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：
本实用新型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。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 模型贴近实物，但体积相对庞大，电梯控制功能模块的体现不够丰富，价格比较昂贵。
发明内容针对上述的不足，本实用新型提供了一种基于计算机的电梯控制仿真装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的本实用新型模拟六层电梯装置运行，利 用基于单片机控制的下位机系统与上位机系统经串行通讯配合进行电梯运行仿真。下位机 硬件系统以单片机为1控制核心，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(上位机)等，PC机(上位机)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。
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元件，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(上位机)11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。图5是图4所示框图是一种实际电路图，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。。。。。。5、液晶显示模块6、IC卡采集模块7、语音提示模块8、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。
权利要求一种基于计算机的电梯控制仿真装置，其特征在于主要包括单片机(1)系统，集成了轿厢指令按键(2)、层站指令接受的按钮(3)、IC卡管理模块(4)、时钟模块(5)、电梯位置显示模块(7)、电梯方向显示模块(8)、液晶显示模块(9)、语音提示模块(10)、串行通信接口模块(6)和PC机(11)，PC机(11)软件系统主要功能模块由电梯逻辑控制运行仿真模块(12)、电梯单层速度曲线仿真计算模块(13)、电梯多层速度曲线仿真计算模块(14)、电梯输送能力分析仿真计算模块(15)和电梯选用与布置仿真计算模块(16)组成。
2.根据权利要求1所述电梯控制仿真装置，其特征是单片机(1)系统负责模拟用梯 指令信号输入，并将指令信号通过串行通讯接口(6)传送给PC机(11) ；PC机(11)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(12)的界面和单片机系统进行显示，反映仿真电梯逻辑控制运行结果。
3.根据权利要求1所述电梯控制仿真装置，其特征是PC机(11)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)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。
4.根据权利要求1所述电梯控制仿真装置，其特征是同时PC机(11)专用软件还具有 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。
专利摘要本实用新型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，其技术方案是包括单片机(下位机)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(上位机)等，PC机(上位机)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。该仿真装置利用基于单片机(下位机)系统与PC机(上位机)系统经串行通讯来配合进行仿真电梯运行，其优点在于用在电梯教学和培训中对电梯控制过程进行模拟仿真，功能丰富，开发制作费用低。
文档编号G09B9/00GK201576363SQ20092002074
公开日2010年9月8日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者尹文彬, 杨红娟, 王林林, 赵德志, 陈继文 申请人:陈继文