電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)和自動化控制機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì).docx

青島理工大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題目：電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)和自動化控制 學(xué)生姓名： 楊振達(dá) 學(xué)生學(xué)號： 201283134 院系名稱： 機(jī)電工程系 專業(yè)班級： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造125班 指導(dǎo)教師： 王龍 2015年 6月 3日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書專業(yè) 班級 姓名 下發(fā)日期 題目專題主要內(nèi)容及要求主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)度及完成日期 系主任簽字日期教研室主任簽字日期指導(dǎo)教師簽字日期指 導(dǎo) 教 師 評 語 指導(dǎo)教師: 年 月 日青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱意見表設(shè)計(jì)（論文）題目評價(jià)項(xiàng)目評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（A級）滿分評 分ABCDE文獻(xiàn)資料利用能力能獨(dú)立地利用多種方式查閱中外文獻(xiàn)；能正確翻譯外文資料；能正確有效地利用各種規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等。10109876綜合運(yùn)用能力研究方案設(shè)計(jì)合理；設(shè)計(jì)方法科學(xué)；技術(shù)線路先進(jìn)可行；理論分析和計(jì)算正確；動手能力強(qiáng)；能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)（論文）；能綜合運(yùn)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題；研究結(jié)果客觀真實(shí)。20192017181516131412設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量設(shè)計(jì)（論文）結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；邏輯性強(qiáng)；語言文字表準(zhǔn)確流暢；格式、圖、表規(guī)范；有一定的學(xué)術(shù)水平或?qū)嶋H價(jià)值4037-4032-3628-3125-2724創(chuàng)新能力有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識；所做工作有較大突破；設(shè)計(jì)（論文）有獨(dú)到見解151513-1411-12109工作量工作量飽滿；圓滿完成了任務(wù)書所規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)。151513-1411-12109總分是否同意將該設(shè)計(jì)（論文）提交答辯：是（ ） 否（ )具體評閱及修改意見： 評閱人： 年 月 日注：1.請按照A級標(biāo)準(zhǔn)，評出設(shè)計(jì)（論文）各項(xiàng)目的具體得分，并填寫在相應(yīng)項(xiàng)目的評分欄中； 2.計(jì)算出總分。若總分60分，“設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量”24分，建議不能提交論文評閱乃至答辯。該設(shè)計(jì)（論文）須限期修改合格后重新申請答辯。 3.評閱意見欄不夠可另附頁。答 辯 委 員 會 評 語評定成績周 記說明書(或論文)圖 紙答 辯總 評答辯委員會主席簽字日 期（5%）（65%）（30%）百分制等級制摘 要隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個嶄新的時(shí)代，其應(yīng)用越來越廣。電梯是現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，其設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定性、安全性極高。隨著人們生活水平的不斷提高,對電梯的要求的也相應(yīng)提高，電梯得到了快速發(fā)展，通過合理的選擇和人性化的設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果,并提升了電梯的安全系數(shù)與安裝質(zhì)量，使電梯達(dá)到了更美觀、更安全、更實(shí)用的層次。關(guān)鍵詞：電梯，電梯結(jié)構(gòu)，硬件控制，微機(jī)控制AbstractWith the rapid development of economy, microelectronics technology, computer technology and automatic control technology has been developing rapidly, ac frequency conversion speed regulation technology has entered a new era, and its application is more and more widely. The elevator is the modern high-rise building of vertical transport, the design requirements for stability, security is extremely high. As people living standard unceasing enhancement, also increase the requirement of the elevator, the elevator has been rapid development, through the reasonable choice and humanized design, improve the level of the elevator control, and improve the intimacy of the elevator