基于电梯配置的随机模型
摘要
本文主要研究了电梯上行交通模式下的调度问题，通过运筹学规划思想建立了乘客侯梯时间的最优化模型，该模型对电梯分组的不同情况，采用计算机逐步搜索迭代法进行求解，得到了最优调度方案，并提出了模型的改进方向。
对于模型一，采用极端假设的方法，不考虑乘客到来的随机性和等待时间，在规定的时间内，电梯每次都是满载的，同时求解出在确定的时间内电梯调度的最大运载能力，建立直接模型，确定电梯运输能力的范围。
对于模型二，在极端假设的条件下，对所有的楼层进行分段，每个电梯负责特定的楼层，利用随机的分组方法，得出非线性规划方程组，求的最优的分段数。在确定分区点后，以电梯运行一次的往返时间为目标函数，建立模型，通过Matlab软件对分段模型进行模拟运行，以枚举法求解，得出多段最有分区。
模型一和模型二要求将数学模型进一步实际化，首先应考虑电梯上行下行是的加速度、最大速度、乘客上下电梯所用时间和开关电梯门的平均时间，帅选出最优方案。
关键词：迭代法；非线性规划；Matlab软件；枚举法
1 问题重述
有一座建筑物高30层，其中第一层高度25ft ，2—30层每层高度均为12ft10in 。该建筑物需要安装若干部电梯，所有指标如下
1.1基本数据：
2－30层人数分别为：208, 177, 222, 130, 181, 191, 236, 236, 139, 272, 272, 272, 270, 300, 264, 200, 200, 200, 200, 207, 207, 207, 207, 205, 205, 132, 132, 136,140；
每层楼电梯的最大间隔： 30s ；
实际可以安装的最多电梯组数： 5；
各种类型电梯的速度分别为：500, 700, 800, 1000, 1200fi/min ；
电梯容量：19人；
电梯的最大加速度：4ft/s/s （说明：电梯加速与减速的加速度相同） 电梯又静止到达到最大加速运行时，加速度的变化率为：2ft/s/s/s ； 电梯上1人需要的时间：1s ；
电梯下1人需要的时间：0.8s ；
电梯开(关)门时间：3s ；
所有电梯的最小运送能力：每5分钟至少运送全体人员的12%；
1.2电梯安排的要求：
每组电梯为相邻若干层人员服务；
为高层服务的电梯速度不小于为底层服务的电梯速度；
每组电梯个数必须为偶数。
2 问题分析
本文的目标是针对建筑物的具体情况，合理的配置电梯调度的优化方案。我们从电梯的基本运行规律和对乘客的服务两个指标入手分析：
2. 1 电梯的基本运行规律
设电梯的最大运行速度为0v ，从静止到静止需要运行的距离为x ，需要的运行时间为)(x T ，最大加速度为a 且加速度的变化率为q 。记
如果不考虑变速问题，则0/)(v x x T =；
如果不考虑加速度的变化，则又电梯的初速度为0得电梯速度满足t a v ?=，
从而加速达到最大速度需要的时间为a v t /01=，其运行距离为2//201a v d =。考
虑到电梯运行中加速与减速度对称性得：
当2/1x d ≤时，正常运行时间为a v v x v d x t ///)2(00012-=?-=，故总运行时间为
a
v v x t t x T 00122)(+=?+= 当2/1x d >时，电梯的运行不可能达到正常速度，能够达到的最大速度为x a v ?=，运行时间为a x t /0=，从而a x x T /2)(=。
如果考虑加速度的变化，则又电梯的初速度为0且初始加速度也为0。电梯的加速度满足qt ，速度满足2/2t q v ?=，运行距离为6/3t q ?，达到最大加速度的
时间为q a t /1=，实际运行距离为)6/(231q a d ?=且速度为)2/(21q a v ?=。假设电梯的设计是合理的，则必有01v v ≤。此后电梯按照加速度a 加速，速度及运行距离分别为t a v ?+1和2/21t a t v ?+?。达到最大速度的时间及运行距离分别为
a v v t /)(102-=和)2/()(20212a v v d ?-=。与不考虑加速度变化类似可得：
?????
???
???<+--+?+?>+???? ??-?-?++?>??=2222)2(2262)(210212*********x d d v d d x t t x d d a v d x a v t x d q x x T 事实上，电梯加速度比较小且楼层距离在3m 左右，一般不会出现2/1x d >的情况，从而)(x T 的表达式可以采用后两段即可。
2. 2 对乘客的服务
由于乘客乘电梯的需求是随机的，而且上下电梯的地点也是随机的，从而首先需要对一个确定的电梯服务过程进行系统分析。设电梯的服务范围是从第L 层开始的连续N 层人员。为了研究电梯的服务质量，我们采用最大最小原则，即使得服务质量最差时的服务质量达到最好。电梯服务质量最差的时间一定为人员对电梯需求最大的时间，故我们采用上班时间的高峰期作为考察电梯服务质量的时间。此时，乘客全部在一楼进入电梯，而且在自己的工作地点下电梯。
为了研究在一楼上r 个乘客的电梯运行情况，必须了解电梯停靠的次数及位置。由于这r 个乘客随机分布在电梯服务范围内的任意楼层，从而电梯的电梯的停靠次数S 以及停靠位置S m m m ,,,21 也是随机变量。如果已知S m m m S ,,,,21 ，则可以得到电梯完成运送乘客且返回一楼所需要的时间由以下几部分组成：
a. 电梯上下乘客的时间为：)(u l r +?；
b. 电梯开关门的时间：)1(+?S d ；
c. 电梯直达第一个停靠点的运行时间：))2('(1-?+m h h T ；
d. 电梯在各停靠点之间的运行时间：))(())((112--?++-?S S m m h T m m h T ；
f. 电梯返回一楼的运行时间：))2('(-?+S m h h T ；
g ．在以上时间之和上再增加10％的安全系数。
为了计算方便，我们假设r 个乘客等可能的分布在每层楼。
尽管一般电梯满足2/21h d d ≤+，但是存在部分电梯满足2/21h d d >+。另一方面，所有电梯满足h d d ≤+21，故当高速电梯在相邻两个楼层停靠时，运行
的平均速度最小，即花费的时间最多，而且停靠楼层不相邻时，)(x T 为x 的线性函数。由于我们希望讨论最坏情况下电梯运行所需要的时间，故可假定i S m m S i +-=。此时电梯完成一次运送乘客任务需要的总时间
))]2('()()1())
('()1()([1.1-?++?-+-?+++?++??=S S c m h h T h T S S m h h T S d u l r T
下面研究随机变量S 和S m 的分布。令1+-=L m H S ，则S 和H 的取值范围均为],1[N 。
设1=i I 表示有人在第1-+i L 层下且0=i I 没有人下，则N I I S ++= 1。由某人在第i 层下的概率为N /1得
r
i i N I P I P ??? ?
?--==-==111)0(1)1(，故 ??????????? ??--?==∑=r N i i N N I E S E 111)()(1 又因为S m 为随机变量S m m ,,1 中最大值，故：P k H P ==)((乘客在第1-+k L 层全部下完)P - (乘客在第2-+k L 层全部下完)，所以
r
r N k N k k H P ??
? ??--??? ??==1)(且 ∑∑-==??? ??-=???? ????? ??--??? ???=1111)(N k r N k r r N k N N k N k k H E 。 由于c T 是S 和H 的线性函数，从而可得电梯环形一周所需时间的期望值
])}3)(['()(]1)([)])
(1)(['(]1)([)({1.1)(-+?++?-+--+?+++?++??=H E L h h T h T S E S E H E L h h T S E d u l r T E c
对于有m 部同类型电梯的电梯组，假定每个电梯的运行相互独立，则它们运行的期望状态为等间隔分布，由此可得乘客在1楼等待电梯所需要的时间的期望为)2/()(m T E T c w ?=。
该组电梯5分钟运送乘客的能力为：
r p T W N L L i i
w ??
