Разработка подсистем ввода и индикации макета лифтового подъемника
Устройство лифта
Станция управления: Следит за Устройствами Безопасности (УБ), точнее за Цепью Безопасности (ЦБ) и Дверьми Шахты (ДШ) лифта. Управляет приводами (электродвигателями) лифта (чаще всего их 2). Вводное устройство (ВУ): Проще говоря, это рубильник, который подает на лифт 3х фазное напряжение. Также, в нем стоят конденсаторы для сглаживания помех от лифта. Бывает, что после ВУ стоит дополнительный фильтр вводной с теми же конденсаторами для сглаживания помех.
Лебедка главного привода: состоит из самого привода (электродвигателя), тормоза, канатоведущего шкива (КВШ), штурвала. В ручьях КВШ укладываются как правило минимум 3 каната (троса) в зависимости от грузоподъемности лифта. Тормоз при подаче на него напряжения разжимает (отпускает) тормозные колодки, которые держали тормозную полумуфту (она стоит на быстроходном валу лебедки). Если напряжение снять с тормоза, то он немедленно наложит колодки на полумуфту. Штурвал нужен для ручного перемещения кабины (при этом, надо также вручную растормозить лебедку с помощью ручки тормоза или другого ручного растормаживающего устройства). Ограничитель скорости (ОС): Имеет свой шкив и канат. Связан с ловителями на кабине и натяжным устройством в приямке. Назначение: Если скорость кабины превысит 15% от номинальной, ограничитель скорости заклинивает и его канат "выдергивает" ловители на кабине. Также на стойке ОС установлено устройство, которое контролирует перепроход кабины крайних рабочих положений.
Организация приямка. Натяжное устройство (НУ) ограничителя скорости (ОС): Служит для натяжения каната ОС с помощью своего груза. Буферные пружины кабины и противовеса: Они нужны только для защиты балок кабины и/или противовеса при переходе кабины крайнего положения (выше верхней остановки или ниже нижней). Буферные пружины могут быть установлены как на тумбах, так и на самих направляющих. В нижней части шахты лифта должен находиться приямок. Приямок должен быть защищен от попадания в него грунтовых и сточных вод. При возможности попадания в приямок атмосферных осадков он должен быть оборудован дренажным устройством. После установки креплений направляющих, буферов, разнообразных решеток и т.д., не должна быть нарушена гидроизоляция приямка.
Рисунок1. Устройство пассажирского лифта
В шахте. Направляющие противовеса: по ним движется противовес. Направляющие кабины. Двери шахты для каждого этажа. Прочие датчики, иногда этажные переключатели, и шунты для работы станции управления.
Как правило, на эти датчики воздействует кабина лифта.
На противовесе. 2 балки (верхняя и нижняя), соединенные между собой.
Груза противовеса. Своеобразные «чушки», которыми нагружается противовес, чтобы его вес был равен: вес пустой кабины + половина от грузоподъемности лифта. Таким образом, противовес всегда тяжелее пустой кабины. Подвеска противовеса. Это место крепления тяговых канатов (которые уложены в ручьи КВШ в машинном помещении). Как правило, в креплении используются пружины противовеса (не буферные пружины). Башмаки и вкладыши противовеса. В башмаки вставляются вкладыши, которые фиксируют противовес к направляющим противовеса.
С помощью вкладышей противовес "ходит" по своим направляющим.
Кабина: 2 балки (верхняя и нижняя), соединенные между собой. Купе кабины. В нем установлен пост приказов (кнопки этажей, отмена/стоп, вызов диспетчера и прочие кнопки), двери кабины, плафон(ы) освещения купе кабины. Подвеска кабины. Это место крепления тяговых канатов (которые уложены в ручьи КВШ в машинном помещении, а также соединены с подвеской противовеса). Подвеска кабины может иметь балансир. Балка дверей кабины (ДК). На ней установлен привод (электродвигатель) дверей кабины.
Рисунок 2. Кабина лифта
Иногда частотный преобразователь. Двери кабины также крепятся к балке ДК. Башмаки и вкладыши (аналогично противовесным, только размеры вкладышей другие). Ловители. К ним крепится канат ограничителя скорости. При срабатывании ОС, ловители врезаются в направляющие кабины. Кабина больше не сможет идти вниз. Бывают двухсторонние ловители (которые работают как при движении вниз, так и вверх). Пост ревизии. Служит для перемещения кабины обслуживающим персоналом с крыши кабины с помощью специального режима станции управления (т.е. просто залезть на кабину и поехать невозможно без переключения станции управления в спец. режим).
2. Разработка структурной схемы
В данной математической модели, которая выполнена на основе платы Arduino UNO R3, выполнена схема системы ввода и индикации макета лифтового подъемника. Для моделирования работы схемы в ней используются кнопки в качестве системы ввода нужного номера этажа. Поскольку макет пятиэтажный то кнопок выбора конкретного этажа соответственно 5. Эти кнопки при нажатии запускают цикл выполнения программы. Помимо этого модель подразумевает использование кнопок выполняющих функцию датчиков нахождения кабины макета на конкретном этаже, благодаря чему схема позволяет всегда знать статус кабины. Таких кнопок также 5 штук, по одной на каждый этаж. Для сигнализирования о текущем выбранном этаже назначения используются пять светодиодов каждый из которых соответствует своей кнопке выбора этажа. При нажатии кнопки выбора этажа закрепленный за ней светодиод загорается и не погаснет до тех пор, пока не сработает датчик нахождения кабины на этом этаже, т.е. пока лифт не достигнет места назначения. Таким образом человек понимает что в данный момент кабина лифта еще перемещается. Также для индикации текущего положения кабины применен семисегментный индикатор с общим анодом, который при помощи 7 светодиодов отображает номер этажа которого уже достиг подъемник.
Рис.3 Структурная схема устройства.
3.Разработка принципиальной схемы.
Для разработки принципиальной схемы я воспользовался программой Proteus 8, что бы убедиться в том, что устройство работает правильно.
Мне понадобилось:
1) Дисплей-7SEG-COM-ANODE
2) Плата Arduino UNO;
3) 22 резистора
4) Светодиоды-LED BLUE
5) Датчики
6) Соединительные провода;
Рис.4 Принципиальная схема устройства
В ходе выполнения этой работы была создана математическая модель и макет системы ввода и индикации лифтового подъемника.
Были рассмотрены особенности устройства и принципы работы лифта. Также в результате разбора принципа работы необходимых элементов модуля индикации и системы ввода и изучения использующейся логики ввода/вывода в современных подъемниках с использованием микроконтроллеров, была разработана математическая модель подсистем ввода ииндикации положения лифтового подъемника на этажах на базе платы ARDUINO Uno R3, использующей AVR микроконтроллер ATMega328p. Модель в целом и программа для контроллера показали себя не полностью работоспособными, так как датчики нахождения лифта не заработали в среде моделирования Proteus 8 Professional. Для этого дальше будут происходить работы над ошибками и будут сделаны выводы.
Все это позволило разработать техническое устройство, заявленное в теме курсовой работы, а именно систему ввода и индикации лифтового подъемника. Данная работа потребовала навыков работы со средой компиляции Arduino IDE 1.8.5, Proteus 8 Professional, и знаний языка C.