running, make the elevator has reached the ideal control effect, and improve the quality of safety factor and the installation of the elevator, the elevator reached a more beautiful, more secure, more practical level.Keywords: The elevator, the elevator structure, hardware control, microcomputer control目 錄前 言1第一章電梯的綜述21.1電梯的定義與簡介21.2電梯的性能指標(biāo)及控制要求31.2.1電梯的主要性能指標(biāo)31.2.2電梯的控制要求41.3原始參數(shù)5第二章硬件控制62.1主拖動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)62.1.1電梯結(jié)構(gòu)組成的主要部件62.1.2電梯的安全保護(hù)裝置82.2電梯拖動82.2.1電梯參數(shù)的計(jì)算82.2.2變頻器的工作原理112.2.3 電機(jī)與變頻器配置及容量的選擇132.3電梯門控制系統(tǒng)152.3.1 開關(guān)門過程152.3.2門的拖動系統(tǒng)16第3章 控制系統(tǒng)軟件控制回路173.1 控制系統(tǒng)比較173.1.1繼電器接觸器控制系統(tǒng)173.1.2半導(dǎo)體邏輯控制系統(tǒng)173.1.3微機(jī)控制系統(tǒng)183.2電梯控制回路設(shè)計(jì)用到的軟件183.2.1Verilog HDL的一般概念183.2.2Verilog HDL的特點(diǎn)183.2.3控制系統(tǒng)193.3控制模塊的設(shè)計(jì)203.3.1主控模塊的設(shè)計(jì)203.3.2信號消除控制實(shí)現(xiàn)223.3.3判斷響應(yīng)23第4章 經(jīng)濟(jì)效益分析25結(jié) 論26致 謝27參考文獻(xiàn)28青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，它涉及電子技術(shù)、機(jī)械工程、電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流及物流需要輸送。為節(jié)約用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起，這些高層建筑的垂直運(yùn)輸是一個突出問題，與人們的工作和生活緊密相關(guān)。其不僅涉及機(jī)械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上， 電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險(xiǎn)公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，我國國產(chǎn)電梯大部分為繼電器及PLC控制方式，繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、故障率高，大大降低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員的生活和工作帶來了很多不便，因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行,PLC（可編程控制器）在電梯控制中得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)嘗試用初級Verilog HDL實(shí)現(xiàn)電梯的微機(jī)控制，進(jìn)行多層次的邏輯設(shè)計(jì)，進(jìn)行仿真驗(yàn)證、時(shí)序分析等以保證設(shè)計(jì)的正確。本書主要是根據(jù)普通居民住宅樓電梯的控制回路并按居民樓的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)。本書共分四章，第一章電梯的綜述，第二章電梯的硬件控制，第三章控制系統(tǒng)軟件控制設(shè)計(jì)，第四章經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算。第 28 頁 第一章 電梯的綜述1.1電梯的定義與簡介1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固定在半空中奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩壬鷤?。”站在升降梯平臺上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。電梯是一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。其服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。 1控制柜(屏)2一拽引機(jī)3拽引鋼絲繩4限速器5限速器鋼繩6限速器張緊裝置7轎廂8安全鉗9轎廂門安全觸板10導(dǎo)軌11對重12廳門13緩沖器1.2電梯的性能指標(biāo)及控制要求1.2.1電梯的主要性能指標(biāo)1. 安全性(1)保護(hù)功能。用于限載、限速、限流以及行車與開關(guān)門互鎖。限速保護(hù)主要由安全鉗和限速器組成，轎廂的安全鉗、限速器動作速度應(yīng)不低于轎廂額定速度的115%。(2)應(yīng)設(shè)置廳門、轎門電氣聯(lián)鎖裝置。(3)轎廂超越上、下限工作位置時(shí)，切斷控制電路的裝置。(4)電梯因中途停電或電氣系統(tǒng)故障不能正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)有轎廂慢速移動措施。2. 可靠性電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障，就會影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們造成很大的不便，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個零部件的可靠性，只有每個零部件都是可靠的，整個電梯才能使可靠的。3. 停站的準(zhǔn)確性停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。