一种新的电梯门机控制系统
电梯是现代人们生活中不可或缺的工具。目前的电梯门机控制系统均有其固有的缺陷,这些缺陷使电梯不能正常运行、维护工作量大甚至造成人身伤害。因此,研制一种高性能、高可靠性且维护方便、成本适中的电梯门机控制系统具有重要的现实意义。
1 系统的硬件设计
系统的硬件构成如图1所示,输入及显示电路完成人机交互功能,对电梯门机的执行过程进行设定;计算控制电路根据设定参数和外部输入的信号,依照一定的控制规律,完成计算及控制逻辑输出;而驱动和保护电路接受计算控制电路的控制逻辑,根据此逻辑控制执行机构的动作,同时监控自身及执行机构的状态,在发生故障时保护电路动作,以保护元器件安全。下面简要介绍计算控制电路和执行机构。
1.1 计算控制电路
计算控制电路由MSP430F149作为控制电路的处理单元,外加各种信号调整电路和参数掉电保持电路组成。主要包括:参数掉电保持电路;电机转速反馈和运行方向辨别电路;电流采集反馈电路;位置反馈及开关译码电路;电平转换电路。
电机转速反馈和运行方向辨别电路 该电路采用光电码盘来测量电机速度,采用光栅辨向法辨别电机运行方向。实现的方法是将2个光电传感器相差90°。相位安装,使他们产生相差90°。相位的A,B相脉冲波,经整形后送到辨向电路中。
位置反馈及开关译码电路 电路如图2所示。A,B,C三相位置是由3个互差120°电角度的光电传感器送出的方波信号,经过LM324整形后,送人MSP430F149进行最优电流导通角处理,处理后输出的3个互差120°电角度的方波信号送到GAL16V8进行开关译码。GAL16V8同时将译出的控制导通信号与PWM调制信号、故障排锁信号、电机正反转信号一起译码,实现电机转速、方向控制和故障保护功能。
1.2 执行机构
电梯门机开关执行机构由稀土永磁无刷直流电动机组成。电机是双余度绕组钐钴永磁方波电机(300V,200W,600r/min),采用集中整距绕组,气隙磁场分布为方波。转子位置传感器为光电位置传感器,实时检测电机转子相对定子绕组的位置,输出3个宽180°电角、相位差120°电角的矩形波。根据其三路信号组合的不同,确定当前转子位置及应导通的电枢绕组。
2 系统的软件设计
系统的主要软件有:系统初始化程序,人机交互程序,数据存取程序,系统监测程序,电机控制和驱动程序等。
2.1 系统初始化
系统初始化包括MSP430F149单片机和外围器件的初始化、系统全局变量的定义和赋初值。初始化完成后,程序进入主循环体,根据预设的参数或者根据操作者的输入进行电机控制和调节。初始化流程如图3所示。设置定时器时,定时器A用于程序循环中的定时查询、A/D的定时采样、速度的定时获取。定时器B用于产生PWM波,以及设定的4个加减速时间。在默认情况下,LED显示的是电机的转速信息,只有在操作者干预时,才显示电流、加减速时间等信息。初始程序的最后将定时器A、定时器B、各个I/O口及看门狗的中断打开,之后在死循环中对单片机B送往单片机A(MSP430F149)的速度信号进行反复查询。
关键词: 电梯门机 控制系统 MSP430F149
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