基于FPGA控制的电梯设计与实现

论文编号:ZD032     字数:15083,页数:44    附任务书,接线图和源程序,

摘    要
    随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术己经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由可编程控制器代替原来的继电器控制。本文在已有的通用变频器的基础上，采用FPGA对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

关键词 FPGA 变频调速 逻辑控制 可编程控制器

本次课题电梯控制系统的软件实现编程环境为MAXPLUSⅡ或QuartusⅡ，编程语言为VHDL硬件描述语言。
要求实现三层电梯，控制要求：
电梯可响应任一层，相应顺序符合实际使用要求。
到达任一层后，开门，等待一定时间，关门。

目 录
摘    要 ...........................................................I
ABSTRACT ..........................................................II
第1章   绪论 .......................................................1
1.1 电梯控制国内外现状 .............................................1
1.1.1 国外现状..................................................... 1
1.1.2 国内现状..................................................... 1
1.2 基于可编程控制器的电梯控制系统................................. 2
1.2.1 FPGA......................................................... 2
1.2.2 硬件描述语言VHDL .............................................2
1.2.3基于FPGA控制电梯的优点 ........................................3
第2章 电梯控制方案确定 .............................................4
2.1内部请求优先控制方式............................................ 4
2.2 层层停控制方式方案..............................................4
2.3 方向优先控制方案............................................... 5
2.4 变频器的选择 ...................................................5
2.5 电梯控制系统原理框图 ...........................................6
第3章 电梯控制系统的模块设计....................................... 8
3.1 主控制器FPGA的引脚功能......................................... 8
3.2 块设计模 .......................................................9
3.2.1 外部数据高速采集模块设计..................................... 9
3.2.2 信号存储模块 ................................................10
3.2.3 基于FPGA的中央处理模块 ......................................10
3.2.3 信号的输出、显示模块.........................................11
3.3 开关去抖设计 ..................................................12
3.4 开关门控制.....................................................13
3.5 变频器的计算与选择............................................ 14
3.6 测速传感器 ....................................................16
3.7 信号发生器 ....................................................17
第4章 系统的软件设计.............................................. 19
4.1 开关门控制 ....................................................19
4.1.1 开门控制 ....................................................19
4.1.2 关门控制.................................................... 19
4.2 内指令外召唤信号的登记消除及显示.............................. 20
4.2.1 内指令信号处理 ..............................................20
4.2.2 外召唤信号处理 ..............................................20
4.3 层楼计算、换速、平层、停车 ....................................20
4.4 层楼位置指示 ..................................................21
4.5 呼梯铃控制与故障报警 ..........................................22
第5章 系统仿真 ....................................................23
5.1 用MAX-PLUS II进行设计输入..................................... 23
5.2 基于MAX-PLUS II的仿真图 .......................................23
经济性分析 ........................................................26
结 论............................................................. 27
致 谢............................................................. 28
参考文献 ..........................................................29
附录1 .............................................................31
附录2............................................................. 35
附录3............................................................. 41