GB/T10058-1997電梯技術(shù)條件對轎廂的平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下：電梯類型額定速度（m/s）平層準(zhǔn)確度（m/s）交流雙速電梯0.25或0.5150.75或1.030交直流快速電梯1.52.015交直流高速電梯2.05電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載，滿載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。4. 振動、噪聲及電磁干擾現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。5. 舒適感和快速感當(dāng)電梯在減速下降或加速上升時(shí)，人體內(nèi)臟的質(zhì)量會向下壓在骨盤上，身體有超重感；當(dāng)電梯加速下降或減速上升時(shí)，支撐內(nèi)臟的腹部肌肉就會失掉一部分重量，又產(chǎn)生失重感，因而會給乘客造成了身體的不適，甚頭暈?zāi)垦！?shí)驗(yàn)證明，乘客感覺與電梯速度無關(guān)，而與加速度和減速度有關(guān)，所以考慮生理系數(shù)=da/dt的影響，電梯行業(yè)一般1.3米/秒3，又要使電梯運(yùn)行中盡可能減少起動，制動過程中的加減速所用時(shí)間。才能使電梯的運(yùn)行速度（主要是起動和制動過程的速度）符合人體的要求。1.2.2電梯的控制要求每層電梯入口設(shè)有上下請求開關(guān)，電梯內(nèi)設(shè)有乘客到達(dá)層次的?？空菊埱箝_關(guān)。（1） 設(shè)有電梯所在位置指示裝置及電梯運(yùn)行模式（上升或下降）指示裝置。（2） 電梯每秒開（降）一層樓。（3） 電梯到達(dá)有?？空镜恼埱蟮臉菍雍?，經(jīng)過一秒電梯門打開，開門指示燈亮，開門四秒后，電梯門關(guān)閉（開門指示燈滅），電梯繼續(xù)運(yùn)行，直到執(zhí)行完組后一個請求信號后停靠在當(dāng)前層。（4） 能記憶電梯所有的內(nèi)外的請求信號，并按照電梯的運(yùn)行規(guī)則次序響應(yīng)，每個請求信號保留至執(zhí)行后消除。（5） 電梯的運(yùn)行規(guī)則：當(dāng)電梯處于上升模式的時(shí)候，只響應(yīng)比電梯所在位置高的上樓請求信號，有上而下逐個執(zhí)行，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，如果高層有下樓請求，則直接到有下樓請求的最高樓接客，然后便進(jìn)入下降模式。當(dāng)電梯處于下降模式時(shí)，則與上升到模式相反。（6） 電梯初始狀態(tài)為層，處在開門狀態(tài)，開門指示燈亮。（7） 具備符合上述功能的多層電梯控制器。根據(jù)以上控制要求大體設(shè)計(jì)選擇出符合要求的電梯各系統(tǒng)零部件及控制系統(tǒng)。1.3原始參數(shù)1.電梯的原始參數(shù)樓高（每層）H：3米載重量Mv: 1000千克轎廂質(zhì)量Mjx: 1000千克對 重M：1500千克額定梯速 VN: 1米/秒隨行電纜質(zhì)量：1100千克鋼絲繩質(zhì)量：300千克2.電機(jī)的原始參數(shù) 型號：蒂森克虜伯PMS280永磁同步無齒輪曳引機(jī)相數(shù)：3相絕緣等級：F級 額定功率：9.3KW額定頻率：26.5HZ額定電壓：360V額定電流：21.2A轉(zhuǎn)速：159轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)矩：560N.m3.主板要求 依據(jù)蒂森主板設(shè)計(jì)：TCM系統(tǒng)控制柜MC2板，變頻器TMI2板，外呼MS2板，轎廂MF3板（如超過8層添加MF4擴(kuò)展）。第二章 硬件控制本文主要介紹微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的電梯為8層，由轎廂、曳引機(jī)構(gòu)、開門機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。其系統(tǒng)整體硬件框圖如圖2-1所示，由MS2板接到外呼選層命令后，反饋到MC2主板，TMI2主板接收到MC2主板給出的信號后，控制變頻器輸出使曳引電機(jī)以給定的速度和轉(zhuǎn)向運(yùn)轉(zhuǎn)。MC2主板根據(jù)現(xiàn)場信號的狀態(tài)決定發(fā)給TMI2速度信號，以及MF3位置信號，決定開門、關(guān)門、松閘等，并給出相應(yīng)顯示。2.1主拖動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1.1電梯結(jié)構(gòu)組成的主要部件(一)曳引機(jī)房內(nèi)的主要部件1.曳引機(jī) 曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動裝置。曳引機(jī)包括：1）驅(qū)動電動機(jī) 設(shè)計(jì)使用永磁同步無齒輪曳引機(jī)2）制動器 在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動器。電梯停止或電源斷電情況下制動抱閘，以保證電梯不致移動。3）減速箱 大多數(shù)電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。無齒輪電梯不需減速箱。 4）曳引輪 曳引機(jī)上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對重，并依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降。5）導(dǎo)向輪或復(fù)繞輪 導(dǎo)向輪又稱抗繩輪。電梯轎廂尺寸一般都比較大，轎廂懸掛中心間的距離往往大于設(shè)計(jì)上所允許的曳引輪直徑。因此對一般電梯而言，通常要設(shè)置導(dǎo)向輪，以保證兩股向下的曳引鋼絲繩之間的距離等于或接近轎廂懸掛中心和對重懸掛中心間的距離。對復(fù)繞的無齒輪電梯而言，改變復(fù)繞輪的位置同樣可以達(dá)到上述目的。2.限速器 當(dāng)轎廂運(yùn)行速度達(dá)到限定值時(shí)，能發(fā)出電信號并產(chǎn)生機(jī)械動作的安全裝置。3.控制柜 各種電子元器件和電器元件安裝在一個防護(hù)用的柜形結(jié)構(gòu)內(nèi)，按預(yù)定程序控制轎廂運(yùn)行的電控設(shè)備。4.電源開關(guān)、照明開關(guān) 用于機(jī)房，轎廂以及井道的照明5.選層器、極限開關(guān)、機(jī)械樓層指示器、發(fā)電機(jī)組等部件 要根據(jù)電梯規(guī)格種類、需要而設(shè)置。(二)轎廂上的主要部件1.操作箱 裝在轎廂內(nèi)靠近轎廂門附近。