=∑-+=3001
3 符号定义
0v ： 电梯的最大运行速度；
a ： 电梯的最大加速度；
q ： 加速度的变化率；
x ： 从静止到静止需要运行的距离；
1d ： 运行距离；
2t ： 正常运行时间；
)(x T ： 总运行时间。
4 模型假设
1．假设电梯在运行过程中无故障发生。
2．同一规格的电梯不能同时运行。
3．不考虑其他因素对电梯运行的影响。
4．所有电梯分为若干组，各组服务的方案不同，而每一组内的若干台电梯服务方案是一致的。
5．每个楼层有且只有一组电梯停靠运客。
6．同一规格的电梯不能同时运行。
7．电梯每次运行都是满载的。
5 模型的建立与求解
5.1 电梯要求
5.1.1如果不考虑变速问题，则
0/)(v x x T =
5.1.2如果不考虑加速度的变化，则又电梯的初速度为0得：
①当2/1x d ≤时
②当2/1x d >时
5.1.3如果考虑加速度的变化，则又
即假设电梯的设计合理，则必有01v v ≤。此后电梯按照加速度a 加速，速度及运行距离分别为t a v ?+1和2/21t a t v ?+?。达到最大速度的时间及运行距离分
别为a v v t /)(102-=和)2/()(20212a v v d ?-=。与不考虑加速度变化类似可得：
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???
???<+--+?+?>+???? ??-?-?++?>??=2222)2(2262)(210212*********x d d v d d x t t x d d a v d x a v t x d q x x T 考虑实际情况可知，电梯加速度比较小且楼层距离在3m 左右，一般不会出
现2/1x d >的情况，从而)(x T 的表达式可以采用后两段即可。
5.2 对乘客服务的角度
由于乘客乘电梯的需求是随机的，而且上下电梯的地点也是随机的，从而首先需要对一个确定的电梯服务过程进行系统分析。设电梯的服务范围是从第L 层开始的连续N 层人员。为了研究电梯的服务质量，我们采用最大最小原则，即使得服务质量最差时的服务质量达到最好。电梯服务质量最差的时间一定为人员对电梯需求最大的时间，故我们采用上班时间的高峰期作为考察电梯服务质量的时间。此时，乘客全部在一楼进入电梯，而且在自己的工作地点下电梯。
为了研究在一楼上r 个乘客的电梯运行情况，必须了解电梯停靠的次数及位置。由于这r 个乘客随机分布在电梯服务范围内的任意楼层，从而电梯的电梯的停靠次数S 以及停靠位置S m m m ,,,21 也是随机变量。如果已知S m m m S ,,,,21 ，则可以得到电梯完成运送乘客且返回一楼所需要的时间由以下几部分组成：
a. 电梯上下乘客的时间为：)(u l r +?；
b. 电梯开关门的时间：)1(+?S d ；
c. 电梯直达第一个停靠点的运行时间：))2('(1-?+m h h T ；
d. 电梯在各停靠点之间的运行时间：
))(())((112--?++-?S S m m h T m m h T ；
f. 电梯返回一楼的运行时间：))2('(-?+S m h h T ；
g ．在以上时间之和上再增加10％的安全系数。
为了计算方便，我们假设r 个乘客等可能的分布在每层楼。
尽管一般电梯满足2/21h d d ≤+，但是存在部分电梯满足2/21h d d >+。另一方面，所有电梯满足h d d ≤+21，故当高速电梯在相邻两个楼层停靠时，运行的平均速度最小，即花费的时间最多，而且停靠楼层不相邻时，)(x T 为x 的线性函数。由于我们希望讨论最坏情况下电梯运行所需要的时间，故可假定i S m m S i +-=。此时电梯完成一次运送乘客任务需要的总时间：
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下面研究随机变量S 和S m 的分布。令1+-=L m H S ，则S 和H 的取值范围均为],1[N 。
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对于有m 部同类型电梯的电梯组，假定每个电梯的运行相互独立，则它们运行的期望状态为等间隔分布，由此可得乘客在1楼等待电梯所需要的时间的期望为)2/()(m T E T c w ?=。
该组电梯5分钟运送乘客的能力为：
r p T W N L L i i
w ??
=∑-+=3001
5.3电梯随机分配模型
设电梯管理将建筑物从 2 楼开始分为α段,分隔点为
n =<<<=αβββ 101,且第 i 组电梯的个数、类型和服务楼层分别为i m 、i d 和
第11+=i β到i β所有人员。 记第i 组电梯的等待时间和5分钟运送乘客的能力分别为)
(i w T 和)(i W 。
5.3.1直接模型
可以根据对于电梯运行规律的分析讨论 ,得到电梯选择及分组管理的直接模型:
∑=≤≤ααα1,,11min min i d i d d z i c m
???????≤≤≤<≤≤≤≤≤≤≤≥ααααi 11,1,1,12.0..max )()(为偶数，
i j i
i w i m j i d d i t T i W t s 以上模型为整数非线性规划问题 ,直接求解难度比较大。为了对于以上模型进行改进 ,建立电梯选择及分组管理的动态规划模型。
5.3.2动态规划模型
由于电梯分组问题可以看作从下到上逐步进行分组的一个过程 ,而且可以将电梯的分组过程作为一个动态过程看待;另一方面 ,电梯的分组问题事实上就是对于楼层进行分段 ,从而可以初步定义状态变量k x 应该包含第k 组电梯服务范围,1[1k k ββ+-,而对应的决策变量),(11++=k k k m d β,即决策过程就是确定下一组满足约束条件的电梯数量及电梯类型。由于决策k d 的费用与第k 组电梯的类型k y 有关 ,从而该过程明显具有后效性。为了消除后效性 ,一般采用将引起后效性的因素作为状态变量的新分量。这样可得电梯问题的动态规划模型:
令状态变量),,(11k k k k k y x ---=βββ,决策变量()111,,+++=k k k k y m d β,且费用函数:
()???∞=++，其它。
可行；k
y k k d c m d w k ,11 则由k x 和k d 可以惟一点确定1+k x 。
5.4模型求解
上述给定的动态规划模型基本符合动态规划进行由后向前进行递推求解的要求 ,其中唯一差别在于电梯分的组数恰好为对应动态规划的阶段数 ,即阶段数α并非确定。由于z ≤α为有限值 ,从而可以独立地求解z ,,1 =α这z 个不同动态规划问题 ,最后再从中选择最优解。根据以上分析 ,构造电梯问题动态规划模型求解算法如下:
Step1定义费用函数),,(j L k F 表示从L 楼开始分为k 组电梯且最下面一组电梯类型为j 时得到的最优费用 ,显然当0=k 或1+=n L 时 , 0),,(=j L k F ,
故最后状态可表示为],1,0[s n x +=α,令0=k 。
Step2对任意12+-<≤k n L ,求(){}),,(,,1min ),,(11t L L w t L k F j L k F +-=其中:最小对于所有满足1L L <和t j ≤的),(j L 进行 ,且),,(1t L L w 表示用一组t 类电梯为L 到11-L 层服务时的最小费用。
Step3 令1:+=k k ,如果z k <,则继续Step2 ,否则转到Step4。
Step4计算{}z k j k F c S j k ,,1,),2,(min 1 ==≤≤和{}k k c c α
