一種基於計算機的電梯控制仿真裝置的製作方法

2023-09-17 13:30:55

專利名稱：一種基於計算機的電梯控制仿真裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於計算機的電梯控制仿真裝置，屬於教學設備領域，具體地說是應用一臺計算機作為PC機(上位機)和以單片機(下位機)為核心的下位機構成的一 種電梯控制仿真裝置，用於在電梯教學和培訓中對電梯控制過程進行模擬仿真，可以為深 入開發電梯控制系統的關鍵控制技術提供實際有效的平臺。
背景技術：
隨著高層建築數量劇增，電梯作為大型機電一體化產品，已經成為城市物質文明 的一種標誌，因此，大中專院校等有關電梯專業課程教學和科研工作量也不斷加大，然而電 梯結構龐大而分散，封閉使用，從外部難以全面了解電梯的結構及其運行規律，實習起來不 方便也不安全，因此，仿真電梯模型越來越多用於教學和科研，但常規仿真電梯模型體積相 對龐大，電梯控制功能模塊的體現不夠豐富，而且價格比較昂貴。
發明內容針對上述的不足，本發明提供了一種基於計算機的電梯控制仿真裝置。本發明模擬六層電梯裝置運行，是通過以下技術方案實現的一種基於計算機的電梯控制仿真裝置，包括單片機系統，轎廂指令按鍵、層站指令 接受按鍵、IC卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、液晶顯示模 塊、語音提示模塊、串行通信接口模塊和PC機，其中，轎廂指令按鍵、層站指令接受按鍵、IC 卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、液晶顯示模塊、語音提示模 塊、串行通信接口模塊均連接在單片機系統上，PC機連接在串行通信接口模塊上。一種基於計算機的電梯控制仿真裝置，利用基於單片機控制的下位機系統與PC 機(上位機)軟體系統經串行通訊配合進行電梯運行仿真，包括單片機系統，轎廂指令按 鍵、層站指令接受按鍵、IC卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、 液晶顯示模塊、語音提示模塊、串行通信接口模塊和PC機，其中，轎廂指令按鍵、層站指令 接受按鍵、IC卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、液晶顯示模 塊、語音提示模塊、串行通信接口模塊集成了以單片機為控制核心的下位機硬體系統，PC機 (上位機)連接在串行通信接口模塊上。所述的PC機(上位機)軟體系統主要由電梯邏輯控制仿真計算、電梯單層速度曲 線仿真計算、電梯多層速度曲線仿真計算、電梯輸送能力分析仿真計算和電梯選用與布置 仿真計算等功能模塊組成。所述PC機(上位機)專用軟體的電梯邏輯控制運行仿真界面上設置有軟按鈕來 代替單片機(下位機)系統的用梯指令信號輸入按鍵獨立進行電梯邏輯控制運行仿真；還 具有電梯速度曲線、電梯輸送能力分析和電梯選用與布置的仿真計算功能，在各個模塊的 界面上根據參數設定要求輸入參數數值，進行仿真計算，在該模塊的界面上顯示仿真計算 結果，並可將生成計算報告存檔保存。[0009]所述單片機(下位機)系統負責模擬電梯指令信號輸入，並將指令信號通過串行通訊接口傳送給PC機(上位機)，PC機(上位機)專用軟體對接受的指令信號進行處理， 並將信號處理結果分別送到專用軟體的電梯邏輯控制運行仿真模塊的界面和單片機(下 位機)系統的液晶顯示模塊進行顯示，反映仿真電梯邏輯控制運行結果。本發明的有益效果是此基於計算機的電梯控制仿真裝置體積小，電梯控制功能 模塊的體現豐富，使使用者能全面了解電梯的結構及其運行規律，實習起來既方便又安全 而且價格比較低廉，適合用於教學和科研。