用指令開關(guān)、按鈕或手柄等，操作轎廂運(yùn)行的電器裝置。2.轎內(nèi)指層燈 設(shè)置于轎廂內(nèi)，客梯一般裝在轎門上方，貨梯一般裝在轎廂側(cè)壁，用以顯示電梯運(yùn)行位置和運(yùn)行方向的裝置。3.自動門機(jī) 裝于轎廂頂?shù)那安浚孕⌒偷慕涣?、直流、變頻電動機(jī)為動力的自動開關(guān)轎門和廳門的裝置。4.安全觸板（光電裝置） 設(shè)置在層門轎門之間，在層門、轎門關(guān)閉過程中，當(dāng)有乘客或障礙物觸及時(shí)，門立刻停止并返回開啟的安全裝置。載貨電梯一般不設(shè)此裝置。5.轎門 設(shè)置在轎廂入口的門。6.稱重裝置 能檢測轎廂內(nèi)負(fù)載變化狀態(tài)，并發(fā)出信號的裝置，適用于乘客或貨物電梯等。7.安全鉗 由于限速器作用而引起動作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置掣停在導(dǎo)軌上，同時(shí)切斷控制回路的安全裝置。8.導(dǎo)靴 設(shè)置在轎廂架和對重裝置上，使轎廂和對重裝置沿著導(dǎo)軌運(yùn)行的裝置。9.其它部件 轎頂安全窗、光電保護(hù)、超載裝置、鄰梯指示等部件，要視電梯規(guī)格、型號、種類及客戶要求而設(shè)置。(三)電梯層門口的主要部件1.層門 設(shè)置在層站入口的封閉門。2.層門門鎖 設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將門鎖緊，同時(shí)接通控制回路，轎廂可運(yùn)行的機(jī)電聯(lián)鎖安全裝置。3.樓層指示燈 設(shè)置在層站層門上方或一側(cè)，用以顯示轎廂運(yùn)行層站位置和方向的裝置。4.層門方向指示燈（限于某些電梯需要） 設(shè)置在層站層門上方或一側(cè)，用以顯示轎廂欲運(yùn)行方向并裝有到站音響機(jī)構(gòu)的裝置。5.呼梯盒 設(shè)置在層站門側(cè)，當(dāng)乘客按下需要的召喚按鈕時(shí)，在轎廂內(nèi)即可顯示或登記，令電梯運(yùn)行?？吭谡賳緦诱镜难b置。2.1.2電梯的安全保護(hù)裝置1.電磁制動器裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時(shí)通電松閘，停層后斷電制動。2.強(qiáng)迫減速開關(guān)其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時(shí)，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機(jī)強(qiáng)迫減速。3.限位開關(guān)當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強(qiáng)迫停車。4.行程極限保護(hù)開關(guān)當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時(shí)，此開關(guān)動作。5.急停按鈕裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。6.廳門開關(guān)每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動;在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。7.關(guān)門安全開關(guān)常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時(shí)，發(fā)出信號，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時(shí)重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。8.超載開關(guān)當(dāng)超載時(shí)轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。9.其它的開關(guān)安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。2.2電梯拖動2.2.1電梯參數(shù)的計(jì)算一、電梯拖動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較變頻調(diào)速系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比（V/F=C）的控制方式，又具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控制方式。因此電梯拖動部分具有兩種變頻控制方式。方案一：采用開環(huán)控制采用開環(huán)控制具優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，容易實(shí)現(xiàn)，普通的變頻器就具有這種功能，具缺點(diǎn)是當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電梯的梯速將不能完全按照設(shè)計(jì)曲線運(yùn)行，這時(shí)電梯的運(yùn)行十分不利，從電梯的平穩(wěn)性和舒適性將大大下降。采用開環(huán)控制還有一個缺點(diǎn)，平層的精確度不高，當(dāng)電梯制動停車時(shí)，轎廂將走過一段距離，而這段距離又因電梯的負(fù)載情況、運(yùn)行方向等原因而差距很大，這樣就會造成平層精度差，因此采用開環(huán)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)不適合電梯的拖動系統(tǒng)。方案二：采用閉環(huán)控制檔次高的變頻器本身具有速度檢測器，能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。閉環(huán)控制能實(shí)現(xiàn)零速平層停車，平層精確度高。閉環(huán)控制系統(tǒng)能使電梯速度按預(yù)定曲線運(yùn)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。因而本設(shè)計(jì)采用此方案。我們選用蒂森公司生產(chǎn)的CPIK-32M1變頻器。它具有以下四種技術(shù)特性：（1）可直接控制永磁同步電動機(jī)的電流，使電動機(jī)保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩。（2）CPIK-32M1適用于各種應(yīng)用場合，在低速下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動并且極其精確的運(yùn)行。