≤≤=1min 。 说明:在 Step4中k c 为恰好将电梯分为k 组时 ,电梯的最优费用 ,而c 为最优目标 ,将每次达到最小的过程逆推 ,即可得到楼层分组、电梯数量及类型的最优解。
由Matlab 程序计算得最优电梯分组为:电梯共分 5 组 ,楼层的分隔层β=
[1 ,5 ,11 ,16 ,22 ,30] ,电梯个数为[2 ,4 ,4 ,4 ,6 ] ，各
组电梯的类型为[1 ,2 ,5 ,5 ,5 ]。
6 模型的评价与改进
6.1模型的优点
(1)模型假设中的条件比较符合现实生活情况，模型简单明了，若采用其中一种模型来运行电梯时，可以很快的算出电梯最优的运行方式。
(2)由于各种方案相互独立，每种方案出现故障时，都不会影响其他方案的顺利运行。
(3)本模型合理的解决了电梯安排与调度，具有很强的实用性。
(4)求解过程中，采用了层次分析法，通过lingo 软件对模型进行编程求最优解，对电梯群控进行了调配，达到了优化的效果。
6.2 模型的不足
(1)该模型是在理想化的条件下建立的，与实际有较大差距。
(2)模型建立比较单一，缺少理论依据。
(3)每次运行都是理想的满载，却只负责有限的楼层。
7模型推广
(1)本模型可以广泛的推广到大型超市、商业楼和高层居民楼，合理的安装电梯数量和运行速度。
(2)适合于车辆调度与人员分配；
(3)可应用到大型工厂的配货、进货以及时间的分配。
8 参考文献
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仅供个人参考 一、控制要求： 1．系统应具备：有司机、无司机、消防三种工作模式。 2．系统应具备下列几项控制功能: 1）自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）。 2）自动响应轿厢服务指令信号。 3）自动完成轿厢层楼位置显示（二进制方式）。 4）自动显示电梯运行方向。 5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。 3．系统提供的输入控制信号: AYS 向上行驶按钮 AYX 向下行驶按钮 YSJ 有/无司机选择开关 1YC 一楼行程开关 2YC 二楼行程开关 3YC 三楼行程开关 A1J 一楼指令按钮 A2J 二楼指令按钮 A3J 三楼指令按钮 AJ 指令专用开关（直驶） ZXF 置消防开关 A1S 一楼上召唤按钮 A2S 二楼上召唤按钮 A2X 二楼下召唤按钮 A3S 三楼上召唤按钮 A3X 三楼下召唤按钮 4．系统需要输出的开关控制信号： KM 开门显示 GM 关门显示 MGB 门关闭显示 DCS 上行显示 DCX 下行显示 S 上行继电器（控制电动机正转） X 下行继电器（控制电动机反转） YX 运行显示 A LED七段显示器a段发光二极管 B LED 七段显示器 b 段发光二极管 C LE D 七段显示器 c 段发光二极管 D LED 七段显示器 d 段发光二极管 E LED 七段显示器 e 段发光二极管 F LED 七段显示器 f 段发光二极管 G LED七段显示器g段发光二极管 1DJA 一楼指令信号登记显示 2DJA 二楼指令信号登记显示 3DJA 三楼指令信号登记显示 1DAS 一楼上召唤信号登记显示 仅供个人参考 2DAS 二楼上召唤信号登记显示
2DAX 二楼下召唤信号登记显示 3DAS 三楼上召唤信号登记显示 3DAX 三楼下召唤信号登记显示 二、课题要求： 1．按题意要求，画出PLC 端子接线图及控制梯形图。 2．完成PLC 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。 3. 完成课程设计说明书 三、答辩问题： 1．阐明程序设计思想及工作流程。 2．当层楼数增加，开关量输入和输出的点数将作如何变化? 3．若需要电梯只服务于奇数楼层，梯形图将作如何变换? 4．若需要电梯只服务于偶数层楼，梯形图将作如何变换? 5．若正常运行方式作为方式A ，上述3、4 题运行方式作为方式B 、方式C 、方式 D , 如何采用两个输入开关来任选其中一个作为当前运行方式? 6．电梯控制中清除召唤登记的条件是什么? 7．电梯控制中清除指令登记的条件是什么? 线路部分
1．需求陈述 一个无人值守电梯的轿箱通常停放在大楼的第一层．当某楼层有乘客按下按钮，电梯轿箱便会按照指令上升到该楼层接乘客，然后按照乘客的指令升降到指定楼层，到达后的乘客走下电梯。电梯轿箱停在该楼层,等待下一个乘客的按钮指令。系统对于等待的时间有一定的限制,在时间限制之内又有乘客按下按钮,电梯则重复前面的动作,电梯轿箱仍按照指令上升或下降到指定楼层，到达后,电梯轿箱继续等待下一个乘客的按钮指令，在每次的等待中，如果等待时间超过限制,电梯轿箱会自动返回到大楼的第一层,在那里继续等待乘客。2．1 用例图 电梯系统用例图如下，主要包括用例、角色和关系。 用例图
乘客作为电梯里的角色，参与系统的5个用例,呼叫电梯、指定楼层、打开电梯门、关闭电梯门和拨打报警电话。工作人员参与接受报警的用例。 2.2 类图 类图对系统进行静态建模，静态图主要描述系统功能需求-系统给最终用户提供服务。类图描述一组类、接口和协作，及他们的关系。 类图 各类的详细声明如下： （1）Bｕttoｎ类 一个抽象类，电梯停或启动的指示器。 （2）E leｖatｏr＿ｂuttｏn
电梯内的人需要到达的楼层。 （3）B uilｄiｎｇ_buｔtｏn 处于某楼层的人需要进入电梯上行或下行的指示。 （4）ｈelp＿buｔton 紧急情况下的报警。 （5）cｏntrolor 用来控制电梯的上行、下行、关门、开门以及电梯调度工作等。 ＢStaｔe:电梯或楼层按钮的状态,若按下,则给控制器发送一个上行下行命令，否则,控制器控制电梯开门或停止。 ３.1建动态模型 ●用户A在3楼按上行按钮呼叫电梯，用户希望到7楼去 ●上行按钮指示灯亮 ●一部电梯到达3楼，电梯内的用户B已按下到9楼的按钮 ●上行按钮指示灯熄灭 ●电梯开门 ●用户A进入电梯 ●用户A按下电梯内到７楼的按钮 ●7楼按钮指示灯亮 ●电梯关门 ●电梯到达7楼 ●7楼按钮指示灯熄灭 ●电梯开门
第四章景观模型制作 第一节主要工具的使用方法 —、主要切割材料工具的使用方法 （—）美术刀 美术刀是常用的切割工具，一般的模型材料（纸板，航模板等易切割的材料）都可使用它来进行切割，它能胜任模型制作过程中，从粗糙的加工到惊喜的刻划等工作，是一种简便，结实，有多种用途的刀具。美术刀的道具可以伸缩自如，随时更换刀片;在细部制作时，在塑料板上进行划线，也可切割纸板，聚苯乙烯板等。具体使用时，因根据实际要剪裁的材料来选择刀具，例如，在切割木材时，木材越薄越软，刀具的刀刃也应该越薄。厚的刀刃会使木材变形。 使用方法：先在材料商画好线，用直尺护住要留下的部分，左手按住尺子，要适当用力（保证裁切时尺子不会歪斜），右手捂住美术刀的把柄，先沿划线处用刀尖从划线起点用力划向终点，反复几次，直到要切割的材料被切开。 （二）勾刀 勾刀是切割切割厚度小于10mm的有机玻璃板，ABS工程塑料版及其他塑料板材料的主要工具，也可以在塑料板上做出条纹状机理效果，也是一种美工工具。 使用方法：首先在要裁切的材料上划线，左手用按住尺子，护住要留下的部分，右手握住勾刀把柄，用刀尖沿线轻轻划一下，然后再用力度适中地沿着刚才的划痕反复划几下，直至切割到材料厚度的三分之二左右，再用手轻轻一掰，将其折断，每次勾的深度为0.3mm 左右。 （三）剪刀 模型制作中最常用的有两种刀：一种是直刃剪刀，适于剪裁大中型的纸材，在制作粗模型和剪裁大面积圆形时尤为有用；另外一种是弧形剪刀，适于剪裁薄片状物品和各种带圆形的细部。 （四）钢锯 主要用来切割金属、木质材料和塑料板材。 使用方法：锯材时要注意，起锯的好坏直接影响锯口的质量。为了锯口的凭证和整齐，握住锯柄的手指，应当挤住锯条的侧面，使锯条始终保持在正确的位置上，然后起锯。施力时要轻，往返的过程要短。起锯角度稍小于15°，然后逐渐将锯弓改至水平方向，快钜断时，用力要轻，以免伤到手臂。 （五）线锯 主要用来加工线性不规则的零部件。线锯有金属和竹工架两种，它可以在各种板材上任意锯割弧形。竹工架的制作是选用厚度适中的竹板，在竹板两端钉上小钉，然后将小钉弯折成小勾，再在另一端装上松紧旋钮，将锯丝两头的眼挂在竹板两端即可使用。 使用方法：使用时，先将要割锯的材料上所画的弧线内侧用钻头钻出洞，再将锯丝的一头穿过洞挂在另一段的小钉上，按照所画弧线内侧1左右进行锯割，锯割方向是斜向上下。 二、辅助工具及其使用方法 （一）钻床 是用来给模型打孔的设备。无论是在景观模型、景观模型还是在展示模型中，都会有很多的零部件需要镂空效果时，必须先要打孔。钻孔时，主要是依靠钻头与工件之间的相对运动来完成这个过程的。在具体的钻孔过程中，只有钻头在旋转，而被钻物体是静止不动的。 钻床分台式和立式两种。台式钻床是一种可以放在工台上操作的小型钻床，小巧、灵活，使
可拆装模型电梯机械结构设计 摘要：文章针对可拆装模型电梯机械结构设计中存在的问题进行全面分析，并 介绍了科学设计可拆装模型电梯机械结构的重要性，例如提升电梯的安全性能与 可靠性能，有效减少电梯出现运行故障的次数等，提出可拆装模型电梯机械结构 设计要点，以期为电梯专业学生或电梯维修人员进行拆装电梯模型实训提供理论 基础。 关键词：可拆装；电梯；机械结构；设计要点 引言 随着城市高层建筑工程数量的逐年增多，电梯成为居民日常生活中必不可少 的工具。为了保证电梯更加稳定地运行，延长电梯的使用寿命，加强可拆装模型 电梯机械结构设计至关重要。为此，应通过可拆装实物电梯模型的模拟设计、制造、装配、维修等，对机电类学生或工程技术人员进行有效培训，使之尽快上岗。 1科学设计可拆装模型电梯机械结构的重要性 合理设计可拆装模型电梯机械结构，能帮助电梯维修人员更好地了解电梯故 障原因，结合电梯结构特点，主动完成电梯的拆装。在进行可拆装模型电梯机械 结构设计时，设计人员需要合理编写PLC运行程序，并将该运行程序下载到电梯 内部，开展一系列测试，保证电梯结构更为安全、可靠。可拆装电梯结构专业模 型能帮助学生或电梯故障维修人员进一步了解电梯内部PLC电气控制系统的装配 特点，保证电气装配测试的结果更为准确，提高自身的故障处理能力。对电梯整 机进行科学调试，能保证电梯更好地投入日常使用[1]。 2可拆装模型电梯机械结构设计要点 2.1电梯井基础设计 2.1.1某老旧小区增设电梯井道基础 老旧住宅不管是砖混结构还是框架结构，增设电梯技术可行性大，仅需几平 米的电梯井通道空间。在不压缩原住宅空间的前提下，为避免损伤原房屋结构， 可通过在外围修建外挂电梯来解决，其中贴墙式外挂电梯居多，位置宜选在原楼 道进出口处，与原墙体距离一般设置在50cm以内。该类电梯井位置位于原房屋 基础外围且有一定距离，能够减少对房屋原基础的扰动；也可缩短新旧结构的连 接距离，保证稳固的连接效果。但缺点是该位置地下管线埋置较复杂，因此合理 的电梯井基础结构型式及最小的开挖深度，既可减少地下管线改造，也可降低造 价成本，应作为设计关键环节进行研究[2]。以某老旧小区七层住宅增设钢框架结 构外观电梯为例，其贴墙式外挂电梯井道地基基础底面标高设计在凿除风化严重 岩层后略低于原楼房基础深度，基础持力层设置在中风化岩层上，采用50cm厚 筏板基础。地坪线以下设置井道短墙，厚度25cm，井道短墙竖向主筋在基础内 锚固长度不小于40d，电梯井基础混凝土强度等级采用C35。根据施工过程监测 数据分析，在对原房屋基础进行有效防护的情况下，增设电梯基坑开挖及电梯井 施工对原房屋上部结构及地基基础无明显影响。 2.1.2电梯井基础连接形式关键设计 为增加基础上下连接效果，电梯钢框架柱与井道基础采用Q235锚栓刚接， 筏板基础底部设置C20梅花形布置剪力键,插入中风化岩层深度不小于1m。 2.2井道机架设计要点 设计人员在进行可拆装模型电梯机械结构设计时，做好井道机架设计工作至 关重要。井道机架是电梯机械零件的核心框架，能保证该模型的可靠运行，提升
1. 需求陈述 一个无人值守电梯的轿箱通常停放在大楼的第一层．当某楼层有乘客按下按钮，电梯轿箱便会按照指令上升到该楼层接乘客，然后按照乘客的指令升降到指定楼层，到达后的乘客走下电梯。电梯轿箱停在该楼层，等待下一个乘客的按钮指令。系统对于等待的时间有一定的限制，在时间限制之内又有乘客按下按钮，电梯则重复前面的动作，电梯轿箱仍按照指令上升或下降到指定楼层，到达后，电梯轿箱继续等待下一个乘客的按钮指令，在每次的等待中，如果等待时间超过限制，电梯轿箱会自动返回到大楼的第一层，在那里继续等待乘客。2.1 用例图 电梯系统用例图如下，主要包括用例、角色和关系。 用例图
乘客作为电梯里的角色，参与系统的5个用例，呼叫电梯、指定楼层、打开电梯门、关闭电梯门和拨打报警电话。工作人员参与接受报警的用例。 2.2 类图 类图对系统进行静态建模，静态图主要描述系统功能需求-系统给最终用户提供服务。类图描述一组类、接口和协作，及他们的关系。 类图 各类的详细声明如下： （1）B utton类 一个抽象类，电梯停或启动的指示器。 （2）E levator_button
电梯内的人需要到达的楼层。 （3）B uilding_button 处于某楼层的人需要进入电梯上行或下行的指示。 （4）h elp_button 紧急情况下的报警。 （5）c ontrolor 用来控制电梯的上行、下行、关门、开门以及电梯调度工作等。BState:电梯或楼层按钮的状态，若按下，则给控制器发送一个上行下行命令，否则，控制器控制电梯开门或停止。 3.1建动态模型 ●用户A在3楼按上行按钮呼叫电梯，用户希望到7楼去 ●上行按钮指示灯亮 ●一部电梯到达3楼，电梯内的用户B已按下到9楼的按钮 ●上行按钮指示灯熄灭 ●电梯开门 ●用户A进入电梯 ●用户A按下电梯内到7楼的按钮 ●7楼按钮指示灯亮 ●电梯关门 ●电梯到达7楼 ●7楼按钮指示灯熄灭 ●电梯开门
《电梯模型》 教学目的： 1．使同学掌握电梯模型的硬件结构，对PLC的硬件设计方法具有一定的掌握。 2．使同学们掌握大型PLC程序的编制、调试方法。 3．使同学们掌握较复杂的PLC控制设备软件和硬件结合的设计、调试方法。 4．使同学们掌握PLC控制变频器进行交流调速的方法。 5．使同学们掌握PLC与触摸屏连接控制的方法。 6．使同学们掌握多台PLC之间利用PC-LINK技术进行数据交换的方法。 7．进一步巩固PLC中高速计数器的使用。 教学对象：2012年维修电工技师培训班 教学时间：2周 教学方式：理论讲解、实践动手、随堂指导、故障模拟 教学重点：PLC控制系统中软件与硬件结合的设计、调试方法 教学难点： 1．电梯的控制要求 2．触摸屏与PLC的连接以及控制 3．变频器与PLC的连接以及控制 4．多台PLC的PC-LINK数据交换技术 第一部分电梯的控制要求 利用PLC控制电梯是一种比较成熟的技术，在实际应用中有很广阔的市场。实际应用的电梯比较复杂，包括电气控制和机械方面，电梯模型主要是模拟实际电梯中的大部分电气控制。具体的电梯控制模型控制要求如下: 一、电梯具有两种运行模式：自动模式和手动模式（也叫消防模式）。 二、在手动模式（消防模式）下，电梯轿厢可以实现上行、下行、开门、关门等动作，并且可以随时停止，随时开关门。 三、在自动模式下，电梯的控制比较复杂，具体如下： 1．当由手动模式改为自动模式或者电梯在自动模式下通电时,电梯关闭轿厢门，然后自动下降，返回下基准位置进行原点定位。在此过程中，不响应任何呼叫信号。到达基准位置后，电梯可以接受呼叫信号，进入正常运行阶段。 2．当有外呼梯信号到来时，电梯去对应的楼层响应该呼梯信号。电梯轿厢响应某一个请求信号时，首先自动开门。如果有人按下关门按钮，轿厢将关门。如果没有人按下关门按钮，电梯轿厢门将延时一段时间后自动关门。 3．当有内呼梯信号到来时，电梯去对应的楼层响应该呼梯信号。 4．在电梯运行过程中，只响应经过楼层同方向的外呼梯信号，不响应经过楼层反向外呼梯信号。但如果某反向外呼梯信号前方再无其他内呼梯、外呼梯信号，则电梯响应该外呼梯信号。例如：电梯轿厢在一楼，将要运行到三楼，在此过程中可以响应二层向上外呼梯信号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时,如果电梯到达三层,如果四层没有任何呼梯信号,
