机械大楼电梯控制项目设计文档
系统硬件接口定义
系统硬件接口由电梯运动控制模块、电机控制模块、电梯状态显示模块组成
电梯运动控制模块
电梯门的开启和关闭需要设置行程开关,同时通过接口连接电梯内开关电梯门的常开按钮接收信号发生动作,电梯门的开启和关闭按钮在电机运动时不能关闭,只有当电梯静止(电机不转动)时才能闭合控制电梯门动作,电梯门的开启和关闭两按钮应互锁实现不能同时关闭,同时电梯门启闭由电梯的运行状态控制,当电梯自运动转为停止时经时间继电器延时2s电梯门自动开启,当电梯运动时控制电梯门关闭的开关必须闭合,电梯门在收到关闭按钮按下信号后延时10s关闭,在此期间若打开按钮被按下则时间继电器被断开,到下次关闭按钮被按下时再重新计时。
电机控制模块
电梯的启动和停止由交流异步变频电机和变频器控制,电机控制电梯运动动作,通过接口接收每层楼电梯上下行控制按钮信号和电梯内部1-7层楼目标楼层控制按钮信号控制,同时各层楼均设置有行程开关以保证电梯运行到目标楼层时准确停止在该楼层设定位置。由于各层楼电梯控制信号可能相矛盾,因此需要通过接口采集和储存信号进行集中时序控制并对两台电梯分配指令信号,电梯上行和下行控制信号通过接口传至电机而控制电机的正反转动,电梯上行时电机正转耗电,电梯下行时电机反转充电,由储能机构实现对能量的储存调配和再利用,电机启停遵循匀加速到匀速到匀减速的过程,变频器控制电机的转速和运动过程。
电梯状态显示模块
每层电梯口有“上行”和“下行”两个按钮,两个LED数码管分别显示左右两个电梯所在的楼层,数码管旁各有箭头LED灯指示该电梯的运行状态(向上,向下,停止),故每层楼都要配有电梯上行下行的指示控制接口及电梯所在楼层的指示显示屏接口。在电梯内部的操作面板上显示屏通过接口接收电梯所在楼层信息和电梯运行状态的信息。电梯内设置有报警按钮,当报警按钮被按下时通过接口发送报警信号传至总控室发出求救。
系统功能定义
电梯功能需求
- 当有人按下楼层的上行和下行按钮时,电梯控制系统调度一部电梯尽快到达乘客所在的楼层,电梯轿厢在楼层停稳后延迟2秒钟打开电梯门,电梯门打开后延迟10秒后电梯门自动关闭,在此期间如有人按下关闭按钮则立即关闭电梯门。
- 在电梯门关闭过程中如有人在外面按下与电梯运行方向一致的按钮或有人在轿厢内按下开门按钮,则电梯门再次打开,一旦电梯门关闭,则不再响应按钮。
- 当电梯运行出现异常时通过按下报警按钮向总控室发送求救信号。
电梯显示
每层楼均配有显示屏,显示屏上的上下行箭头LED指示灯用于指示电梯目前运行状态,电梯上行时上箭头LED灯亮,反之电梯下行时下箭头指示灯亮,电梯静止时两灯均不亮,LED数码管数字显示目前电梯所处楼层。上行和下行按钮右上角指示灯指示该按钮是否被按下,当按钮被按下后指示灯始终保持亮,直至任一台电梯在该楼层停下时熄灭。电梯内部控制面板显示屏同样具有上下行箭头LED指示灯用于指示电梯目前运行状态,LED数码管的数字显示电梯当前所处楼层,而1-7目标楼层按钮和电梯门开启关闭按钮及报警按钮右上角均设有指示灯,当按钮第一次被按下时开关闭合,指示灯亮,当其被再次按下时开关断开,指示灯灭 。
电梯控制
电梯运动的最终指令控制信号由1-7各层楼的控制按钮,两台电梯内的控制按钮和电梯当前运动状态共同决定。电梯门的开启和关闭需要设置行程开关,同时通过接口连接电梯内开关电梯门的常开按钮接收信号发生动作,电梯门的开启和关闭按钮开关在电机运动时不能关闭,只有当电梯静止(电机不转动)时才能闭合控制电梯门动作,电梯门的开启和关闭两按钮应互锁实现不能同时关闭。电梯的启动和停止由交流异步变频电机和变频器控制,电机控制电梯运动动作,通过接口接收每层楼电梯上下行控制按钮信号和电梯内部1-7层楼目标楼层控制按钮信号控制,同时各层楼均设置有行程开关以保证电梯运行到目标楼层时准确停止在该楼层设定位置。
电梯调度
(1)当电梯处于运行状态时,电梯优先响应不改变其运行方向的控制信号,同时尽可能的保证在所有发出请求信号的楼层和目标楼层停止
(2)各楼层的控制按钮根据时序进行响应,即先按下按钮发出的请求信号优先得到电梯响应
(3)当两台电梯都处于静止状态时,1号电梯(可自定义哪一台为一号电梯)优先响应控制信号;当一台电梯静止一台电梯运动时,静止的电梯响应未被响应的控制信号,当两台电梯都处于运动状态时,各电梯以(1)(2)调度原则响应未被响应的信号
软件功能模块分解与模块间接口定义
软件功能模块按硬件接口定义分为电梯运动控制模块、电机控制模块和电机状态显示模块三部分。电梯运动控制模块需要在1-7层楼设置相同的控制部分,同时在两台电梯内也设置相同的控制部分,最终将各部分控制信息汇总集中再确定最终指令和动作。电机控制模块需要对电机的变速过程进行设计仿真和控制实现,同时需要根据电机正反转充放电来相应进行储能和耗能过程控制,电机的启停控制由电梯运动控制模块最终指令动作信号确定。电机状态显示模块需要在1-7各层楼及两台电梯内设置相同的显示模块,显示模块的显示信号由电梯运动控制模块最终指令动作信号和电梯当前状态信号共同确定。