（3）它的自動調(diào)整功能可使各種電動機(jī)達(dá)到高性能的控制。（4）CPIK-32將控制、矢量控制、閉環(huán)控制、閉環(huán)矢量控制的四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。二、電梯速度曲線的設(shè)計(jì) 圖2-1 電梯速度曲線控制電梯速度曲線的起始點(diǎn)、終了點(diǎn)和轉(zhuǎn)彎處是圓滑過渡的，這也是由人的生理特點(diǎn)所決定的。人體不但對加速度敏感，對加速率的變化率也很敏感。加速度的變化率在電梯技術(shù)中稱之為生理系數(shù)。國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，加速度最大值不得大于；平均速度應(yīng)不小于；生理系數(shù)的數(shù)值應(yīng)盡量限制在內(nèi)。電梯運(yùn)行時(shí)，需要選擇恰當(dāng)?shù)募铀俣群图铀俣茸兓实臄?shù)值，使其既能滿足乘坐合適感的要求，又能使電梯的運(yùn)行時(shí)間盡可能縮短，從而提高運(yùn)行效率，這樣，電梯在啟動時(shí)，應(yīng)該是逐漸加速的過程，并要逐漸地過度到穩(wěn)定運(yùn)行階段。因此，電梯的理想運(yùn)行曲線通常是拋物線直線形曲線，如圖2-4所示，該曲線在啟動階段（AB間）分成AE、EF、FB三段，其中AE段是一個拋物線，其方程可寫作：= （21）EF段是與AE段相切的直線，其方程式為：=+-=+ （22）式中為AE段在E點(diǎn)的末速度，即E點(diǎn)的速度；是AE段在E點(diǎn)的加速度，也是EF段的加速度。 FB段與EA段對稱，EF段的中點(diǎn)是它們的對稱點(diǎn)。由（21）式可以求得AE段的加速度和生理系數(shù)： （23） （24）由（22）式可以求得EF段的加速度和生理系數(shù)： （25） （26）由于FB段與EA段對稱，其有關(guān)方程不再列寫。BC段為恒速運(yùn)行階段，此時(shí)速度為額定速度： 所以： CD與BA對稱，MN是它們的對稱線。從上面分析可以看出，只要適當(dāng)?shù)剡x取（21）式中的K值和拋物線AE段的時(shí)間,就可以保證電梯的最大加速度不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大加速度，保證電梯的最大生理系數(shù)m 不超過規(guī)定的最大生理系數(shù)mb。由于沒有直線段的起動速度曲線適合于低速電梯的起動速度曲線，所以本設(shè)計(jì)采用沒有直線段的起動曲線。從前面的分析知道，這種速度曲線的最大加速度出現(xiàn)在E點(diǎn)及EF段，其值由（25）式表示，最大生理系數(shù)出現(xiàn)在AE段的FB段，其值由（24）式可得： （27）由（25）式和（27）式可得： （28） 由（21）式求E點(diǎn)的速度： （29）2.2.2變頻器的工作原理一、變頻調(diào)速的基本控制方式異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為： n1=式中 n1同步轉(zhuǎn)速（） f1 定子頻率 （Hz） np磁極對數(shù) 而異步電動機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為： n=n1(1-s)=式中 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率， 改變異步電動機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。對異步電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，希望電動機(jī)的主磁通保持額定不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)的負(fù)載能力下降；磁通太強(qiáng)，則處于過勵磁狀態(tài)，使勵磁電流過大，這就限制了定子電流的負(fù)載分量，為使電動機(jī)不過熱，負(fù)載能力也要下降。異步電動機(jī)的氣隙磁通（主磁通）是定、轉(zhuǎn)子合成磁勢產(chǎn)生的，下面說明怎樣才能使氣隙磁通保持恒定。由電機(jī)理論知道，三相異步電動機(jī)定子每相電動勢的有效值為：=m式中定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的方均根值（） 定子頻率（）； 定子相繞組有效匝數(shù)； m每極磁場通量（）。由上式可見，m的值是由和共同決定的，對和進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲涂梢允箽庀洞艌鐾╩保持額定不變，下面分兩種情況說明： 1.基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速 這是考慮從基頻向下調(diào)速的情況。為了保持電動機(jī)的負(fù)載能力，應(yīng)保持氣隙主磁通m不變，這就要求降低供電頻率的向下降低感應(yīng)電動勢，保持E1/f1=常數(shù)。這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。但是，難于直接檢測和直接控制。當(dāng)和的值較高時(shí)，定子漏阻抗壓降相對比較小，如忽略不計(jì)，則可以近似地保持定子相電壓和頻率的比值為常數(shù)，即認(rèn)為=，保持=常數(shù)即可。這就是恒壓頻比控制方式，是近似的恒磁通控制。當(dāng)頻率較低時(shí)，和都變小，定子阻抗壓降（主要是定子電阻壓降）不能忽略。這種情況下，可以適當(dāng)提高電壓補(bǔ)償定子電阻壓降的影響，使氣隙磁通基本保持不變。如圖2-2所示，其中1為=時(shí)的電壓、頻率關(guān)系，2為有電壓補(bǔ)償時(shí)（近似的=）的電壓、頻率關(guān)系。實(shí)際裝置中與的函數(shù)關(guān)系并不簡單的如曲線2所示。通用變頻器中與之間函數(shù)關(guān)系有很多種，可以根據(jù)負(fù)載性質(zhì)和運(yùn)行狀況加以選擇。圖2-2 U/f關(guān)系2.基頻以上的弱磁變頻調(diào)速這是考慮由基頻開始向上調(diào)速的情況。頻率由額定值向上增大，但電壓受額定電壓的限制不能再升高，只能保持=不變。必然會使主磁通隨著的上升而減小，相當(dāng)于直流電動機(jī)弱磁調(diào)速的情況，屬于近似的恒功率調(diào)速方式。 