徐州生物工程职业技术学院课程标准 课程名称：园林模型制作 适用专业：园林技术 学时数：44 学分： 4
园林模型制作课程标准 一课程基本理念 本课程为环境艺术设计专业的专业必修课程。通过训练提高学生的空间想象能力和表现能力，使学生了解建筑模型设计的基本知识；熟练掌握建筑模型的设计及制作方法。要求学生能够独立完成模型制作，并能通过模型来表达自己的设计思想。 二课程性质 《园林模型制作》是园林技术开设的一门专业课，该课程主要包括运用各种材料进行进行会展模型制作，通过学习让学生掌握会展模型制作的过程和方法，掌握设计软件和雕刻机的使用方法，以及熟悉各种模型制作的材料。 三课程目标 在教学中通过理论与实践的训练，使学生懂得学习模型制作的作用与意义，理解并掌握模型制作的基本原理和方法，提高学生对三维空间设计的形态、知识的理解和掌握，培养学生模型制作的基本原理与三维空间表现设计的能力，继而培养学生的创新意识和审美情趣，为专业设计的学习打下扎实的基础。 1.能力目标：模型材料特性、特质、规格的掌握；模型设计与制作基本原则的掌握；把握建筑展示各界面的图纸绘制要点；掌握不同材料的表现技法；掌握模型表面装饰处理技法。 2.知识目标：熟悉并灵活运用材料的选择与工具；能够常用材料的表现技法；能够结合创意绘制展示平面、立面图；能够应用材料制作出合乎比例、形态优美的展示空间；能够利用模型的涂饰工艺进行展示表面装饰处理。 3.情感和态度目标：客户沟通能力；审美表现力；环保、节约意识的养成；团队协调能力；实践动手操作能力。 四设计思路 本课程的总体设计思路是，打破传统学科课程以知识为主线构建知识体系的设计思路，采用以项目操作的实际工作任务为引领，通过任务整合相关知识和技能来设计该课程。 本课程的相关工作任务是通过构想、草图、效果图、制作模型等手段来展示成果，模型更是表现空间设计的直接手段。通过本课的学习掌握模型在设计活动中的作用与意义，及其制作的正确方法和过程。在实践过程中培养独立思维，提出问题和解决问题的能力。为更深入的研究所设计空间提供新的途径和构思表现的方法，为设计的推敲与完善提供技术支持。 本课程教学活动的设计，以培养学生动手操作能力为主线，从而提高学生的直观感受力及创新设计能力。 五、内容纲要 （一）理论教学要求 第一章概述 学习目的要求：对模型概念进行阐述，使学生在理解概念的基础上了解模型的类型及功能作用，掌握模型的基本知识。 课程内容要点：使学生把握课程中模型设计的范畴，定位在设计、表现类模型上；深入理解地形学模型的基本知识。
模拟电梯模型 一、任务 设计并制作一个电梯控制模型。示意图如图1所示。 图1中：电梯间竖井模型部分可由有机玻璃粘成无上盖板的六面体ABCDEFGH，高度AE为1.2m；电梯轿厢模型J通过滑轮悬挂并由电动机M牵引，可在电梯间竖井模型的空间内上下运动。电梯间竖井模型间隔均为24cm自下向上分成5层，其楼层编号如图1所示。（其中1.2m和24cm可以跟往年一样） 二、要求： 基本要求： 1. 当某层有呼叫并有呼叫信号显示时，轿厢模型作相应的运动，并准确平 层，平层的位置误差小于等于5mm。平层结束时给出提示信号。 2. 当有多层呼叫时，轿厢模型将按说明中的电梯模型运行规则作相应的运 动，并依次在呼叫的楼层停留2～7秒； 3. 能显示轿厢模型当前到达的楼层编号和电梯目前运行方向。 4.增设模拟轿厢内表示乘客欲到达层数的按钮，轿厢模型将按照电梯模型 运行规则作相应的运动。 扩展要求： 1. 运行速度不受载重影响，保持匀速。
2. 快、中、慢三种电梯运行速度（可用时间代替，但是都要求能明显区别开） 并且不受载重影响。 3. 增设可以延长和缩短轿厢楼层停留时间的按钮（用于延长开门时间或缩短开 门时间） 4.停电时紧急操作。当市电电网停电时，用备用电源将电梯运行到最近楼层待 机不响应呼叫并开门。 5.高峰运行限制。在上班高峰期上行不响应；下班高峰期下行不响应；其他时 段上行下行都响应。所有时段无响应一段时间（时间长短自己定义）后均自动返回基层。 6.采用适当的人机界面（如采用触摸屏、语音辨识等），使界面与用户的交互 性良好，操作简易，运行迅速，适合各类人群。 7.提供维修人员管理操作模式，即提供管理人员的身份认定系统，并在管理人 员身份认定正确后，管理人员能修改电梯运行参数，如修改轿厢运行速度、增减合法用户等等。 8.其他创新功能 三、题目要求的说明 1、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。 2、关键电路版（不包括最小核心板以及相关发射板）必须是自行制作的模 块，功能电路板安装位置不限。 3、电子版论文必须附完整的程序代码、电路原理图（SchDoc格式生成的 图片）、PCB文件（图片）、元器件清单（BOM表格式，应包含元件值、 封装、型号等）等相关文件； 4、电梯竖井间部分也可简化，由一垂直平面代替，如图2所示。 5、平层的要求是以轿厢模型J的底平面（或自定标志）与表示楼层的标志 线平齐。 6、要有措施保证平层过程中轿厢模型J移动方向保持不变。 7、要有措施保证轿厢模型J起动、停止时不出现震荡。 8、关于电梯模型运行规则的说明：
一、四层电梯实训模型（不含PLC） 一、概述： 电梯为微型四层电梯模型，基本具备实际电梯的所有功能。具有轿厢的升降和轿厢门的开与关功能的拖动系统，可采集现场的各种信号，如内选按钮信号、外选按钮信号、平层、限位信号、厢门限位信号，实现各种方式下电梯运行的逻辑控制功能。可作为PLC、单片机的被控对象使用。具有性能可靠、运行平稳、 操作简单、能耗低和便于实训教学。 二、系统功能要求 该系统要求将PLC、传感器应用、位置控制、复杂的开关量控制、时序逻辑控制有机结合成一体的教学装置。适合于楼宇自动化、机电一体化等专业的相关实验课程。要求能满足各高等院校所开设的《楼宇电梯系统运行管理与维护》、《现代电梯控制技术》等多个专业课程的主要实验项目，适合学生进行PLC实验、毕业设计和课程设计。 三、系统具体参数要求 大小尺寸：长：380mm；宽：270mm；高:600mm
