电梯毕业设计.docx

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电梯毕业设计

摘要

随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯作为现在高层建筑的垂直交通工具，成为人们日常生活必不可少的代步工具。

随着经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到迅捷的发展，人们的生活水平也显著提高，对电梯的安装也有了更高的要求。

因此，必须努力提高电梯的性能，保证电梯的运行几搞笑又节能安全可靠。

传统电梯控制系统采取的时继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐渐被淘汰。

单片机即微型计算机Single-ChipMicrocomputer）,是集CPU，RAM，ROM定时，计数的多种接口与一体的微控制器，其中51单片机是各种单片机中最为典型和最具有代表性的一种，广泛应用于各个领域，电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备，它是建筑中的永久垂直交通工具。

关键词：

单片机电梯控制

ABSTEACT

Withthedevelopmentofmoderncities,growingnumberofhigh-risebuildings,verticaltransportoftheelevatorastallbuilding,becomingtheindispensablemeansofdailylife.Withtherapideconomicdevelopment,micro-electronicstechnology,computertechnologyandautomationtechnologyhasbeenrapiddevelopment,people'sstandardoflivingissignificantlyhigher,Elevatorinstallationalsohasahigherdemand.Therefore,effortsmustbemadetoimproveelevatorperformance,guaranteethesafetyofelevatorrunningafewfunnyandenergy-savingandreliable.Traditionalrelaylogicwhencontrolledbytheelevatorcontrolsystemcircuit,thecontrolfailure,maintenanceinconvenient,shortoperatinglife,occupiesalargespace,aregraduallybeingphasedout.

SingletabletsmachineismicrocomputersSingle-ChipMicrocomputer）,issetCPU,RAM,ROMscheduled,countofmultipleinterfaceandoneofmicro-controller,which51singletabletsmachineisvarioussingletabletsmachineinthemosttypicalandmosthasrepresentativeofa,widelyapplicationYuallarea,elevatorissetmachineryprincipleapplication,andelectriccontroltechnology,andmicroprocessortechnology,andsystemsengineeringlearn,moresubjectandTechnologyBranchYuoneofelectromechanicaldevice,Itisthebuildingofapermanentverticaltransport.

KeywordMUCElevatorControlSystem

第一章绪论

第二章电梯的概述

2.1电梯的定义

2.2电梯的发展历史

2.3电梯行业近年来的发展现状

2.4世界电梯行业的发展趋势

2.5中国电梯行业的发展趋势

2.6产品技术的发展趋势

第三章电梯设备、工作状态与安全运行

3.1电梯的分类

3.2电梯的工作原理

3.3电梯的常用术语

3.4电梯控制系统的组成

3.4.1电梯的机械系统

3.4.2电梯的电气系统

3.5电梯的三个工作状态

3.5.1电梯的自检状态

3.5.2电梯的正常工作状态

3.5.3电梯的强制工作状态

3.6电梯的安全运行

3.6.1防超越行程的保护

3.6.2防电梯超速和断绳的保护

3.6.3防人员剪切和坠落的保护

3.6.4缓冲装置

3.6.5报警和救援装置

3.6.6停止开关和检修运行装置

3.6.7消防功能

3.6.8电气安全保护

3.7电梯的主要性能指标

第四章单片机的概述

4.1单片机的简介

4.2单片机的特点

4.3单片机的应用领域

4.4单片机的发展趋势

4.5单片机的主要生产厂家

4.6单片机的选型

4.7MAX232串口下载模块

第五章硬件系统的实现

5.1功能模块图

5.2各功能模块的介绍

5.2.1STC89C52

5.2.2显示模块

5.2.3复位开关模块

5.4.2.5时钟电路

2.4振荡器电路模块

5.3设计电路及其连接线

第六章软件的设计

6.1汇编语言的简介

6.2流程图的设计

6.3程序设计

6.3.1程序的初始化

6.3.2主程序及其说明

6.3.3中断程序的调用

第七章系统的调试

7.1硬件调试

7.2软件调试

致谢

参考文献

附录一电梯原理图

附录二系统程序及其说明

第一章绪论

电梯就是用于高层建筑物中的固定式升降运输设备，它有一个装载乘客的轿厢，沿着垂直或倾斜角度小于15°的导轨在各楼层间运行，是垂直运行的电梯（通常也简称为电梯）、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。

