基于智能检测的电梯限速器测试仪的设计开发

摘 要： 设计了电梯限速器测试仪。硬件电路以STC89C56RD单片机为核心，运用旋转编码器动态地跟踪限速器的速度，记录并在液晶显示器上显示动作速度，测试完毕后用通信接口向上位计算机传送检测数据。软件编程完成采集数据的计算、控制存储等功能。
关键词： 智能检测；限速；程序；频率测试

　随着电梯行业的快速发展，目前电梯的最快速度已达到18 m/s，因此保障电梯安全运行成为重要的研究课题。电梯限速器是保障电梯安全运行的重要保护装置，它可以随时监测、控制轿厢的上限速度。当电梯运行速度达到限速器超速开关动作值时，限速器产生机械动作，切断供电电路，使曳引机制动；如果电梯制动无效，达到其额定速度的115%时，安装在轿厢底部的安全钳动作，将轿厢强制制停在导轨上，从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故。限速器是指令发出者，而安全钳是执行者，两者协同作用以确保搭乘电梯人员的安全。因此对限速器的动作速度进行定期测试尤为重要，它是搭乘电梯安全时最可靠最关键的保护措施。
受某特检院的委托，本系统以单片机为核心，设计了专门的硬件电路及相应的辅助电路，结合各种控制程序的功能块，使限速器测试仪的测量范围广、精度高，满足电梯的安全运行要求，出色地解决了降低控制成本和提高控制可靠性的矛盾。本设计既适用于质量技术监督局、商检局、电梯安装部门等单位对电梯限速器的现场检测，同时又适用于电梯及限速器生产厂家的在线检测，对限速器动作速度的检测具有深远的意义及应用前景。
1 总体设计
　本设计主要是测试安全钳的机械动作速度，在测试过程中滑轮与安全钳直接接触，故滑轮与安全钳的线速度相等，而滑轮的最大速度即为安全钳的动作速度。通过旋转编码器测得滑轮的线速度，通过测试旋转编码器产生的频率f就可以测得限速器转动的速度，限速器动作的速度即为频率的最大值。

　其中V为限速器速度，单位为m/s；f为旋转编码器输出频率，单位为Hz；n为旋转编码器每转脉冲数；D为滑轮直径，单位为m。
　本设计由硬件电路和软件编程两部分组成。
　硬件部分主要包括单片机、输入模块、显示模块、信号采集模块、通信模块及电源等。通过输入模块可以进行数据的浏览、编号的设置和单位的切换以及数据的测试和保存。显示模块主要由LCD1602组成，主要显示测试数据和历史保存的数据。信号采集模块主要完成对旋转编码器产生的频率进行滤波和转换。通信模块主要是完成采集数据的上传，使采集的数据能及时地传入数据库保存。
　软件部分采用查询和中断相结合的方式，主要完成键盘输入的设置、对采集数据的计算、控制存储及与上位机通信等功能。
2 硬件设计
　本设计的硬件部分主要由旋转编码器，单片机、液晶显示器、键盘、电源和通信接口组成，系统框图如图1所示。