圖1是一種基於計算機的電梯控制仿真裝置原理框圖。圖2是上位機仿真軟體系統結構框圖。圖3是下位機仿真裝置電路原理圖。在所述附圖中1、單片機2、轎廂指令按鍵3、層站指令按鍵4、IC卡管理模塊5、時鐘模塊6、串行 通訊接口 7、電梯位置顯示模塊8、電梯方向顯示模塊9、液晶顯示模塊10、語音提示模塊11、 PC機(上位機)12、電梯邏輯控制運行仿真模塊13、電梯單層速度曲線仿真計算模塊14、電 梯多層速度曲線仿真計算模塊15、電梯輸送能力分析仿真計算模塊16、電梯選用與布置仿 真計算模塊。
具體實施方式
參看圖1-2所示，PC機11 (上位機)開啟電梯控制仿真專用軟體，並切換到電梯邏 輯控制運行仿真模塊12的界面進行電梯邏輯控制運行，單片機1 (下位機)系統通過轎廂 指令按鍵2、層站指令接受的按鈕3、IC卡管理模塊4向下位單片機1輸入用梯指令信號，然 後單片機1將用梯指令信號通過串行通訊接口 6傳送給電梯邏輯控制運行仿真模塊12，電 梯多層速度曲線仿真計算14接受單片機1送來的用梯指令信號並經過邏輯運算，在PC機 (上位機)11專用軟體的電梯邏輯控制運行仿真模塊12的界面上的顯示模擬電梯運行、停 站和開關門等電梯運行動作，同時PC機11將電梯運行過程中電梯體運行方向和所在層站 信息傳送給單片機1，單片機1控制電梯位置顯示模塊7和電梯方向顯示模塊8以模擬顯示 電梯所在樓層和電梯運行方向，同時單片機1控制語音提示模塊模擬給出電梯到站語音提 示，時鐘模塊發送時鐘信息給單片機1，單片機1控制液晶顯示器9顯示時間日曆信息和問 候信息。PC機11 (上位機)專用軟體的電梯邏輯控制運行仿真12界面上設置有軟按鈕來 代替單片機1(下位機)系統的用梯指令信號輸入按鍵獨立進行電梯邏輯控制運行仿真， 在界面上模擬乘坐電梯操作來用滑鼠點擊界面上的層站按鈕或轎廂使用按鈕，經過軟體處 理，在界面上模擬顯示轎廂啟停和運動，電梯所在樓，電梯運行方向和轎廂開關門等電梯運 行動作。PC機11(上位機)開啟電梯控制仿真專用軟體，並切換到電梯單層速度曲線仿真 計算模塊13或電梯多層速度曲線仿真計算模塊14的界面，在界面上根據設計參數的要求 輸入參數數值，進行電梯速度曲線仿真繪製，在單層或多層速度曲線仿真計算模塊的界面上顯示仿真繪製的速度曲線和重要參數；並且可以清除已繪製曲線，把繪製的曲線存檔保存，生成相應的報告文件。PC機11 (上位機)開啟電梯控制仿真專用軟體，並切換到電梯輸送能力分析仿真 計算模塊15，在界面上根據設定的電梯輸送條件的要求輸入參數數值，進行電梯輸送能力 仿真計算，在該模塊的界面上顯示計算過程和結論，並可以將生成計算報告存檔保存。PC機11 (上位機)開啟電梯控制仿真專用軟體，並切換到電梯選用與布置仿真計 算模塊模塊16，在界面上根據設定的電梯選用與布置條件的要求輸入參數數值，進行電梯 選用與布置的仿真計算，在該模塊的界面上顯示計算過程和結論，並可以將生成計算報告 存檔保存。圖5是圖4所示框圖是一種實際電路圖，其工作過程如下1、由單片機肌、晶振乂1々1^、電容(1丄2組成單片機(下位機)中心電路，單片機選 擇STC89C51，由電容C3和電阻Rl組成單片機上電復位電路。2、指令按鍵模塊採用矩陣式按鍵，按鍵橫行接單片機Ul的P0. 5、P0. 6、P0. 7、P2. 7接口，按鍵縱行 接單片機的Po. 4、P0. 3、P0. 2、P0. 1、P0. 0接口，按鍵S1-S5為層站從一樓到五樓向上的層 站按鈕，按鍵S6-S10為層站從六樓到二樓向下的層站按鈕，按鍵S11-S16為轎廂從一樓到 六樓向下的轎廂按鈕，S17為轎廂開門按鈕，S18為轎廂關門按鈕，S19為電梯報警，當按下 這些按鍵時，單片機1把用梯指令信號傳送給PC機1 (上位機)的專用軟體供系統仿真使 用。3、電梯位置顯示模塊由串行輸入並行輸出晶片U2、三極體Q1-Q8和數碼管DS1-DS6組成，數碼管 DS1-DS6為一至六層樓層位置顯示數碼管，當模擬轎廂在運行過程中，數碼管顯示轎廂所在 的樓層位置，串行輸入並行輸出晶片U2選用74HC164。4、電梯方向顯示模塊由三極體Q9、Q10、串行輸入並行輸出晶片U2和二極體等構成，電梯每個運行方向 分別對應一個二極體，當電梯運行某方向時，其對應的二極體發光，顯示電梯運行的方向。5、液晶顯示模塊液晶顯示模塊主要有大液晶構成，其主要功能是顯示電梯所運行的方向以及將要 到達是樓層等信息。6、IC卡採集模塊IC卡採集模塊主要由IC卡卡槽，下位單片機等構成，當IC卡管理模塊向下位單片 機輸入用梯指令信號，然後單片機1將用梯指令信號通過串行通訊接口傳送給電梯邏輯控 制運行仿真模塊。7、串行通訊接口由RS232串口通訊接口晶片U4及周圍元件組成，單片機Ul經串行通訊接口電路 U4與PC機11 (上位機)連接，PC機將控制指令傳送給單片機Ul (下位機)，單片機系統反 映模擬電梯邏輯控制運行結果。
權利要求一種基於計算機的電梯控制仿真裝置，其特徵在於包括單片機系統，轎廂指令按鍵、層站指令接受按鍵、IC卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、液晶顯示模塊、語音提示模塊、串行通信接口模塊和PC機，其中，轎廂指令按鍵、層站指令接受按鍵、IC卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、液晶顯示模塊、語音提示模塊、串行通信接口模塊均連接在單片機系統上，PC機連接在串行通信接口模塊上。
專利摘要本實用新型提供了一種基於計算機的電梯控制仿真裝置，屬於教學設備領域，它包括單片機系統，集成了轎廂指令按鍵、層站指令接受的按鈕、IC卡管理模塊、時鐘模塊、電梯位置顯示模塊、電梯方向顯示模塊、液晶顯示模塊、語音提示模塊、串行通信接口模塊和PC機等，PC機軟體系統主要功能模塊由電梯邏輯控制運行仿真、電梯單層速度曲線仿真計算、電梯多層速度曲線仿真計算、電梯輸送能力分析仿真計算和電梯選用與布置仿真計算等功能模組成。此基於計算機的電梯控制仿真裝置體積小，電梯控制功能模塊的體現豐富，使使用者能全面了解電梯的結構及其運行規律，實習起來既方便又安全而且價格比較低廉，適合用於教學和科研。
文檔編號G09B25/02GK201590194SQ20092027847
公開日2010年9月22日 申請日期2009年11月17日 優先權日2009年11月17日
發明者於復生, 劉佔超, 孫杰, 尹文彬, 楊紅娟, 趙德志, 陳大偉, 陳繼文, 高姍 申請人:趙德志