电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。

有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。

据估计，截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。

电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。

人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。

如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。

论文选择stc89c52为核心控制元件，设计一个七层电梯系统，使用单片机汇编语言进行编程，实现运送乘客到任意楼层，并且显示电梯的楼层和上下行。

利用单片机控制电梯有低成本，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。

1电梯的概述

2.1电梯的定义

电梯是制动力驱动，利用沿刚导轨运行的箱体或者固定线路运行的梯级（踏步）进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。

2.2电梯的发展历史

很久之前，人们就使用一些原始的升降工具运送人和货物。

公元前1100年前后，我国古人发明了辘轳，它采用卷筒的回转运动完成升降动作，因而增加了提升物品的高度。

公元前236年，希腊数学家Archimedes设计制作了由绞车和滑轮组构成的起重装置。

这些升降工具的驱动力一般是人力或畜力。

19世纪初，在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。

1845年，威廉•汤姆逊研制出1台液压驱动的升降机，其液压驱动的介质是水。

尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进，然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现，直到1852年世界第1台安全升降机诞生。

1889年，升降机开始采用电力驱动，真正出现了电梯。

电梯在驱动控制技术方面的发展经历了直流电机驱动控制，交流单速电机驱动控制，交流双速电机驱动控制，直流有无齿轮、无齿轮调速驱动控制，交流调压调速驱动控制，交流变压变频调速驱动控制，交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。

19世纪末,采用沃德-伦纳德系统驱动控制的直流电梯出现，使电梯的运行性能明显改善。

20世纪初，开始出现交流感应电动机驱动的电梯，后来槽轮式（即曳引式）驱动的电梯代替了鼓轮卷筒式驱动的电梯，为长行程和具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。

20世纪上半叶，直流调速系统在中、高速电梯中占有较大比例。

1967年，晶闸管用于电梯驱动，交流调压调速驱动控制的电梯出现。

1983年，变压变频控制的电梯出现，由于其良好的调速性能、舒适感和节能等特点迅速成为电梯的主流产品。

1996年，交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯出现，电梯技术又一次革新。

由于曳引机和控制柜置于井道中，省去了独立机房，节约了建筑成本，增加了大楼的有效面积，提高了大楼建筑美学的设计自由度。

这种电梯还具有节能、无油污染、免维护和安全性高等特点。

电梯在操纵控制方式方面的发展经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程，对于多台电梯出现了并联控制、智能群控。

如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。

2.3电梯行业近年来的发展现状

2．42000年5月，迅达电梯公司发布Eurolift无机房电梯。

它采用高强度无钢丝绳芯的合成纤维曳引绳“SchindlerAramid”牵引轿厢。

永磁电机无齿轮曳引机驱动。

每根曳引绳大约由30万股细纤维组成，其曳引绳比传统的钢丝绳轻4倍，绳中嵌入了石墨纤维导体，使得能够监控曳引绳的轻微磨损等变化。

2000年5月，据ElevatorWorld报道，意大利Maspero电梯公司在意大利伯尔尼亚冬季滑雪地安装了一台斜行电梯，轿厢在倾斜的井道中沿导轨运行，斜行电梯是一种坡道交通工具。

2000年，奥的斯公司发布Gen2无机房电梯。

它采用扁平的钢丝绳加固胶带牵引轿厢，钢丝绳加固胶带（外面包裹着聚氨酯材料）柔性好。

无齿轮曳引机呈细长形，体积小，很容易安装在井道顶部侧面的钢梁上。

2002年4月17～20日，三菱电机公司在第5届中国国际电梯展览会上展出了倾斜段高速运行的自动扶梯模型。

可铰接伸缩的驱动齿条结构在运行时可使梯级的间隔发生变化，从而使速度也产生变化。

其倾斜段的速度是出入口水平段的速度的1.5倍，这样既缩短了乘客的乘梯时间，也提高了乘客上下扶梯的安全性与平稳性。

2002年，正在建设中预计2004年竣工的台北国际金融中心大厦将安装日本东芝电梯公司速度为1010m/min（16.8m/s）的超高速电梯。

该电梯连接地下1层和第89层观光层，提升高度为388m。

2003年2月，奥的斯公司发布新型的NextStep™自动扶梯，它采用Guarded™踏板设计，梯级踏板和围裙板成为协调运行的单一模块；它还采用了其它一些提高自动扶梯安全性的新技术，自动扶梯技术又一次更新。

