嵌入式系統在智能電梯中的應用

 嵌入式微處理器為核心控制器的嵌入式系統應用于電梯控制系統，具有很大的優(yōu)越性：可以實現無觸點邏輯線路，提高系統可靠性；編程控制程序靈活性大，可以適應不同功能要求；可以實現故障顯示，使得維修方便；使得電梯控制系統體積減小，成本降低，節(jié)省能源；可以減少控制裝置的占地面積。
　　電梯控制系統及主控制器的設計
　　 傳統的電梯控制系統各樓層與控制器之間采用以PLC為控制核心的點對點的連接方式，每個呼叫器都有一套數據線與主控器相連，當電梯樓層數比較多時，系統就會有大量的數據線需要連接，使得電梯的安裝、維護比較麻煩。特別是不同樓層數的控制系統需要有相應輸入輸出點數的主控制器相匹配，通用性差。
　　 以嵌入式微處理器為核心控制器的嵌入式系統作為計算機應用的一個嶄新領域，在工業(yè)控制中已得到廣泛應用，應用于電梯控制系統，具有很大的優(yōu)越性：可以實現無觸點邏輯線路，提高系統可靠性；編程控制程序靈活性大，可以適應不同功能要求；可以實現故障顯示，使得維修方便；使得電梯控制系統體積減小，成本降低，節(jié)省能源；可以減少控制裝置的占地面積。
　　 電梯控制系統結構如圖1。圖中主控制器是電梯控制系統的主要部分，負責整個電梯的運行控制。主控制器不僅要完成復雜的邏輯控制，還要實現數據通信、數據處理、安全監(jiān)測及實時響應的功能。根據主控制器這一特點，本文提出了一種新型、高效的控制系統結構DSP+CPLD。由于DSP具有數據處理速度快，工作穩(wěn)定等特性，在設計中主要用來完成數據的實時處理、運算和響應，輸入／輸出（I/O）信號的處理，電源監(jiān)控及數據保存。在設計中采用CPLD可以增強DSP訪問外圍設備的能力，實現可編程I/O口的擴展、片內時序邏輯電路和組合邏輯電路設計、輸入緩沖、輸出驅動及產生其他器件的片選信號。CPLD通過片內可編程數據交換邏輯模塊發(fā)送輸入端口狀態(tài)信息到DSP，接受DSP發(fā)出的控制信息，對于系統中部分輸入、輸出邏輯關系直接在CPLD中由可編程邏輯處理模塊完成。電梯主控制器結構如圖2。
　　
　　
　　
　　
　　 DSP在系統中主要完成以下功能：①通過控制器局域網CAN總線與其他電梯轎廂控制器、呼梯控制器等進行數據通信。②通過DSP事件管理器模塊（EVB）的正交編碼電路連接光電編碼器以獲得電梯轎廂的位置和速率等信息。③通過多功能通用輸入／輸出（I/O）口對開關量輸入／輸出信號進行控制。④通過串行通信接口（SCI），采用RS-485或RS-232，總線方式與上位機通信及電梯狀態(tài)顯示。⑤通過10位模數轉換模塊（ADC）采集電梯運行狀態(tài)的模擬量信息，轉換為數字量信息，并將轉換結果保存在存儲器中。
　　 DSP對信息進行轉換、運算、處理后，將狀態(tài)信息發(fā)送到通信總線上，傳送給其他微處理器，將控制信號傳送至CPLD，由CPLD進行邏輯處理，使控制對象產生相應的動作。嵌入式系統在電梯系統主控制器中的應用
　　 隨著以嵌入式處理器為核心的智能電梯控制系統的飛速發(fā)展和普及，對電梯控制系統的主控制器在功能、實時性、可靠性和軟件編程的靈活性提出了更多、更高的要求。考慮到這些情況，有必要在電梯控制系統中引入嵌入式實時操作系統為軟件開發(fā)平臺。例如可以選用源碼公開、成熟的_/OS-Ⅱ操作系統。
　　 在電梯控制系統中使用嵌入式實時操作系統_/OS-Ⅱ，可以將應用程序分解成多任務，簡化了應用系統軟件的設計。使得電梯控制系統的實時性得到保證，而且良好的多任務設計，有助于提高系統的穩(wěn)定性與可靠性。電梯控制系統主程序流程圖如圖3。
　　
　　
　　 電梯控制系統中斷模塊包括兩部分：定時器模塊和CAN總線數據接收模