输入电源：单相三线AC220V±10% 工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m 装置容量：＜2000VA 安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准 四、系统配置要求 1、实验装置能够进行电梯轿厢升降和电梯门开关两组控制，且可以结合起来进行实验。轿厢升降和电梯门开关由两个直流电机分别控制。每层电梯门旁都装有呼叫电梯上下行的按钮，轿厢内有1至4层的内部选择按钮和开关门按钮，轿厢运行的井道内装有楼层定位行程开关，电梯门两侧有开关门定位行程开关。 2、系统选用了按钮功能与指示灯功能合一的高级发光按钮，按钮信号与指示灯信号能够分别控制。其中，开门关门按钮是与指示灯相关联的，按钮按下的同时指示灯发光，按钮弹起指示灯熄灭。 3、PLC输入信号有6个外部呼叫按钮信号、4个内部选择按钮信号、4个楼层定位信号、2个内部开关门按钮信号和2个开关门定位信号共18个； 4、PLC输出信号有2个升降控制信号、2个开关门控制信号、6个外呼指示灯信号和4个箭头指示灯信号4个数码管楼层显示试试共18个。 5、为防止电机越位运行发生故障，系统设计了硬件保护电路。只要轿厢碰到一楼的行程开关，升降电机电源即刻便被切断，电梯停止下降，但上升运行功能不受影响；若轿厢碰到四楼的行程开关，电机即刻断电使电梯停止上升，同时不影响电梯下降。开关门运行系统也具有此硬件保护功能 6、模型主体采用铝合金和有机玻璃材料制作，结实美观，透明性好，便于观察内部结构及实验动作。 二、带传动控制实训装置
文件编号：GD/FS-7200 （方案范本系列） 园林模型制作大赛活动策 划书详细版 The Common Structure Of The Specific Plan For Daily Work Includes The Expected Objectives, Implementation Steps, Implementation Measures, Specific Requirements And Other Items. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
园林模型制作大赛活动策划书详细 版 提示语：本方案文件适合使用于日常进行工作的具体计划或对某一问题制定规划，常见结构包含预期目标、实施步骤、实施措施、具体要求等项目。文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 一、活动主题：园林模型制作大赛 二、活动目的：为丰富学生文化生活，充分发挥学生的动手和创作才能，培养团队协作意识和交流互动能力，让每位精心细致、勇于创新的同学充分展现实践才华。同时唤起各位参赛者对于校园及周边环境的的关注，倡导每位参赛者投身到校园建设中来。新农科技社园林园艺部特此举办园林模型制作大赛活动。 三、主办单位：新农科技社园林园艺部 四、活动时间：4月10日——5月10日 五、活动对象：全体同学
六、活动地点东校区新农办公室 七、活动流程： （一）准备阶段： 1.活动宣传：以张贴通知、制作展板、挂条幅，同时在新农之声上广播等方式宣传，确保活动开始前能宣传到校园的角角落落，让更多的人参与到活动当中来。 2.张贴模型制作要求，及评分标准，让各位参赛者有据可依。 3.请外联部为本次活动的举办的顺利举办拉赞助商。 （二）实施阶段： 1.要求新农各部门（园林园艺部除外）各出一份作品，于新农办公室统一制作。各部限时三天内确立作品立意，及作品所需材料，上
电梯模型设计报告 学院：自动化学院 队名：xxx 队员：xxx 日期：2009.11.20
一、概述 电梯模型以51为核心处理器，步进电机为控制电机，用L298N 搭建驱动电机模块，结合光电传感器实现对电梯的上升，下降，准确平层各种运行方式的控制。利用矩阵键盘、ISD1760语音芯片，数码管等各种功能模块实现电梯的扩展功能及人机交互功能。 二、方案论证 方案一：直流伺服电机+光电传感控制方式。 优点：直流电机速度可以平滑调节，自带编码盘可以记录电梯运行位移，速度调节范围大。 缺点：用编码盘测量位移误差较大，对CPU运算处理要求较高而且直流电机运行时带有一定惯性，对平层带来较大难度。 方案二：步进电机+光电传感控制。 优点：步进电机可以用脉冲方式控制轿厢位移，配合光电传感模块可以准确实现轿厢平层；步进电机为输入脉冲时，电机可以卡死不发生转动，使得电梯在楼层处安全停止，等待相应操作。 缺点：步进电机转速较慢，速度控制要通过该变脉冲频率来调节，控制电路要求较高。 由于本作品为电梯模型，速度要求不高，通过单片机可以方便输出电机所需脉冲，配合L298芯片可以实现对步进电机的完美控制，
所以我们选择方案二。 三、详细设计方案 1.楼层模型设计 电梯模型采用易于加工的木材，选用1.2米长的木板作为模拟楼层，底座用三角架固定，确保电梯运行过程不会出现模型摇动现象。电梯轨道处拉两根铁丝作为电梯导轨，保障电梯的运动轨迹。 轿厢用纸盒模拟代替，盒子敞开一面，可以放入物品，模拟乘客进出电梯。 2.驱动电路模块 控制电机选用四相步进电机，步进角为1.8度。步进电机可以通过直流斩波改变顺序控制电机正反传，51单片机的定时/计数器可以模拟输出4路直流斩波，通过步进电机驱动电路控制步进电机。 驱动电路以L298N驱动芯片为核心部件，L298N芯片的电平电压与51单片机兼容，驱动电压可达50V完全可以驱动电梯模型所用控制电机。驱动电路如下图：
《园林景观模型设计与制作》教案分析 《园林景观模型设计与制作》教案分析 第一部分课程简介一、课程的性质和教学目标以基础理论为指导，以实践为主相的主干课程，专业必修课。本课程在园林建筑设计初步、园林制图与识图等相关基础课的基础上通过建筑模型将设计想法直观的表现出来，使学生在建筑模型制作的过程中，进一步掌握建筑及园林景观的空间感和尺度感，对园林景观建筑设计有一个全面直观的掌握。通过学习和模型制作，使学生能够将设计直观的表现出来，提高学生对园林景观的认识和设计水平。二、职业知识内容模型的用途，模型制作的要求，材料选择，色彩搭配，形体组合知识，园林建筑单体模型，景观造型模型，规划模型和环境绿化模型的制作。三、职业行动能力掌握建筑及园林景观的空间感和尺度感，从材料选择，色彩搭配，形体组合等方面，使学生全面掌握建筑模型制作的技法，具有建筑单体模型，景观造型模型，规划模型和环境绿化模型制作的能力。四、先修课程及后续课程先修课程：造型基础素描色彩、园林制图与识图、园林建筑设计初步。 第二部分课程教学总体安排一、学时及学时分配课程总学时：36学时，讲授：18学时，实践：18学时二、推荐教材及要求（一）教材《建筑模型制作》，郭红蕾、阳虹、师嘉、杨君编著，中国建筑工业出版社；（二）参考书《建筑模型设计与制作》，郎世奇编，中国建筑工业出版社；《展示设计》，蒋尚文、莫钧，中南大学出版社；《建筑模型制作》，沃尔夫冈?科诺、马丁?黑辛格尔，大连理工大学出版社 三、开设本课程需要的教学环境、设备条件及学生基础条件的说明多媒体设施的教室和较宽敞的有制作工具桌的教室。基本工具：界刀，切圆器，45度切割刀，U胶，切割板，剪刀，尺子，乳胶，双面胶。接着介绍一下基本材料：各色卡纸，KT板，航模木板，塑料棒，透明胶片，磨砂胶片，人，草屑，色纸，树，粘土，丙烯颜料。 四、考核本教学大纲所规定的教学内容和教学要求，是考核的唯一依据；在理论教学，实践教学的基础上，学生须完成平时作业；重点考核三维设计和图像处理技术常用的基本操作、技术和方法。（一）