世界电梯行业的发展趋势

一、未来无机房电梯的需求将成为电梯发展亮点，将有更多的开发商选择无机房电梯，而无机房电梯价格稳中有升，特别是安全可靠的第四代无机房电梯，将成为购买热点。

同时电梯企业之间的合作将有更好的趋势。

二、观光电梯的式样将一改过去半园及菱形的局面，象WALESS平面观光电梯只在原来价格上增加8000元的产品更受用户欢迎，还有WALESS的1/4园无机房观光电梯可以让建筑设计与施工更简单，成本更低，成为未来观光电梯的抢手货。

为此在未来观光电梯的式样将从原来2种增加到5-6种，让用户可以选择更多的观光式样，并满足低价用户选择观光电梯以及别墅观光电梯的需求。

三、住宅电梯的多样性及综合成本选择为未来的发展趋势。

在未来住宅电梯的多样性表现在有机房与无机房电梯并存；住宅廉价电梯与高档电梯并存；普通住宅电梯与住宅观光电梯并存的局面。

同时开发商为了开发利益，在电梯井道土建设计、施工及电梯设备采购安装上将多方面考虑，为此不再只比较电梯设备的价格，而综合考虑成本将逐步成为选择住宅电梯的基本要求之一。

四、未来电梯企业的广告费用将比以前增多，而且将更多地考虑广告的实用性和有效性。

五、电梯标准化生产将在一些企业实施，通过标准化生产来降低生产成本服务用户、提高产品质量是电梯产品发展的另外一个趋势，而这个趋势可能将从中国开始走向全球。

六、安装和售后服务质量将成为未来的另外一个重要提高的趋势，而且重视培养安装队伍也将成为今后几年重要的教学重点之一。

七、同时本人认为在未来一些原来的知名品牌将受到新崛起的有新技术品牌的威胁，中国电梯行业将更多地参与国际竞争，而更多的投资商将分享电梯这份蛋糕。

八、节能电梯是未来几年发展的主要趋势。

电梯行业发展趋势也迫使采购趋势的改变，采购趋势的更新也将迫使电梯行业发展趋势符合采购需要，在今后几年无论是行业发展和采购趋势，节能电梯将成为主流趋势。

2.5中国电梯行业的发展趋势

1979年以前，建国以来30年间，全国生产安装电梯约1万台。

这些电梯主要是直流电梯和交流双速电梯。

国内电梯生产企业约10家。

1980年7月4日，中国建筑机械总公司、瑞士迅达股份有限公司、香港怡和迅达（远东）股份有限公司3方合资组建中国迅达电梯有限公司。

这是我国自改革开放以来机械行业第1家合资企业。

该合资企业包括上海电梯厂和北京电梯厂。

中国电梯行业从此相继掀起了引进外资的热潮

中国电梯产业在引入外资后才进入了真正的大发展阶段，中国电梯产业的80年代以后发展史可以说就是一部外资引进的发展史，从外资进入中国电梯行业的进程来看，中外电梯合资企业大体经历了如下四次发展阶段：