上述兩種情況綜合起來，異步電動機(jī)變頻調(diào)速的基本控制原則:1）當(dāng)頻率低于額定頻率時(shí),即，而保持= = 2）當(dāng)頻率高于額定頻率時(shí),既時(shí),保持不變 由上面的討論可知，異步電動機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時(shí)改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源,實(shí)現(xiàn)所謂的VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）調(diào)速控制。通用變頻器可適應(yīng)這種異步機(jī)變頻調(diào)速的基本要求。二、變頻器的基本構(gòu)成變頻器分為交交和交直交兩種形式。交交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。而交直交變頻器則是先把工頻交流電通過整流器變成直流電，然后再把直流變換成頻率、電壓均可能控制的交流電，又稱間接式變頻器。我們的目的是研究通用變頻器，所以主要研究交直交變頻器，以下簡稱變頻器。變頻器的基本構(gòu)成如圖2-3所示，由主回路（包括整流器，中間直流環(huán)節(jié)，逆變器）和控制回路組成。 圖2-3 變頻器的基本構(gòu)成主回路：是因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)提供調(diào)壓、調(diào)頻電源的電力變換部分。由四部分組成，包括變流器、平滑回路、逆變器和制動回路，其中制動回路主要用于異步電動機(jī)再生制動，當(dāng)電機(jī)快速制動時(shí)，需要處理從電機(jī)向逆變器反饋的能量，由制動回路把再生功率消耗掉，以免直流電壓上升。控制回路：為主回路提供V/F協(xié)調(diào)控制指令信號的回路，由頻率、電壓的運(yùn)算回路、主回路的電壓/電流檢測回路、控制信號放大的驅(qū)動電路以及逆變器和電動機(jī)的保護(hù)回路組成。有的變頻器還具有速度檢測回路。根據(jù)控制回路有無電動機(jī)速度檢測回路，可以組成速度的開環(huán)控制和閉環(huán)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。2.2.3 電機(jī)與變頻器配置及容量的選擇參照電梯的參數(shù)：電機(jī)選擇不變，依舊是蒂森PMS280永磁同步無齒輪曳引機(jī)（參數(shù)見第一章）變頻器用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中，必須配PG卡及旋轉(zhuǎn)編碼器，以供電動機(jī)測速及反饋。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機(jī)同軸連接，對電動機(jī)進(jìn)行測速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B兩相脈沖，當(dāng)A相脈沖超前B相脈沖90o時(shí)，認(rèn)為電動機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)A相脈沖滯后B相脈沖90o時(shí)，認(rèn)為電動機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)AB脈沖的相序，可判斷電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向，并可根據(jù)A、B脈沖的頻率（或周期）測得電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號送給CPIK-32M1內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。CPIK-32M1用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中，還必須配置制動電阻。當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。直流部分電壓升高，這時(shí)，同步轉(zhuǎn)速下降，交-直-交變頻器的制動電阻的作用就消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。蒂森CPIK-32變頻器簡介型 號CPIK-32M1最大可用的電動機(jī)輸出 /kW15輸出特性變頻器容量 /kW26額定輸出電流 /A34最大輸出電壓 3相，380、400、415、440、460（正比于輸入電壓）額定輸出頻率通過參數(shù)設(shè)定獲得，最大到400Hz電源電壓和頻率3相，50/60Hz, 380/400/415/440/460V允許電壓波動+10，-15允許頻率波動5%控制特性控制方法正弦波PWM起動轉(zhuǎn)矩150/1Hz（有PG為150/0rmin-1）速度控制范圍1:100(有PG為1:1000)速度控制精度0.2%(有PG為0.02%)速度響應(yīng)5Hz(有PG為30Hz)轉(zhuǎn)矩限值可得到(參數(shù)設(shè)定,4級可定)轉(zhuǎn)矩精度5%轉(zhuǎn)矩響應(yīng)20Hz(有PG為40Hz)頻率控制范圍0.1400Hz頻率精度(溫度范圍)數(shù)字指令: 0.01%(-10+400C)續(xù)表模擬指令: 0.1%(250C100C)頻率分辨力數(shù)字指令:0.01Hz(100Hz以下)，0.1Hz(100Hz以上)模擬指令:0.03Hz/60Hz(11位+符號位)輸出頻率分辨力0.001Hz過載能力150%額定輸出電流，1min頻率設(shè)定信號-1010V,010V,420mA加/減速時(shí)間0.016000.00s(單獨(dú)設(shè)定加/減速時(shí)間，4種轉(zhuǎn)換)制動力矩約20%保護(hù)功能電動機(jī)保護(hù)電子型熱過載繼電保護(hù)瞬時(shí)過流約200%變頻器額定輸出電流時(shí)電動機(jī)停止熔斷器熔斷保護(hù)熔斷器熔斷使電動機(jī)停止過載150%額定輸出電流1min后，電動機(jī)滑行停止過電壓主電路直流電壓超過820V時(shí)，電動機(jī)停止欠電壓主電路電壓降時(shí)電動機(jī)停止散熱器過熱熱散電阻保護(hù)失速保護(hù)加/減速運(yùn)轉(zhuǎn)期間的失速保護(hù)接地保護(hù)由電子電路保護(hù)環(huán)境周圍溫度-10+400C濕度90RH或更小存放溫度-20+600C使用場所室內(nèi)海拔1000米以下2.3電梯門控制系統(tǒng)2.3.1 開關(guān)門過程現(xiàn)代電梯講究工作效率，門都具有啟閉迅速的特點(diǎn)，其開門過程的變化為：低速啟動運(yùn)行加速至全速運(yùn)行減速運(yùn)行停機(jī)，慣性運(yùn)行至門全開。