问题背景： 现代高层商务楼中一般都配套了多台电梯，因此如何安排好各台电梯的运行方式，既能保证大楼内各公司员工的正常工作和出行，又能降低能耗，节约成本，是大楼物业管理中的重要内容之一。在一般高层商务楼中，经常采用的是分层次或单双层的运行方式，或者某部电梯直达某高层以上的方法，试从节约能源和尽力满足客户需求这两个角度，具体评价这些方案的优劣。 实际问题探讨 现有一商务楼，层高25层，每层的员工数在220-260之间，员工上班时间均为上午9时至下午17：30分。大楼内有客用电梯6台，另有一台消防电梯。电梯运行速度大约为1.7m /s，大楼的层高为3.2m（装修以后的，装修前为4.1m ），试建立一个合适的电梯运行方案（包括闲时和忙碌时），使尽可能降低能耗但又不至于使用户有较大的不舒服。若大楼另有两层底下车库，方案该做如何调整？ 摘要：本文针对高层商务楼中的电梯运行管理方案设计问题，分析了影响电梯耗能和用户满意度的主要因素，运用规划论和计算机仿真的方法，分别给出了忙碌时和空闲时的电梯运行方案以及有地下车库时的改进方案，并对运行方案做出定量的实例分析。在评价指标的选择上，我们充分考虑到了指标的全面性、独立性和易获取性。在优化模型的求解中，给出动态规划算法，大大降低了计算复杂性。 针对问题（1）：我们以乘客的平均侯梯时间、平均乘梯时间，电梯运行时间，总的运行距离，总的电梯停靠次数作为衡量电梯耗能和乘客满意度的主要指标，同时还结合最长侯梯时间以保证单个乘客的侯梯时间不会太长。 针对问题（2）：在上行高峰的条件下对电梯随机、单双层和分区运行3 种方式进行优劣比较，以电梯运行时间和电梯停靠耗能作为其评价指标，以“电梯运行周期与运行总时间之比
可拆装模型电梯机械结构设计 * 解 伟 （黑龙江东方学院，黑龙江 哈尔滨 150066） 摘 要：文章针对可拆装模型电梯机械结构设计中存在的问题进行全面分析，并介绍了科学设计可拆装模型电梯机械结构的重要性，例如提升电梯的安全性能与可靠性能，有效减少电梯出现运行故障的次数等，提出可拆装模型电梯机械结构设计要点，以期为电梯专业学生或电梯维修人员进行拆装电梯模型实训提供理论基础。关键词：可拆装；电梯；机械结构；设计要点中图分类号：TU857 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）10-0003-01 ——————————————基金项目： 基于PLC 控制的实训电梯模型设计与制造（HDFHX170109）作者简介： 解伟（1985—），男，黑龙江哈尔滨人，本科，工程师， 研究方向：机械制造。 随着城市高层建筑工程数量的逐年增多，电梯成为居民日常生活中必不可少的工具。为了保证电梯更加稳定地运行，延长电梯的使用寿命，加强可拆装模型电梯机械结构设计至关重要。为此，应通过可拆装实物电梯模型的模拟设计、制造、装配、维修等，对机电类学生或工程技术人员进行有效培训，使之尽快上岗。 1 科学设计可拆装模型电梯机械结构的重要性 合理设计可拆装模型电梯机械结构，能帮助电梯维修人员更好地了解电梯故障原因，结合电梯结构特点，主动完成电梯的拆装。在进行可拆装模型电梯机械结构设计时，设计人员需要合理编写PLC 运行程序，并将该运行程序下载到电梯内部，开展一系列测试，保证电梯结构更为安全、可靠。 可拆装电梯结构专业模型能帮助学生或电梯故障维修人员设计人员在进行可拆装模型电梯机械结构设计时，做好井道机架设计工作至关重要。井道机架是电梯机械零件的核心框架，能保证该模型的可靠运行，提升电梯的安全性能，也可以为其他部件的安装提供便利。设计者在设计电梯井道机架时，要结合其功能特点和电梯的具体运行条件，合理设计井道机架截面尺寸，并利用紧固装置，保证机架的各个连接部位更加安全。2.2 导向系统设计要点 电梯内部的导向系统具有良好的导向作用，为保证该系统的导向作用得到更好的发挥，针对电梯运行中的轿厢移动实施科学控制，保证轿厢能在设定的导轨支撑下进行升降运动，使电梯可靠运行。 设计人员在进行可拆装模型电梯机械结构导向系统设计时，要根据导向系统的各项功能特征将其设计成可以调节的形式，在满足结构安装精度的条件下，结合具体的安装情况，做好相应的调整工作，尤其是支架与导轨之间的间隙要合理。2.3 曳引系统设计要点 曳引系统不但能为电梯提供充足的动力，而且能保证电梯安全、可靠地运行。在设计电梯曳引系统的过程中，设计人员要了解系统的功能，尽可能选择各性能较好的曳引机，选择强度与韧性较好的钢丝绳索，并结合曳引电机与钢丝绳之间的联系，做好相应的设置工作。 在可拆装模型电梯运行过程中，曳引机的额定载重要合理，以满足有关技术指标要求。对设计人员来讲，要对钢丝绳的各项性能进行科学评估，做好钢板焊接工作，保证可拆装模型电梯机械结构设计更为科学[1]。2.4 轿厢系统设计要点 在进行轿厢系统设计工作时，设计人员要关注以下几点：1）明确轿厢与轿壁的特点，做好相应的设置工作，合理使用立柱与拉条。 2）结合电梯运行过程中轿厢具体的移动方向，进行科学调整，让轿厢在井道内部保持水平、稳定运行。 3）加强轿厢系统安全钳设置，保持安全钳的可靠运行。2.5 门系统设计要点 在可拆装模型电梯机械结构中，门系统主要由三部分组成，分别是层门、轿门与开关门。电梯门主要由厚度2mm 的不锈钢板制作而成，为了保证门具备良好的强度与刚度，设计人员需要在门背面设置强度较好的钢筋。为了减小门在运行过程中出现的噪音，门板背面需要涂一层防震材料。 在进行门系统设计时，设计人员要明确门滑块的各项性能，尽可能采用直流电机作为核心电动机，并合理控制直流电机的运行速率。根据电梯的安全运行需求，合理设置层门与轿门的尺寸。 2.6 安全保护系统设计要点 在可拆装模型电梯机械结构安全保护系统中，设计人员要明确系统运行特点。该系统中的组件比较多，例如缓冲器与限速器等，设计者要结合安全保护系统的运行状况，加强限速器设计，进一步提升电梯的安全性能[2-4]。 3 结束语 对可拆装模型电梯机械结构井道机架、导向系统、曳引系统、轿厢系统、门系统、安全保护系统进行科学设计，不仅能保证可拆装专业模型电梯机械结构更为稳定，而且使机电类专业学生或维修服务人员得到了有效锻炼，提高了实践技术水平。参考文献： [1]卫小兵,陈剑锋,王敏星,等.电梯制动器机械装置提起(或释放) 验证的研究[J].中国安全生产科学技术,2019,15(2):187-192.[2]毕陈帅,戴光宇,周蕊.对准特种设备安全监管空白的思考:以准 电梯、准起重机械和准游乐设施为例[J].中国电梯,2019(2):21-25.[3]张书,夏龙军.可拆装专业模型电梯机械结构设计[J].机械研究与应用,2014,27(6):159-161.[4]姚胜昶.可拆装专业模型电梯机械结构设计的研究[J].中国设备工 程,2017(22):147-149. （收稿日期：2019-5-2）
电梯控制模型 一、任务 设计并制作一个电梯控制模型。示意图如下图所示。 1、电梯竖井模型部分至少一 面由有机玻璃粘成无上盖板的方 形柱体（有机玻璃面作为可视窗 口），或简化为由一垂直有机玻 璃平面（见说明），有机玻璃面 每隔20cm应画出表示楼层底平面 的标志线（标志线宽度≤ 3mm），自下向上共分成5层， 竖井高度为1.2M； 2、电梯桥厢模型通过滑轮悬 挂，并由电动机牵引，可在电梯 竖井模型的空间内上下运动。桥 厢模型的底平面应画一条标志线 （标志线宽度≤3mm），桥厢模 型高度20cm左右。 二、要求： 1、基本要求： （1）当某层有呼叫（某楼层呼叫或模拟桥厢内呼叫）时，须有相应楼层呼叫指示灯信号亮，桥厢模型开始作相应的运动时，呼叫指示灯熄灭，并准确平层，平层的位置误差≤10mm。要求平均每层运行时间不超过5秒，平层结束时给出一种提示信号。 （2）当有多层呼叫时，桥厢模型将按说明中的电梯模型运行规则作相应的运动，并依次在呼叫的楼层停留5秒，并须有数字显示以秒为单位显示停留的时间。 （3）用绿色LED表示关门，红色LED表示开门；平层结束时红色LED亮，停留5秒绿色LED亮，红色LED熄灭；桥厢模型运行时必须绿色LED亮，红色LED熄灭。 （3）能自动记录、显示桥厢模型当前到达的楼层编号。 （4）在桥厢模型重量为250克的条件下，从1层到5层和从5层到1层的往返时间须相等，单程时间不超过12秒，往、返时间之差不大于1秒，并自动记录、显示运行时间。 2、发挥部分： （1）要求桥厢模型能够随意加载0～500克的重物，显示并存储该物体的重量，显示分辨率为1克，误差：≥±3%（加载重物的重量）。 （2）可以预置桥厢模型的额定负荷，当加载的物体超过预置值时，将发出一种超重报警信号。 （3）桥厢到达每楼层有语音提示功能。 （4）其它。