中外合资中方控股、外方逐渐开始控股、基本由外方控股、全部为外方控股或独资。

具体时间和标志如下表所示：

表 1  我国电梯年产量增长里程碑

我国电梯年产量增长里程碑

年份

里程碑

实际年产量/万台

1983

突破5千台

0.51

1986

突破1万台

1.13

1993

突破2万台

2.41

1998

突破3万台

3.02

2001

突破4万台

4.67

2002

突破6万台

6.20

2003

突破8万台

8.20

2004

突破11万台

11.10

2005

突破13万台

13.50

表 2  中国电梯行业外资引进发展历程

时间

标志

事件

第一次发展

（上世纪80年代）

世界电梯行业中四大家族进入中国，电梯企业以中外合资为主兼有合作企业，基本为中方控股

1980：

中国迅达成立

1981：

广日电梯与日立成立中外合作企业

1984：

天津OTIS成立

1987：

上海三菱成立

1988：

苏州迅达成立

第二次发展

（1990—1995年）

世界主要电梯企业加快进入中国的速度，合资企业大幅增加，但已有外方控股的趋势

1993年：

广州OTIS成立（OTIS控股），迅达控股苏迅，上海永大成立（台湾永大控股）

1994年：

OTIS控股天津OTIS

1995年：

沈阳东芝（东芝控股），上海崇友东芝成立（东芝、崇友各50％），中山蒂森成立（蒂森控股）

第三次发展

（1996—1997年）

世界上几乎所有大型电梯企业完全进入中国，成立合资企业，基本由外方控股为主

1996年：

迅达控股中国迅达，广州日立合资

1997年：

西子OTIS成立，华升富士达成立（富士达控股），大连星玛（LG）成立（LG控股）

第四次发展

（1998年至今）

世界主要电梯企业在中国开始增资、重组。

除上海三菱外，所有引进品牌电梯企业都为外方控股或独资

1998年：

昆山通力成立（独资）

2000年：

上海东芝变为独资企业

2001年：

OTIS控股西奥，中国迅达变为迅达独资企业、富士达并购上海扶梯厂

2002年：

OTIS并购江南电梯、西安电梯

2.6产品技术的发展趋势

真正含义上的电梯（用电力驱动）是20世纪初的事情，经过一百年来的发展，其主要结构和核心技术主要体现在以下几个方面：

1.电力拖动系统—拖动技术

拖动技术从直流拖动到交流变极调速（交流双速），到交流变压调速、到目前应用最为广泛的变频变压（VVVF）调速技术。

2.电气控制系统—信号控制 通讯技术

由最早的继电器逻辑控制的并行通讯，发展到目前的模糊逻辑串行通讯。

随着摩天大楼的增多，控制大楼内多部电梯的协调运作的系统显得尤其重要，由此产生了群控电梯的派梯技术（呼梯指令响应技术），其最具代表性的技术有奥的斯的RSR（Relative System Response）派梯系统、迅达的厅外的楼层呼叫系统（Miconic10）等。

随着生活质量的提高，客户不再仅仅满足于有电梯可乘坐，对电梯使用的安全性、发现故障的及时性、解决故障的迅速程度提出了更高的要求，因此电梯远程监控技术应运而生，在这方面奥的斯的EMS和REM具有一定的代表性。

3.曳引导向系统—曳引机制造技术

曳引机从直流电机到交流电机，到无齿永磁马达技术。

有齿曳引机从涡轮蜗杆减速到斜齿轮减速，到行星齿轮减速技术。

目前由于对环保要求的提高，出现了复合钢带曳引技术、直线电机技术、磁悬浮应用技术等；为节省空间而引发的无机房电梯技术，包括通力的碟式马达、奥的斯的Gen2电机等。

4.门系统—门机制造技术

由最初的手动拉闸门到电阻箱多段调速门机到目前的变频门机技术。

近年来由于对安全要求的提高衍生出来的屏蔽门技术在地铁站得到应用。

除了以上四类以外还有安全保护系统—安全钳、限速器、缓冲器、上行超速装置等安全部件制造技术、轿厢系统—隔音减震悬挂技术、重量平衡系统—高层高速电梯的重量补偿技术等。

第三章电梯设备、工作状态与安全运行

3.1电梯的分类

电梯的分类多种多样：

1）按用途分类：

客梯、货梯、医用梯等

2）按速度分类：

低速电梯、中速电梯、高速电梯、超高速电梯

3）按驱动电源分类：

交流电梯、直流电梯

4）按控制方式分类：

有/无司机控制、群控等；有层间控制；简易集选控制；集选控制

3.2工作原理

电梯的结构包括四大空间和八大系统，其中四大空间由机房部分、井道及地坑部分、轿厢部分及层站部分组成。

八大系统由拽引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统以及安全保护系统构成。

电梯的运行方式是通过拽引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在拽引绳和导向轮上，拽引电动机通过减速器变速后带动拽引轮转动，靠拽引绳与拽引轮摩檫产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。

