字化電梯系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要包括主控器、轎廂控制器、層站控制器、通訊模塊及廳外呼叫部分。


　　主控器:是指控制相應(yīng)電梯運行的控制器。它負責(zé)與各轎廂控制器、層站控制器相互通訊, 并發(fā)送控制指令來控制相應(yīng)電梯的運行。通過采集到的各個電梯的狀態(tài)及廳外呼叫來決定指派最優(yōu)的電梯來進行工作。主控器控制變頻器進行調(diào)速控制; 接收旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出的脈沖信號, 作為速度反饋信號; 具有rs-232接口, 以與其它設(shè)備相聯(lián)接,以進行電梯的監(jiān)控與調(diào)試。

　　轎廂控制器: 它控制單個電梯的運行, 并將電梯的運行狀態(tài)及時傳送到主控器,以便主控器發(fā)送指令來控制整個系統(tǒng)的運行。

　　層站控制器: 采集樓層召喚信號, 控制按鈕燈的輸出,并以滾動方式顯示方向和樓層?；镜臉菍涌刂破髟鲈O(shè)鑰匙開關(guān)、消防運行開關(guān)輸入功能,以實現(xiàn)電梯的開/ 停和消防運行,并通過can端口與總線相連接。

　　通訊模塊: 采用can總線多主結(jié)構(gòu),來實現(xiàn)電梯主控器、層站控制器、外呼和轎廂之間控制信號的串行通信。

　　廳外呼叫及顯示:在電梯的每層廳外都有呼叫選擇部分, 它代表乘客的乘梯方向(如向上或向下) ,并給予相應(yīng)的led 顯示。

　　系統(tǒng)工作原理: 各個轎廂控制器及層站控制器將采集到的信號發(fā)送到can總線, 主控器根據(jù)這些信號及相應(yīng)的群控算法選擇最優(yōu)的電梯進行響應(yīng),結(jié)合專用線路上的安全信號、旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖信號等發(fā)出選層、定向、變速和平層等指令, 控制轎廂的運行及門機的動作, 并將轎廂的位置信號發(fā)送到can總線上。顯示模塊則相應(yīng)地進行l(wèi)ed顯示。在數(shù)字化電梯系統(tǒng)的設(shè)計中關(guān)鍵部分是主控器中的群控算法及can總線通信的實現(xiàn), 下面詳細介紹此兩部分的具體實現(xiàn)。

3 c167微控制器介紹

　　c167 單片機是80c166 系列中的一款高性能的微處理器。cpu時鐘頻率最高可達40mhz , 片內(nèi)rom128k/256 k,片內(nèi)ram11k,尋址能力16m。采用4 級流水線,有56個中斷(16個優(yōu)先級) ,外設(shè)事件控制器pec ,32 通道比較/ 捕捉單元,2 個通用定時器單元, 以及4 通道的pmw。多通道10位的a/d轉(zhuǎn)換口,c167的i/o 接口多達111個,其串行i/ o接口有同步/異步接口uart、高速同步接口ssc。同時擁有can總線通信控制器模塊, 可以支持高速串行通信協(xié)議can2.0b , 即支持標準(11位id) 和擴展(29位id) 的通信協(xié)議?？删幊掏獠靠偩€可對不同地址范圍進行不同的設(shè)置。
c167 單片機的集成度高、功能多、性能強。c167單片機的品種也比較多, 比如c167s、c167cr、c167cs等,這些單片機的i/o基本功能是相同的, 都是111根引腳, 只是片內(nèi)ram以及rom大小有所不同。本文采用的單片機型號是c167cs, 圖2 所示為c167cs的結(jié)構(gòu)圖。


　　c167cs 作為此c166的第三代產(chǎn)品, 允許使用高級語言對系統(tǒng)進行開發(fā), 擁有高達16mb的尋址空間, 11kb的內(nèi)部ram(隨機存取存儲器) 和128kb 的內(nèi)部rom(只讀存儲器) , 并且能夠?qū)κ褂猛獠靠偩€的各類資源進行更系統(tǒng)的管理。

4 電梯系統(tǒng)的設(shè)計

4. 1 電梯控制算法實現(xiàn)
　　在傳統(tǒng)的電梯群控制系統(tǒng)設(shè)計中, 通常只要滿足一個性能標準,如:最佳速度、位置和最小時間等,就實行電梯的調(diào)度,這必然存在其局限性。由于傳統(tǒng)算法的局限性,同時要滿足多