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一、项目背景随着城市化进程的加快，电梯已成为现代建筑中不可或缺的设施。
为了让学生更好地理解电梯的工作原理，培养他们的实践操作能力，我们设计了这款教学版电梯模型。
二、设计目标1. 帮助学生理解电梯的基本工作原理；2. 培养学生的动手能力和创新意识；3. 提高学生对电梯安全知识的认识；4. 激发学生对自动化控制技术的兴趣。
三、设计方案1. 模型结构（1）框架结构：采用轻质金属框架，保证模型的稳定性和耐用性。
（2）轿厢：模拟真实电梯轿厢，内部空间可根据需求进行调整。
（3）井道：模拟真实电梯井道，采用透明材料，便于观察电梯内部结构。
（4）对重：模拟真实电梯对重，保证电梯运行平稳。
2. 控制系统（1）主控制器：采用PLC（可编程逻辑控制器）作为主控制器，实现电梯运行的逻辑控制。
（2）传感器：配备多种传感器，如光电传感器、限位开关等，实时监测电梯运行状态。
（3）驱动系统：采用步进电机或伺服电机作为电梯驱动，实现电梯的垂直运动。
3. 功能模块（1）楼层显示：采用LCD显示屏，显示当前楼层和目标楼层。
（2）按钮控制：设置楼层按钮，实现电梯的上下运动。
（3）故障模拟：模拟电梯故障，让学生了解电梯故障处理方法。
（4）语音提示：配备语音提示模块，对电梯运行状态进行提示。
4. 安全保护（1）急停按钮：设置紧急停止按钮，确保在紧急情况下能够迅速停止电梯。
（2）超载保护：设置超载保护装置，防止电梯超载运行。
（3）门机保护：设置门机保护装置，防止门机故障导致电梯安全事故。
四、实施步骤1. 设计阶段：完成电梯模型的整体设计，包括结构、控制系统、功能模块和安全保护等方面。
2. 制作阶段：根据设计方案，进行电梯模型的制作，包括框架、轿厢、井道、对重、传感器、驱动系统等。
3. 调试阶段：对电梯模型进行调试，确保各部分功能正常，运行稳定。
4. 教学应用：将电梯模型应用于教学，让学生通过实践操作，掌握电梯的工作原理和操作方法。
五、总结本教学版电梯模型设计方案旨在为学生提供一种直观、易懂的电梯教学工具，帮助学生更好地理解电梯工作原理，提高他们的实践操作能力。
电梯模拟c语言课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握C语言的基本语法，包括变量定义、数据类型、运算符和表达式。
2. 使学生了解电梯运行原理，运用C语言实现电梯的模拟控制。
3. 帮助学生掌握程序流程控制，包括顺序结构、分支结构和循环结构。
技能目标：1. 培养学生运用C语言编写程序的能力，实现电梯的楼层显示、上下行控制等功能。
2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，通过编程解决电梯运行中的实际问题。
3. 培养学生团队合作精神，共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机编程的兴趣，提高学习积极性。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的编程习惯。
3. 增强学生对电梯等现代交通工具的原理认识，提高科技创新意识。
本课程针对高中年级学生，结合C语言课程内容，以电梯模拟为载体，使学生将所学知识应用于实际场景。
课程注重培养学生的编程能力和实际问题解决能力，同时注重团队合作和情感态度的培养，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得全面发展。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成电梯模拟程序的设计与实现，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. C语言基础回顾：变量定义、数据类型、运算符和表达式。
2. 程序流程控制：顺序结构、分支结构（if语句、switch语句）、循环结构（for循环、while循环）。
3. 电梯运行原理：电梯的基本结构、运行模式、楼层显示、上下行控制。
4. 函数与模块化编程：函数定义、调用、参数传递；模块化编程思想。
