专利名称：一种基于计算机的电梯控制仿真装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于计算机的电梯控制仿真装置，属于教学设备领域，具体地说 是应用一台计算机作为PC机(上位机)和以单片机(下位机)为核心的下位机构成的一 种电梯控制仿真装置，用于在电梯教学和培训中对电梯控制过程进行模拟仿真，可以为深 入开发电梯控制系统的关键控制技术提供实际有效的平台。
背景技术：
随着高层建筑数量剧增，电梯作为大型机电一体化产品，已经成为城市物质文明 的一种标志，因此，大中专院校等有关电梯专业课程教学和科研工作量也不断加大，然而电 梯结构庞大而分散，封闭使用，从外部难以全面了解电梯的结构及其运行规律，实习起来不 方便也不安全，因此，仿真电梯模型越来越多用于教学和科研，但常规仿真电梯模型体积相 对庞大，电梯控制功能模块的体现不够丰富，而且价格比较昂贵。
发明内容
针对上述的不足，本发明提供了一种基于计算机的电梯控制仿真装置。本发明模拟六层电梯装置运行，是通过以下技术方案实现的一种基于计算机的 电梯控制仿真装置，利用基于单片机控制的下位机系统与PC机(上位机)软件系统经串行 通讯配合进行电梯运行仿真，包括单片机系统，轿厢指令按键、层站指令接受按键、IC卡管 理模块、时钟模块、电梯位置显示模块、电梯方向显示模块、液晶显示模块、语音提示模块、 串行通信接口模块和PC机，其中，轿厢指令按键、层站指令接受按键、IC卡管理模块、时钟 模块、电梯位置显示模块、电梯方向显示模块、液晶显示模块、语音提示模块、串行通信接口 模块集成了以单片机为控制核心的下位机硬件系统，PC机(上位机)连接在串行通信接口 模块上。所述的PC机(上位机)软件系统主要由电梯逻辑控制仿真计算、电梯单层速度曲 线仿真计算、电梯多层速度曲线仿真计算、电梯输送能力分析仿真计算和电梯选用与布置 仿真计算等功能模块组成。所述PC机(上位机)专用软件的电梯逻辑控制运行仿真界面上设置有软按钮来 代替单片机(下位机)系统的用梯指令信号输入按键独立进行电梯逻辑控制运行仿真；还 具有电梯速度曲线、电梯输送能力分析和电梯选用与布置的仿真计算功能，在各个模块的 界面上根据参数设定要求输入参数数值，进行仿真计算，在该模块的界面上显示仿真计算 结果，并可将生成计算报告存盘保存。所述单片机(下位机)系统负责模拟电梯指令信号输入，并将指令信号通过串行 通讯接口传送给PC机(上位机)，PC机(上位机)专用软件对接受的指令信号进行处理， 并将信号处理结果分别送到专用软件的电梯逻辑控制运行仿真模块的界面和单片机(下 位机)系统的液晶显示模块进行显示，反映仿真电梯逻辑控制运行结果。本发明的有益效果是此基于计算机的电梯控制仿真装置体积小，电梯控制功能模块的体现丰富，使使用者能全面了解电梯的结构及其运行规律，实习起来既方便又安全 而且价格比较低廉，适合用于教学和科研。
图1是一种基于计算机的电梯控制仿真装置原理框图。图2是上位机仿真软件系统结构框图。图3是下位机仿真装置电路原理图。在所述附图中1、单片机2、轿厢指令按键3、层站指令按键4、IC卡管理模块5、时钟模块6、串 行通讯接口 7、电梯位置显示模块8、电梯方向显示模块9、液晶显示模块10、语音提示模 块11、PC机(上位机)12、电梯逻辑控制运行仿真模块13、电梯单层速度曲线仿真计算模 块14、电梯多层速度曲线仿真计算模块15、电梯输送能力分析仿真计算模块16、电梯选 用与布置仿真计算模块。
具体实施例方式参看图1-2所示，PC机11(上位机)开启电梯控制仿真专用软件，并切换到电梯逻 辑控制运行仿真模块12的界面进行电梯逻辑控制运行，单片机1 (下位机)系统通过轿厢 指令按键2、层站指令接受的按钮3、IC卡管理模块4向下位单片机1输入用梯指令信号，然 后单片机1将用梯指令信号通过串行通讯接口 6传送给电梯逻辑控制运行仿真模块12，电 梯多层速度曲线仿真计算14接受单片机1送来的用梯指令信号并经过逻辑运算，在PC机 (上位机)11专用软件的电梯逻辑控制运行仿真模块12的界面上的显示模拟电梯运行、停 站和开关门等电梯运行动作，同时PC机11将电梯运行过程中电梯体运行方向和所在层站 信息传送给单片机1，单片机1控制电梯位置显示模块7和电梯方向显示模块8以模拟显示 电梯所在楼层和电梯运行方向，同时单片机1控制语音提示模块模拟给出电梯到站语音提 示，时钟模块发送时钟信息给单片机1，单片机1控制液晶显示器9显示时间日历信息和问 候信息。PC机11 (上位机)专用软件的电梯逻辑控制运行仿真12界面上设置有软按钮来 代替单片机1(下位机)系统的用梯指令信号输入按键独立进行电梯逻辑控制运行仿真， 在界面上模拟乘坐电梯操作来用鼠标点击界面上的层站按钮或轿厢使用按钮，经过软件处 理，在界面上模拟显示轿厢启停和运动，电梯所在楼，电梯运行方向和轿厢开关门等电梯运 行动作。