基于ATMEL單片機(jī)的自動扶梯控制系統(tǒng)

一、項目概述

1.1 引言

自動扶梯廣泛應(yīng)用于大型商場、超市、機(jī)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(jī)械磨損嚴(yán)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(fù)、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(jìn)行編程。為此,我們開發(fā)了一種比較通用的自動扶梯微機(jī)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(jī)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(jī)過熱保護(hù)

2、錯項與斷相保護(hù)

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(shè)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(jī)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(hù)、電機(jī)過熱保護(hù)、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(dāng)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(hù)主要是防止電氣故障給設(shè)備和電力網(wǎng)絡(luò)帶來的損害，電機(jī)過熱保護(hù)主要是防止當(dāng)電機(jī)長時間運行發(fā)出的熱量使得電機(jī)的溫度過高而使得電機(jī)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(dāng)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(jī)讓單片機(jī)作出判斷是否應(yīng)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(jī)，讓單片機(jī)知道當(dāng)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(jī) 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(jī)過熱、突發(fā)事件、人流量變化、斷相模塊組成，當(dāng)電機(jī)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(jī)，然后單片機(jī)將接收到的信號與各個基準(zhǔn)量進(jìn)行比較，若單片機(jī)檢測到電機(jī)的溫度高于當(dāng)初設(shè)定的值那么單片機(jī)就輸出一個信號給電機(jī)過熱保護(hù)單元，控制線路中的接觸器斷開是的電梯停止運行。當(dāng)傳感器將檢測到的信息傳送給單片機(jī)讓單片機(jī)作出判斷，若人流量大于當(dāng)初設(shè)定的值，單片機(jī)控制Y/△變換模塊，使得扶梯的運行速度改變！

3.5 系統(tǒng)預(yù)計實現(xiàn)結(jié)果

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