5. 数组与字符串：一维数组、二维数组；字符串的基本操作。
6. 指针与动态内存分配：指针的概念、使用方法；动态内存分配函数。
7. 结构体与文件操作：结构体的定义、使用；文件读写操作。
教学内容安排和进度：1. 第一周：C语言基础回顾，程序流程控制。
2. 第二周：电梯运行原理，函数与模块化编程。
3. 第三周：数组与字符串，指针与动态内存分配。
4. 第四周：结构体与文件操作，综合实践。
一、项目背景随着城市化进程的加快，电梯已经成为现代建筑中不可或缺的设施。
为了提高学生对电梯工作原理的理解，培养其创新思维和动手能力，我们设计了一套教学电梯模型。
该模型以实物电梯为原型，结合现代教育理念，旨在为学生提供一个直观、生动、互动的学习环境。
二、设计目标1. 使学生了解电梯的基本结构和工作原理；2. 培养学生的动手能力和创新思维；3. 提高学生对电梯安全性的认识；4. 激发学生对电梯技术的兴趣。
三、设计原则1. 实用性：模型应能真实反映电梯的结构和功能；2. 互动性：模型应具备一定的互动功能，让学生在操作过程中加深理解；3. 安全性：模型设计应考虑学生的安全，避免发生意外；4. 经济性：在满足教学需求的前提下，尽量降低成本。
四、设计方案1. 模型结构（1）轿厢：采用透明材料制作，便于观察内部结构；（2）轿厢门：模拟真实电梯门的开关过程，具备一定阻力；（3）对重：采用金属材质，模拟真实电梯对重的重量；（4）导轨：采用塑料材质，模拟真实电梯导轨的形状和作用；（5）电机：采用小型直流电机，模拟真实电梯电机的工作原理；（6）控制系统：采用简易的继电器电路，模拟真实电梯的控制系统。
2. 模型功能（1）电梯启动：学生通过按下启动按钮，电梯轿厢开始上升或下降；（2）楼层选择：学生可以通过楼层按钮选择到达楼层；（3）电梯门开关：模拟真实电梯门的开关过程；（4）紧急停止：在紧急情况下，学生可以按下紧急停止按钮，使电梯停止运行。
3. 教学内容（1）电梯的基本结构：轿厢、对重、导轨、电机、控制系统等；（2）电梯的工作原理：电机驱动轿厢上下运动，通过控制系统实现楼层选择和电梯门开关；（3）电梯的安全性：电梯的紧急停止、防夹人、防坠落等功能；（4）电梯技术的发展趋势：新能源、智能控制、物联网等。
五、总结本教学电梯模型设计方案旨在为学生提供一个直观、生动、互动的学习环境，帮助学生了解电梯的基本结构和工作原理，提高其动手能力和创新思维。
湄洲湾职业技术学院模拟电梯说明书系别：自动化工程系年级：10级专业：电气自动化技术姓名：学号：1001020244导师姓名：陈辉煌职称：讲师2013年 5 月26日1.前言 (1)2.系统设计计数参数要求 (2)3.系统设计 (3)3.1系统设计总体框图 (3)3.2 各模块原理说明 (3)3.3 系统总原理说明 (3)3.4系统设计原理图 (4)3.5系统的操作说明 (4)3.6 系统操作注意事项 (5)参考文献 (6)致谢词 (7)附录 (8)附录1 系统印刷电路板的制作图 (8)附录2 源程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..9附录3 元件清单 (14)随着现代高科技的发展，住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。
电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。
1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机，同年在纽约市马累特大厦安装成功。
随着建筑物规模越来越大，楼层也越来越高，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更高的要求。
由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。
采用这种控制线路,存在维护不便、运行寿命较短、容易出故障、占用空间大等缺点。
目前，由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。
可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。