固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。

常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。

轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。

补偿装置用来补偿拽引绳运动中的张力和重量变化，使拽引电动机负载啊稳定，轿厢得以准确停靠。

电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。

只是呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在的楼层位置。

安全装置保证电梯运行安全。

电梯单片机控制系统的基本结构图

系统结构框图

3.3常用术语

1．供电系统：

为电梯提供电源的装置。

2．曳引电动机：

即电梯的动力源。

交流电梯用交流电动机，直流电梯用直流电动机。

3．操纵装置：

对电梯的运行实行操纵的装置，轿厢内的按钮操纵盘或手柄开关箱及厅外的呼叫按钮。

4．位置显示装置：

即轿厢内和厅门指示灯，以灯光数字显示电梯所在的楼层，以箭头显示电梯的运行方向。

5．机械选层器：

设在机房内。

通常用钢带与电梯轿厢连接，模拟电梯运行状态的机械-----电气装置，能指示轿厢运行位置、选层、消号确定运行方向、发出换速信号等作用。

6．限速器：

装在机房内。

当电梯的运行速度超过允许值时，能产生机械动作，切断控制电路，并迫使安全钳动作。

7．安全钳：

当电梯的运行速度超过允许值时，限速器动作后，安全钳受限速器的操纵，将轿厢强行制停在导轨上。

安全钳装在轿厢下边的两侧。

8．缓冲器：

当轿厢或对重蹾底时，能吸收级量，安全制停。

它有弹簧式和液压式之分。

9．对重：

由对重架和对重块组成，其重量与轿厢载重量成一定比例，装井道内通过曳引钢丝绳与轿厢做相反方向运动。

10．层站：

在楼的各层中，电梯停靠的地点。

每一楼岐最多只有一个停靠站，另外可根据需要在层楼下设站。

11．基站：

桥厢在无指令运行时停靠的层站。

一般情况下，此层站出入桥厢人数最多。

对于具有自动返回基站功能的集选控制电梯及并联控制电梯，合理选定基站，可提高使用效率。

12．顶层端站：

电梯的最高停靠站。

13．底层端站：

电梯的最低停靠站。

当大楼有地下楼层时，底层端站往往不是大楼的首层。

14．门地坎：

门地坎和门滑块是门的辅助导向组件，安装在厅门口的牛腿上，轿门地坎安装在轿门口，与门导轨和门滑轮配合，门的上、下两端均受导向和限位。

门在运行时，滑块顺着地坎槽滑动。

15．平层：

指轿厢接近停靠站时，使轿厢地坎与层门地坎达到同一平面的动作，也可理解为电梯在层站正常停靠时的慢速度动作过程。

16．平层准确度：

指轿厢到站停靠后，轿门地坎平面对层门地坎平面垂直方向的误差值。

17．额定载重量：

指设计规定的电梯载重量，是制造厂保证电梯正常运行的允许载重量，是用户选用电梯的主要依据，它是电梯的主要参数。

18．额定速度：

是指设计规定的电梯运行速度，也是制造厂家保证电梯正常运行的速度，单位符号是m/s，它和额定载重量一样是用户选用的主要依据，也是电梯的主要参数之一。

3.4制系统的组成

现代电梯由机械系统和电气系统两部分组成。

它是机电一体化的产物。

其机械部分就好比人的躯体，电气部分相当于人的神经，控制部分相当于人的大脑。

各部分通过控制部分调度，密切协同，是电梯可靠运行。

尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多说为电力拖推动，钢丝绳引式结构，其机械部分有拽引系统，轿厢和门系统，平衡系统，导向系统以及机械安全保护装置组成；而电气控制部分有电力拖动系统，运行逻辑功能控制系统和电气安全保护等系统组成。

3.4.1电梯的机械系统

电梯的机械系统部分有拽引系统、轿厢和门系统，平衡系统，导向系统以及机械安全保护装置组成

。

（1）拽引系统：

电梯拽引系统的功能是输出动力和传递动力，驱动电梯运行。

主要由拽引机、拽引钢丝绳、导向轮组成。

（2）轿厢和门系统：

轿厢主要由轿厢体和轿厢架构成。

高级电梯的轿厢底装有机械和电气的检测装置，可以检测电梯的载荷情况。

载荷情况转化为电信号送到电气控制系统，可以避免电梯在超载的情况下运行，减少事故的发生。

门机分为轿门和厅门。

轿门由装在轿顶部的自动开关机来开门和关门，也称为自动门，以调速直流电动机或交流电动机为动力。

厅门只能由轿门通过系合装置带动开门或关门，时被动门。

（3）平衡系统：

由对重和补偿装置组成。

对重时平衡轿厢重量的平衡重，与轿厢分别悬挂在拽引钢丝绳的两端。

（4）导向系统：

由导轨、