關(guān)門變化過程：全速啟動運(yùn)行第一級減速運(yùn)行第二級減速運(yùn)行停機(jī)，慣性運(yùn)行至全門閉。 一般關(guān)門平均速度低于開門平均速度，這是為安全起見，防止關(guān)門時(shí)將人夾住。廳門設(shè)有安全觸板，考慮到關(guān)閉中的對人體有沖擊，有必要對門速實(shí)行限制。我國的電梯制造與安全規(guī)范中規(guī)定，當(dāng)門的動能超過10J時(shí)，最快門扇的平均關(guān)閉速度要限制在0.3m/s。2.3.2門的拖動系統(tǒng)電梯自動門的拖動部分由電動機(jī)及其拖動控制線路構(gòu)成?？刂齐姍C(jī)的正、反轉(zhuǎn)及調(diào)節(jié)開關(guān)門的速度。電梯門可用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)，通常用直流電動機(jī)，因?yàn)樗哂袉恿卮?，調(diào)速性能好等特點(diǎn)，并采用他勵方式。1、 調(diào)速原理電梯門電動機(jī)采用的是調(diào)壓調(diào)速方法。電動機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞端電壓有如下關(guān)系式： 式中 電動機(jī)轉(zhuǎn)速，電樞端電壓，V電樞電流，A電機(jī)常數(shù)由上式可見，改變電樞電壓U，可使電動機(jī)轉(zhuǎn)速改變，所以此設(shè)計(jì)采用電阻分壓的方法來改變電樞端電壓。2、 調(diào)速過程關(guān)門時(shí)，關(guān)門繼電器GMC吸合，電阻MR與減速電阻GMR構(gòu)成了分壓電路，電動機(jī)DM并聯(lián)GMR啟動，隨著門的運(yùn)動，當(dāng)1GM被動作使之閉合時(shí)，分壓減少，速度降低，當(dāng)2GM被動作并使之閉合時(shí)，分壓再度減少，門以更低的速度閉合，至最后碰撞門極限開關(guān)GXK時(shí)，通過PLC使GMC釋放，電動機(jī)停止。開門時(shí)，KMC吸合，電動機(jī)轉(zhuǎn)向與關(guān)門相反，MR與KMR構(gòu)成分壓電路，門運(yùn)行至調(diào)定位置時(shí)，使KM閉合，門速降低，至門碰撞開門極限開關(guān)時(shí)，通過PLC使KMC釋放，電機(jī)停止。第3章 控制系統(tǒng)軟件控制回路隨著電子工業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷用于電梯控制系統(tǒng)，如無觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制晶閘管（俗稱可控硅）的應(yīng)用；繼承電路和數(shù)字控制、電腦和機(jī)群控制及調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)的應(yīng)用；拖動系統(tǒng)建華、性能提高等。微電腦（或稱微處理機(jī)）在電梯控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，從而代替了數(shù)量眾多的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。微電腦電梯的特點(diǎn)：運(yùn)行可靠、故障率低、耗能；控制屏(柜)體積少，從而機(jī)房的面積可相應(yīng)見??；設(shè)備投資費(fèi)減少；維修方便。采用VerilogHDL硬件語言進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì),其特點(diǎn)是以軟件工具為核心,通過這些軟件完成產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)、電路分析(邏輯功能仿真)、糾錯和驗(yàn)證、自動布局布線、時(shí)序仿真(布線延遲分析)等各項(xiàng)測試工作,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件,從而實(shí)現(xiàn)電子電路的自動化設(shè)計(jì)。3.1 控制系統(tǒng)比較在電梯的電氣自動控制系統(tǒng)中，邏輯判定起著主要的作用。無論何種電梯，無論其運(yùn)行速度有多大，自動化程度有多高，電梯的電氣自動控制系統(tǒng)所要達(dá)到的目標(biāo)是相類同的。也就是要求電器自動控制系統(tǒng)根據(jù)轎內(nèi)指令信號和各層廳外召喚信號而自動進(jìn)行邏輯判定，決定出哪一臺電梯接受信號，自動定出那一臺電梯的運(yùn)行方向，并按內(nèi)外信號要求通過電器自動控制系統(tǒng)而完成預(yù)定的控制目標(biāo)。在所謂的邏輯判定中，邏輯運(yùn)算的支配是十分重要的，而電梯的電氣控制系統(tǒng)必須啟動各種控制信號元件，如：接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動機(jī)等。眾所周知，就電梯的運(yùn)行工藝而言，要實(shí)現(xiàn)這類控制目的的方法有如下幾種：3.1.1繼電器接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是當(dāng)前國內(nèi)許多電梯廠家還在使用的一種電梯電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)比較簡單，易于理解和掌握。但從使用觀點(diǎn)來看，該系統(tǒng)有以下缺點(diǎn)：（1）接點(diǎn)容易磨損，電接觸不好；（2）接點(diǎn)逼和緩慢；（3）體積大，控制屏（柜）占機(jī)房面積大；（4）控制系統(tǒng)的能量消耗大；（5）維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。由于該系統(tǒng)有上述諸多弊病，繼電器接觸器系統(tǒng)僅僅應(yīng)用于電梯速度不高（v1.0m/s）和要求不十分高的場合。3.1.2半導(dǎo)體邏輯控制系統(tǒng)20世紀(jì)60年代末隨半導(dǎo)體技術(shù)機(jī)器期間的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，晶體三極管、二極管等電子期間代替了繼電器接觸器的有接觸點(diǎn)系統(tǒng)。這種控制技術(shù)避免了賞識繼電器接觸器系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，從其可靠性來說可謂“半永久性”的，因其沒有接點(diǎn)的磨損或接觸不良的問題，也不存在接點(diǎn)是使用壽命問題。但是該系統(tǒng)是以所謂的“硬件”邏輯運(yùn)算為基礎(chǔ)的，即根據(jù)控制算法和要求進(jìn)行布線，而個控制云件的布線均必須單獨(dú)進(jìn)行。