基于ATMEL单片机的自动扶梯控制系统

一、项目概述

1.1 引言

自动扶梯广泛应用于大型商场、超市、机场、地铁、宾馆等场合。大多数扶梯在客流量大的时候，工作于额定的运行状态，在没有乘客时仍以额定速度运行，具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。采用ATmega16a4为控制芯片的自动自动扶梯将是扶梯的发展方向。

1.2 项目背景

目前,我国生成的自动扶梯其控制系统基本上可以分为两大类,即传统的继电器控制型和流行的可编程序控制器(PLC)控制型。前者存在有线路繁复、触点多和易故障等缺点,而后者虽然克服了前者的许多缺点,但需要有专职人员对PLC进行编程。为此,我们开发了一种比较通用的自动扶梯微机控制器。该控制器主要由ATmega16a4芯片构成，它具有接线简单，使用方便的特点。

二、需求分析

2.1 功能要求

使用了ATmega16a4芯片为核心的控制器，自动扶梯可以实现上下运行、Y/△启动、控制拽引电机抱闸、监视扶手带速度、控制照明接触器。

2.2 性能要求

1、电机过热保护

2、错项与断相保护

3、运行状态或安全回路故障显示

4、随时抱闸监视

5、扶手带速度监视

6、Y/△转换选择

7、自动运行

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

系统硬件结构框图

系统功能实现原理说明：

扶梯的运行需要一系列的执行机构来实现。自动扶梯的运行系统主要扶梯的上下行变换、随时抱闸、错相短相保护、电机过热保护、星三角变换、人流量与速度检测等部分组成。上下行变换就是当给扶梯可以实现上下行之间的切换而不仅仅局限于单方向的运行，提高了扶梯的智能化。随时抱闸装置的主要作用就是以防发生一些事故的时候可以对扶梯实行抱闸操作，使扶梯可以立刻停下来减少损失和对人员带来的伤害。错相与断相保护主要是防止电气故障给设备和电力网络带来的损害，电机过热保护主要是防止当电机长时间运行发出的热量使得电机的温度过高而使得电机烧毁。Y/△变换主要是考虑的人流量他是一个变量，要是扶梯一直以一个不变的速度来运行的话，当人流量大的时候扶梯的运行效率将非常低，所以我们通过人流量的检测装置来额人流量，然后反馈给单片机让单片机作出判断是否应该作出Y/△之间的切换使得扶梯的速度改变，而速度检测主要是由编码器来实现的，编码器将测得的数据反馈给单片机，让单片机知道当前运行的速度是多少。

3.2 硬件平台选用及资源配置

ATmega16a4 电机 继电器 编码器 传感器

3.3系统软件架构

3.4 系统软件流程

程序运行流程图

该系统主要是由ATmega16a4控制的扶梯系统，软件主要分电机过热、突发事件、人流量变化、断相模块组成，当电机出现过热、突发事件、人流量变化、断相的现象时，各个检测单元将检测到的的信号传输给单片机，然后单片机将接收到的信号与各个基准量进行比较，若单片机检测到电机的温度高于当初设定的值那么单片机就输出一个信号给电机过热保护单元，控制线路中的接触器断开是的电梯停止运行。当传感器将检测到的信息传送给单片机让单片机作出判断，若人流量大于当初设定的值，单片机控制Y/△变换模块，使得扶梯的运行速度改变！

3.5 系统预计实现结果

制作出系统模型，能够仿真运行，当出现经济情况、缺相断相时扶梯能够立即停止运行，当检测到电机过热是单片机作出反应，使得扶梯降低运行速度或者停止运行。当人流量由多变少或者由少多时，单片机作出反应控制电梯进行Y/△变换。