但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。
基于51单片机模拟电梯控制系统简介本文档介绍了基于51单片机的模拟电梯控制系统。
电梯是现代建筑中不可或缺的交通工具，其安全性和运行效率直接影响到建筑的使用体验。
本文档将详细描述电梯控制系统的设计和实现过程，以及关键的技术细节。
系统架构硬件设计基于51单片机的模拟电梯控制系统的硬件设计主要包括以下几个模块：1.电梯控制板：该板包含了51单片机、电梯按钮、电梯状态显示器等组件，用于控制电梯的运行和状态显示。
2.电梯驱动器：该模块负责控制电梯的电机和门的开关，通过与电梯控制板的通信来实现电梯的运行控制。
3.按键模块：该模块用于接收用户输入的目标楼层，并将数据传输给电梯控制板。
4.故障检测模块：该模块用于检测电梯运行时的故障情况，并通过与电梯控制板的通信来报告故障信息。
软件设计电梯控制系统的软件设计主要包括以下几个部分：1.电梯控制算法：该算法用于根据用户输入的目标楼层和电梯当前的状态，确定电梯的运行方向和下一个停靠楼层。
2.状态机设计：该设计用于实现电梯的状态转换和运行控制。
通过状态机设计，可以实现电梯的顺序运行、停靠和开关门等功能。
3.中断处理程序：该程序用于处理硬件中断，包括接收用户输入的目标楼层和监测电梯的故障情况。
功能实现电梯运行控制通过电梯控制算法和状态机设计，可以实现电梯的运行控制。
电梯可以根据用户输入的目标楼层确定运行方向，并在到达目标楼层时停靠。
电梯状态显示电梯状态显示器可以显示电梯当前的楼层和运行状态，如上行、下行、停靠等。
通过电梯状态显示器，用户可以清楚地了解电梯的运行情况。
故障检测与报告电梯控制系统可以监测电梯的故障情况，如电机故障、门开关故障等。
一旦检测到故障，系统会通过显示器或其他方式向维护人员报告故障信息，以便及时修复。
基于51单片机的模拟电梯控制系统通过硬件设计和软件设计实现了电梯的运行控制、状态显示和故障检测等功能。
该系统可以提供安全、高效的电梯运行体验，为建筑的使用者提供便利。
五层电梯PLC控制系统及组态模拟设计一、本文概述随着现代工业技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在电梯控制系统中的应用越来越广泛。
PLC控制系统以其高可靠性、灵活性和易于维护的特点，成为电梯控制领域的首选方案。
本文旨在探讨五层电梯的PLC控制系统设计及其组态模拟，通过对系统的详细分析，为电梯控制系统的实际应用提供参考。
文章首先介绍了电梯控制系统的基本构成和原理，包括电梯的主要组成部分、控制逻辑以及安全要求等。
随后，详细阐述了PLC控制系统的设计过程，包括PLC的选型、输入输出模块的配置、控制程序的编写等。
在此基础上，文章进一步介绍了组态模拟的概念及其在电梯控制系统中的应用，通过构建虚拟的电梯运行环境，实现对电梯控制系统的模拟测试和性能评估。
本文还将探讨电梯控制系统的优化与改进，以提高系统的运行效率和安全性。
通过对电梯控制系统的深入研究和创新设计，可以推动电梯技术的持续发展，为人们的日常生活提供更加便捷、安全的垂直交通解决方案。
通过本文的阅读，读者可以全面了解五层电梯的PLC控制系统设计及组态模拟的相关知识，为从事电梯控制系统设计和维护的工程师提供有益的参考和借鉴。
本文也为电梯行业的技术进步和创新发展提供了有力的支持。
二、电梯控制系统基础知识电梯控制系统是电梯运行的核心部分，负责监控电梯的运行状态、处理乘客的指令、实现电梯的自动升降以及确保电梯的安全运行。
现代电梯的控制系统大多采用可编程逻辑控制器（PLC）作为核心控制单元，通过编程实现对电梯的精确控制。
电梯控制系统的基本构成包括输入设备、PLC控制器、输出设备以及通讯接口等部分。
输入设备包括各种传感器和按钮，用于检测电梯的当前状态以及接收乘客的指令；PLC控制器则根据接收到的信息进行逻辑运算，输出相应的控制信号；输出设备如电机驱动器、灯光控制器等则根据PLC的控制信号执行相应的动作；通讯接口则用于实现电梯与楼宇管理系统或其他设备之间的通讯。
模拟电梯的设计与实现
一、实验目的
1．了解电梯调度算法。
2．利用微机实验系统来模拟电梯。
3．进一步掌握微机接口的设计方法。
二、实验内容与要求