以后若需對園丁的控制要求（算法）有更改是，往往必須改變布線。3.1.3微機(jī)控制系統(tǒng)自70年代開始，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展，尤其自70年代末和80年代初開始，微機(jī)處理在各個領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，國外先進(jìn)的工業(yè)國家已經(jīng)成功的把微機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，并取得了相當(dāng)驚人的成就。國內(nèi)的幾家電梯的合資企業(yè)也已經(jīng)推出或即將推出不同的類型的微機(jī)控制電梯。電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由“硬件”邏輯所固定，而是通過一種所謂“程序存儲器”中的程序指令“軟件”即可。而無須變更或減少“硬件”系統(tǒng)的布線。因而十分便于使用、管理和改變功能要求。另一方面也減少了控制系統(tǒng)的體積，降低能耗和降低維修保養(yǎng)費(fèi)用。3.2電梯控制回路設(shè)計(jì)用到的軟件3.2.1Verilog HDL的一般概念電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有原理圖輸入法和硬件描述語言設(shè)計(jì)兩種方式。圖形輸入法是設(shè)計(jì)規(guī)模較小的電路是經(jīng)常采用的方法，這種方法直接把設(shè)計(jì)的系統(tǒng)用原理圖的方式表現(xiàn)出來，具有直觀、形象的優(yōu)點(diǎn)，尤其對表現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)更為方便。但圖形設(shè)計(jì)方式要求設(shè)計(jì)工具提供必要的元件庫，以供調(diào)用。它適于描述連接關(guān)系和接口關(guān)系，不適合描述邏輯功能。同時(shí)，如果所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的規(guī)模比較大，或設(shè)計(jì)軟件不能提供設(shè)計(jì)者所需要的庫單元時(shí)，這種方法就顯得很受限制了。而且用原理圖表示的設(shè)計(jì)，通用性、可移植性也弱一些，所以在現(xiàn)代的設(shè)計(jì)中，越來越多地采用基于硬件描述語言的設(shè)計(jì)方式。硬件描述語言（HDL，Hardware Description Language）是一種用文本形式來描述和設(shè)計(jì)電路的語言。設(shè)計(jì)者可利用HDL來描述自己的設(shè)計(jì)，然后EDA工具進(jìn)行綜合和仿真，最后變?yōu)槟撤N目標(biāo)文件，再利用ASIC或FPGA來具體實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)方法已經(jīng)被普遍采用。硬件描述語言的發(fā)展至今不過20年左右的歷史，已成功用于系統(tǒng)開發(fā)的各個階段：設(shè)計(jì)、綜合、仿真、驗(yàn)證等。到20世紀(jì)80年代時(shí)，已出現(xiàn)了數(shù)10種硬件描述語言，他們對設(shè)計(jì)自動化起了促進(jìn)和推動的作用。但是，這些語言一般面向特定的設(shè)計(jì)領(lǐng)域與層次，而且眾多的語言使用擁護(hù)無所適從，因此急需一種面向多領(lǐng)域、多層次、并得到普遍認(rèn)同的HDL語言。進(jìn)入80年代后期，硬件描述遠(yuǎn)向著標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的方向發(fā)展。最終，VHDL和Verilog HDL 適應(yīng)了這種趨勢的要求，先后成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)。3.2.2Verilog HDL的特點(diǎn)Verilog HDL語言最初是于1983年由Gateway Design Automation公司為其模擬器產(chǎn)品開發(fā)的硬件建模語言，那時(shí)它只是一種專用語言，由于他們的模擬、仿真器的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛使用Verilog HDL作為一種便于使用的且實(shí)用的語言逐漸為眾多設(shè)計(jì)者所接受。Verilog HDL語言是應(yīng)用最為廣泛的硬件語言之一，可用來進(jìn)行各種層次的邏輯設(shè)計(jì)，也可以進(jìn)行仿真、嚴(yán)整、時(shí)序分析等。Verilog HDL適合算法級、寄存器傳輸級、門級和版圖級等各個層次的設(shè)計(jì)和描述。在采用Verilog HDL進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于Verilog 語言的標(biāo)準(zhǔn)化 ，可以很容易地把完成的設(shè)計(jì)移植到不同廠家的不同中去。用Verilog HDL進(jìn)行設(shè)計(jì)還具有工藝無關(guān)性，這使得工程師在功能設(shè)計(jì)、邏輯驗(yàn)證階段可以不必過多考慮門級及工藝實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)，而只需根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，施加不同的約束條件，即可設(shè)計(jì)出實(shí)際電路。圖3-1 控制系統(tǒng)框圖3.2.3控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各個模塊的設(shè)計(jì)是通過MAX+Plus II來完成的，它是VerilogHDL描述語言的工作環(huán)境，只有在MAX+Plus II下才能完成VerilogHDL語言的編譯與仿真工作，通過波形圖能更直觀的表達(dá)出程序的工作情況。MAX+Plus II是一個完全集成化、易學(xué)易用的可編程邏輯設(shè)計(jì)環(huán)境，它可以在多平臺上運(yùn)行，其圖形界面豐富，加上完整的、可即使訪問的在線文檔，是設(shè)計(jì)人員可以輕松的掌握軟件的使用。其開發(fā)系統(tǒng)有許多特點(diǎn)：1.界面開放；2.與結(jié)構(gòu)無關(guān)；3.豐富的設(shè)計(jì)庫；4.模塊化工具；5.硬件描述語言MAX+Plus II軟件支持各種H