设置月度数据MONTHLY>start date：2008M01>end date 2018M08 一，数据的季节调整（利用x-12进行季节性调整） 由于在建模时所选取的是宏观经济的月度数据，而月度数据容易受到季节因素的影 响，从而掩盖经济运行的客观规律，因此我们采用Census X13（功能时最强大的）调整方法对各个变量数据进行季节性调整。分别记做CPI’、FOOD’、HOUSE’、M2’、 VMI’。 时间序列按照时间次序排列的随机变量序列，任何时间序列经过合理的函数变换后都可以被认为由几个部分叠加而成。三个部分：趋势部分（T），季节部分（S） 和随机噪声部分（I）。常见的时间序列都是等间隔排列的。 时间序列调整各部分构成的基本模型 X t=T t++T t+I t对任何时刻有，E（I t）=0，Var（I t）=σ2加法模型 X t=T t*T t*I t对任何时刻有，E（I t）=1，Var（I t）=σ2加法模型 （1）判定一个数据序列究竟适合乘法模型还是加法模型，可考察其趋 势变化持性及季节变化的波动幅度。 （2）所谓季节调整就是按照上述两种模型将经济时间序列进行分解， 去掉季节项的序列成为调过序列。 对于时间序列而言是否存在整体趋势？如果是，趋势是显示持续存在还是显示将随时间而消逝？ 对于时间序列而言是否显示季节性变化？如果是，那么这种季节的波动是随时间而加剧还是持续稳定存在？ 对于时间序列的分解模型主要有加法模型和乘法模型。 加法模型适用于T、S、C相互独立的情形。 乘法模型适用于T、S、C相关的情形。由于时间序列分解的四大要素一般都存在相 互影响，因此大多数的经济数据都采用乘法模型进行季节性分解。 第一步：双击进行季节性调整的变量组CPI，proc >Seasonal Adjustment>x-12
设计要求: (1). 在1-- 8楼之间一次可输入多个任意楼层号连续控制电梯按指定楼层号顺序上升与下降.以上过程完成后可重新输入任意楼层号连续控制电梯按指定楼层号顺序上升与下降.只有按ESC键才退出程序返回DOS状态。例如: 1-3-5-7-6-4-2-1 (可观察教十楼电梯的实际运行情况). (2). 在1 -- 7 楼之间按任意顺序不连续控制电梯上升与下降. 按一次计算机键盘的上箭头电梯上升一楼,按一次计算机键盘的下箭头电梯下降一楼. (上箭头的ASCII码18H , 下箭头的ASCII码19H . ) (3). 在电梯上升与下降过程中,要显示出1--7 楼之间所要到达的楼层数,同时还要用箭头显示电梯是上升状态还是下降状态. (4). 电梯运行到指定楼层后,打开电梯门，然后关门继续运行. (5). 电梯运行时, 在任意时刻遇到紧急情况时应能实时中断电梯运行.也可以在任意时刻恢复电梯运行.(按A/a 键模拟中断发生,电梯停止运行.按B/b 键恢复电梯运行) (6). 在计算机屏幕上将电梯的平面模型改成三维立体模型. (7). 在电梯旁画一个小方块.这个小方块随电梯上升而上升,下降而下降.以增加电梯运行时的动感. (8). 电梯仿真软件运行时,应在计算机屏幕上详细说明其使用方法,以及本软件作者姓名和日期. 需求分析 此次课程设计我选择了题目一的电梯仿真程序作为自己的内容！上面的实验要求已经把设计要求说了很清楚了，我在这里再把要求分析一下。该程序需要满足的要求1）能在运行界面按楼层号实现电梯的上升下降，准确的停下来，开门关门，只有当按下ESC键是退出到DOS界面2）在键盘上按上升箭头键一次电梯上升一层，下降箭头键下降一层，这里我把上升箭头键改为c键下降箭头键改为d(ASCII为63H和64H)，因为上升箭头和下降箭头键试验时不能成功，但是用别的键都可以成功！！3）在电梯上升或者下降的是要用箭头显示其是上升还是下降状态4）电梯运行到目的楼层时要先开电梯门，然后合上5）在电梯运行过程中要是遇到紧急情况，在任意时刻要能中断电梯运行状态，然后能通过按键模拟的方式使其继续运行6）电梯在屏幕上显示了全部楼层8层，但是没有画出三维立体模型7）需要在电梯旁边画上一个小方块，使其随着电梯一起运用，增加电梯的动感8）在电梯软件运行时，能在计算机屏幕上显示器使用方法及软件作者名称和日期！！ 设计思想 设计思想就是采用模块化编程，分别实现每个小的功能的子程序，然后把各个小得子程序拼接而成具备各种需求功能的电梯软件。1）首先就是画出八层的楼房built，包括上顶、中间的电梯框、下面的地板。其实在这一块看似很简单的模块中耗费了我大量的精力，事实上到现在我也不知道为什么会是那样的结果，当时最开始用的通用寄存器来编程序传值，但是老是只能显示五层当CX=5或者5一下的时候能显示正常，但是一旦显示CX=8时也是能显示5层，后来用的存储器来传值才把这八层完整的显示出来。2）门的开关open和close，最开始我准备用画横的宏来实现，但是后来我给否决了，感觉不如用画竖的宏来的简单，开门就用黑色的线来覆盖以前有颜色的线；关门就是用有颜色的线来画一条一条的线来给我们的视觉觉得是慢慢的关的！3）实现电梯的上升和下降raise和down子程序，其实编写这两
太原工业学院数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了太原工业学院数学建模竞赛的竞赛规则与赛场纪律。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛的题目是（从A/B/C中选择一项填写）：A ［注］答卷评阅前由主办单位将论文第一页取下保存，同时在第一页和第二页建立“评阅 编号。 日期：2011 年5_月22 日
电梯调度方案问题 摘要 本文的目的是设计电梯控制的优化调度模型以解决师生等待时间长的问题。 前期准备阶段通过对教学主楼电梯的运行情况和学生使用电梯的情况进测量、调 查研究，得到建立模型的相关数据。通过对实际情况作合理假设，将问题归结为：（一）减少师生等待电梯、乘坐电梯以及爬行楼梯所需的时间； （二）使电梯的能量损耗尽可能小。综合以上两种因素建立出合理模型，制定出优化调度方案。 模型I对以上三项指标进行综合考虑，将等待电梯时间Ti 1,乘坐电梯时间Ti2,爬行楼梯时间T i 3按照一定比例量化，对目标函数T（C1, c 2,... c k）利用Visual C++面向对象程序设计语言进行枚举求解，穷尽各种情况，取得最优解。而模型U是对模型I的改进与完善，并将电梯能量损耗E k作为目标函数 s G,C2,llb k的一部分，求解出1号电梯在第8，10层停靠，2号电梯在第7, 9层停靠的结果。此结果基本上能够使师生的不满意度达到最小，同时保证电梯的能 耗相对较小。 我们认为，本文的模型假设简单但合乎情理，利用Visual C++面向对象程 序设计语言，对各种情况进行枚举，所得到的结果具有科学性。在模型讨论与分析阶段中，本文根据实际情况对电梯的优化调度方案进行理论剖析，并对极端情 况进行分解。从数据处理方面，本文给出了模型参数灵敏度分析，提高结果的可信度。如果要考虑更复杂的情况，该模型也可以对假设和其他各方面进行改进， 容易进行推广。因此这是一个比较理想的优化模型