开题报告-电梯控制器的实现与仿真设计.docVIP

选题的依据及意义 (一)选题依据 随着社会的快速发展和生产生活的需要，城市高层建筑如雨后春笋拔地而起。电梯逐渐的走进了人们的生活，对人们的生活的影响也是越来越大。为了让电梯更好的服务人们，各种电梯新技术不断地发展起来。因为电梯己经完完全全融入我们的工作、生活及学习中，人们越来越离不开它，所以电梯的安全可靠性、迅速准确性、舒适性，对人们来说都是非常重要的。一般电梯都有专业的管理维修人员来确保电梯正常运行、安全使用和故障排除，他们必须对电梯原理、性能、特点、控制、运行要全面认识和掌握，才能做得到对电梯的正确使用、管理及维护。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、FPGA/CPLD控制系统、微机控制系统[1]。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而FPGA/CPLD控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造[1]。 21世纪，电子技术飞速发展，现代电子产品渗透了社会的各个领域，不但推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，而且使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。作为电子信息系的学生，我的毕业设计要联系生活实际致力于正在兴起的电梯文化，探索电梯的未来发展方向。用大学四年所学来设计电梯系统的控制器，在设计的同时巩固我的基础知识。 （二）选题意义 由于FPGA/CPLD具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛应用。自90年代后期FPGA/CPLD引入我国电梯行业以来，由FPGA/CPLD组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍认可并且形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中，FPGA/CPLD系统一直是主流控制系统。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 电梯控制是属于机电一体化研究领域，它涉及到多个方面，包括:机械工程、电力电子技术、自动控制理论、电力拖动自动控制系统、微机技术和土建工程等科学领域[1]。 近年来,我国电梯的出口年均增长率将保持在35%以上,电梯行业也逐步成为国内比较重要的行业，我国在今后相当长的时间内仍将是全球最大的电梯市场,年产值超千亿元,电梯市场可谓前景广阔[2]。2008年,我国电梯产量超过21万台,年增幅超过20%,产量超过了全世界电梯年产量的50%。在国内电梯领域享有盛誉,率先倡导并推进环保节能电梯的杭州西子奥的斯电梯有限公司，是国内最早敏锐察觉未来电梯发展方向,大力推进科技创新,并取得多项成就的高科技企业[3]。 当今世界，电梯的生产情况与使用数量成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。世界上有名的几家电梯公司，诸如:美国奥梯斯公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51%。国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯将成为电梯家族中新的组成部分[4-5]。 CPLD与FPGA逻辑器件正向着低电压、低功耗、系统内可重构和高速可预测延时器件的方向与发展，很多生产厂商不断采用多种新技术、新工艺提高CPLD与FPGA逻辑器件的容量，增强软件的功能。采用可编程逻辑器件通过对器件内部的设计来实现系统功能，是一种基于芯片的设计方法。设计者可以根据需要定义器件内部逻辑和引出端，将电路板设计的大部分工作放在芯片的设计中进行，通过对芯片设计实现数字系统的逻辑功能。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[6-8]。 本课题研究内容 基于FPGA技术的电梯控制系统的功能模块主控制器、楼层选择器、状态显示器、译码器和楼层显示器QuartusII软件采用硬件描述语言编写六层电梯移动过程，包括（电梯到达楼层时能发出指示信号、电梯的门操作具有关门延时设置等）并在可编程数字开发系统实验平台上进行仿真实验。 本课题研究方案 基于FPGA技术的电梯控制系统的设计有多种，下面我简单介绍以下几个方案： 方案一：用普通PLC外加若干导线进行简易的开发和实验。PLC实验装置具有直观，使用方便的优点，通常配有各种工业控制模板，可以形象地模拟工业现场控制。若无PLC实验装置，也可直接使用PLC配以外部连接导线，给出必要的输入信号进行实验。 方案二：单片机和FPGA结合实现其全部功能。此方案的优点是系统比较稳定、抗干扰能力强，便于控制。用FPGA作为