PC机11(上位机)开启电梯控制仿真专用软件，并切换到电梯单层速度曲线仿真 计算模块13或电梯多层速度曲线仿真计算模块14的界面，在界面上根据设计参数的要求 输入参数数值，进行电梯速度曲线仿真绘制，在单层或多层速度曲线仿真计算模块的界面 上显示仿真绘制的速度曲线和重要参数；并且可以清除已绘制曲线，把绘制的曲线存盘保 存，生成相应的报告文件。PC机11 (上位机)开启电梯控制仿真专用软件，并切换到电梯输送能力分析仿真 计算模块15，在界面上根据设定的电梯输送条件的要求输入参数数值，进行电梯输送能力 仿真计算，在该模块的界面上显示计算过程和结论，并可以将生成计算报告存盘保存。
PC机11(上位机)开启电梯控制仿真专用软件，并切换到电梯选用与布置仿真计 算模块模块16，在界面上根据设定的电梯选用与布置条件的要求输入参数数值，进行电梯 选用与布置的仿真计算，在该模块的界面上显示计算过程和结论，并可以将生成计算报告 存盘保存。一种实际电路图，其工作过程如下1、由单片机肌、晶振乂1々1^、电容(1丄2组成单片机(下位机)中心电路，单片机选 择STC89C51，由电容C3和电阻Rl组成单片机上电复位电路。2、指令按键模块采用矩阵式按键，按键横行接单片机Ul的P0. 5、P0. 6、P0. 7、P2. 7接口，按键纵行 接单片机的Po. 4、P0. 3、P0. 2、P0. 1、P0. 0接口，按键S1-S5为层站从一楼到五楼向上的层 站按钮，按键S6-S10为层站从六楼到二楼向下的层站按钮，按键S11-S16为轿厢从一楼到 六楼向下的轿厢按钮，S17为轿厢开门按钮，S18为轿厢关门按钮，S19为电梯报警，当按下 这些按键时，单片机1把用梯指令信号传送给PC机1 (上位机)的专用软件供系统仿真使 用。3、电梯位置显示模块由串行输入并行输出芯片U2、三极管Q1-Q8和数码管DS1-DS6组成，数码管 DS1-DS6为一至六层楼层位置显示数码管，当模拟轿厢在运行过程中，数码管显示轿厢所在 的楼层位置，串行输入并行输出芯片U2选用74HC164。4、电梯方向显示模块由三极管Q9、Q10、串行输入并行输出芯片U2和二极管等构成，电梯每个运行方向 分别对应一个二极管，当电梯运行某方向时，其对应的二极管发光，显示电梯运行的方向。5、液晶显示模块液晶显示模块主要有大液晶构成，其主要功能是显示电梯所运行的方向以及将要 到达是楼层等信息。6、IC卡采集模块IC卡采集模块主要由IC卡卡槽，下位单片机等构成，当IC卡管理模块向下位单片 机输入用梯指令信号，然后单片机1将用梯指令信号通过串行通讯接口传送给电梯逻辑控 制运行仿真模块。7、串行通讯接口由RS232串口通讯接口芯片U4及周围元件组成，单片机Ul经串行通讯接口电路 U4与PC机11 (上位机)连接，PC机将控制指令传送给单片机Ul (下位机)，单片机系统反 映模拟电梯逻辑控制运行结果。
权利要求
1.一种基于计算机的电梯控制仿真装置，其特征在于包括单片机系统，轿厢指令按 键、层站指令接受按键、IC卡管理模块、时钟模块、电梯位置显示模块、电梯方向显示模块、 液晶显示模块、语音提示模块、串行通信接口模块和PC机，其中，轿厢指令按键、层站指令 接受按键、IC卡管理模块、时钟模块、电梯位置显示模块、电梯方向显示模块、液晶显示模 块、语音提示模块、串行通信接口模块均连接在单片机系统上，PC机连接在串行通信接口模 块上。
2.根据权利要求1所述电梯控制仿真装置，其特征是所述PC机的软件系统功能模块 由电梯逻辑控制运行仿真、电梯单层速度曲线仿真计算、电梯多层速度曲线仿真计算、电梯 输送能力分析仿真计算和电梯选用与布置仿真计算组成。
全文摘要
本发明提供了一种基于计算机的电梯控制仿真装置，属于教学设备领域，它包括单片机系统，集成了轿厢指令按键、层站指令接受的按钮、IC卡管理模块、时钟模块、电梯位置显示模块、电梯方向显示模块、液晶显示模块、语音提示模块、串行通信接口模块和PC机等，PC机软件系统主要功能模块由电梯逻辑控制运行仿真、电梯单层速度曲线仿真计算、电梯多层速度曲线仿真计算、电梯输送能力分析仿真计算和电梯选用与布置仿真计算等功能模组成。此基于计算机的电梯控制仿真装置体积小，电梯控制功能模块的体现丰富，使使用者能全面了解电梯的结构及其运行规律，实习起来既方便又安全而且价格比较低廉，适合用于教学和科研。
文档编号G09B9/00GK102063813SQ200910223459
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者于复生, 刘占超, 孙杰, 尹文彬, 杨红娟, 赵德志, 陈大伟, 陈继文, 高姗 申请人:赵德志