一種新的電梯門(mén)機控制系統

1 系統的硬件設計

系統的硬件構成如圖1所示，輸入及顯示電路完成人機交互功能，對電梯門(mén)機的執行過(guò)程進(jìn)行設定；計算控制電路根據設定參數和外部輸入的信號，依照一定的控制規律，完成計算及控制邏輯輸出；而驅動(dòng)和保護電路接受計算控制電路的控制邏輯，根據此邏輯控制執行機構的動(dòng)作，同時(shí)監控自身及執行機構的狀態(tài)，在發(fā)生故障時(shí)保護電路動(dòng)作，以保護元器件安全。下面簡(jiǎn)要介紹計算控制電路和執行機構。

1．1 計算控制電路

計算控制電路由MSP430F149作為控制電路的處理單元，外加各種信號調整電路和參數掉電保持電路組成。主要包括：參數掉電保持電路；電機轉速反饋和運行方向辨別電路；電流采集反饋電路；位置反饋及開(kāi)關(guān)譯碼電路；電平轉換電路。

電機轉速反饋和運行方向辨別電路 該電路采用光電碼盤(pán)來(lái)測量電機速度，采用光柵辨向法辨別電機運行方向。實(shí)現的方法是將2個(gè)光電傳感器相差90°。相位安裝，使他們產(chǎn)生相差90°。相位的A，B相脈沖波，經(jīng)整形后送到辨向電路中。

位置反饋及開(kāi)關(guān)譯碼電路 電路如圖2所示。A，B，C三相位置是由3個(gè)互差120°電角度的光電傳感器送出的方波信號，經(jīng)過(guò)LM324整形后，送人MSP430F149進(jìn)行最優(yōu)電流導通角處理，處理后輸出的3個(gè)互差120°電角度的方波信號送到GAL16V8進(jìn)行開(kāi)關(guān)譯碼。GAL16V8同時(shí)將譯出的控制導通信號與PWM調制信號、故障排鎖信號、電機正反轉信號一起譯碼，實(shí)現電機轉速、方向控制和故障保護功能。

1．2 執行機構

電梯門(mén)機開(kāi)關(guān)執行機構由稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機組成。電機是雙余度繞組釤鈷永磁方波電機(300V，200W，600r／min)，采用集中整距繞組，氣隙磁場(chǎng)分布為方波。轉子位置傳感器為光電位置傳感器，實(shí)時(shí)檢測電機轉子相對定子繞組的位置，輸出3個(gè)寬180°電角、相位差120°電角的矩形波。根據其三路信號組合的不同，確定當前轉子位置及應導通的電樞繞組。

2 系統的軟件設計

系統的主要軟件有：系統初始化程序，人機交互程序，數據存取程序，系統監測程序，電機控制和驅動(dòng)程序等。

2．1 系統初始化

系統初始化包括MSP430F149單片機和外圍器件的初始化、系統全局變量的定義和賦初值。初始化完成后，程序進(jìn)入主循環(huán)體，根據預設的參數或者根據操作者的輸入進(jìn)行電機控制和調節。初始化流程如圖3所示。設置定時(shí)器時(shí)，定時(shí)器A用于程序循環(huán)中的定時(shí)查詢(xún)、A／D的定時(shí)采樣、速度的定時(shí)獲取。定時(shí)器B用于產(chǎn)生PWM波，以及設定的4個(gè)加減速時(shí)間。在默認情況下，LED顯示的是電機的轉速信息，只有在操作者干預時(shí)，才顯示電流、加減速時(shí)間等信息。初始程序的最后將定時(shí)器A、定時(shí)器B、各個(gè)I／O口及看門(mén)狗的中斷打開(kāi)，之后在死循環(huán)中對單片機B送往單片機A(MSP430F149)的速度信號進(jìn)行反復查詢(xún)。