1．设计基本要求
用键盘、按钮、发光二极管和 LED显示单元来模拟电梯工作过程。
楼层设为 5 层，用键盘键入希望停的楼层， 5 个发光二极管显示希望停的楼层，LED指示电梯当前所在楼层，按钮用来启、停电梯。
电梯正常运行时以每 2 秒１层的速度上升或下降。
2．提高要求
设计几个按钮，模拟更多的电梯运行功能，如：
•直达按钮。
若按此按钮，电梯按直达方式运行，即对运行期间新键入的停靠楼层（即使是同方向未到楼层）亦不停，直达终点楼层；
•急停按钮。
电梯运行中，若按此按钮，则电梯立即停在下一到达的楼层；
•断电待修按钮。
按下该钮电梯不能工作，再按一下才能重新工作；
•其它功能按钮（由设计者自由发挥）。
三、实验报告要求
１．设计目的和内容
２．总体设计
３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明
４．软件设计框图及程序清单
５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）
四、电梯的工作方式
电梯工作按以下方式运行：
1．假设当前电梯停在某层（LED显示相应楼层，5个发光二极管全灭）。
键入数字键，如键入的数字与当前电梯停靠层相同，则什么也不做，若不同则相应楼层的发光二极管亮；电梯自动判别上升或下降（在运行过程中用八段码来显示楼层变化）一直到达希望停的楼层（八段码显示该楼层，相应LED 灭）。
2．假设当前电梯正在上升或下降运行（此时八段码显示楼层变化，LED 指示希望抵达的楼层），若键入新的希望停靠的楼层数字（相应的LED 亮），则对同方向（上升或下降）
未到的楼层能停靠，对其它情况则先停靠原先希望停的楼层，然后继续运行）。
如下几例：
1）设电梯当前在2层，向上运行，LED指示希望在4层停，此时若键入3，则电梯将在3楼停，然后继续运行至4层停；
2）同上情况，若键入的不是3而是5，则电梯将先停在4层，然后运行至5层停；
3）同上情况，若键入的不是3（或5），而是1，则电梯先停在4层，然后运行至１层停。
五、总体设计思路
本设计主要是利用微机应用实验平台来模拟电梯的运行，用到了平台上的一个非编码键盘、LED显示器、八段数码管等模块。
有5个楼层，需要用5个按键模拟电梯中的请求按钮，用5个按键模拟5个楼层每层向上请求的按钮，再用5个模拟5个楼层每层向下请求的按钮。
非编码键盘有16个键，可以用1-5号键模拟电梯内的按钮，用6-0号键模拟每层向上请求的按纽，A-E模拟每层向下请求的按纽。
当电梯静止状态时，无论外部哪一层有请求，电梯都由静止状态转入向上或向下运行的状态，直到到达请求的楼层；当电梯处于向上运行的状态时，此时高于该楼层向上的请求和内部请求级别最高，其次是所有楼层向下的请求，再次是低于该楼层向上的请求；当电梯处于向下运行的状态时则情况相反。
由于中断级别在随着电梯所处楼层的不同而变化，而且中断源比较多。
所以用每一个中断源直接和中断控制器相连，需要用到多个8259A级联，很不方便。
为解决这个问题，首先定义三个单字节变量REQ_U、REQ_D和REQ_IN分别存储电梯每一层向上、向下和内部的请求，每一个变量用低5位，每一位代表一层。
例如，REQ_U为00000110B，这代表在2层和3层有向上的请求。
8253定时器每隔20ms产生一次中断，中断程序便去执行扫描键盘，当扫描到有电梯内部或者外部按键时，将请求存储到变量中。
每到一个状态时再检查请求变量REQ_U、REQ_D和REQ_IN的值，根据电梯的运行方向和变量中的请求，来决定电梯下一步的运行。
设电梯的当前楼层为floor（floor=1~5），运行方向为dir（dir=0，向上；dir=1，向下），在电梯运行的工程中，用数码管输出floor值显示当前的楼层。
LED输出REQ_IN的值显示电梯内已经请求的楼层。
六、系统硬件电路设计
由于采用了PC机资源和微机实验平台，不需要其他的硬件电路。
利用了微机平台上的8253定时/计数器、8255并行接口单元、LED单元、非编码键盘、数码管显示单元等等。
系统结构框图，如图1所示。
图1 系统结构框图
主要的模块如下：
1．可编程定时/计数器8253
定时/计数器8253主要是用于定时20ms ，触发中断进行键盘扫描。
电路连线是CLOCK0接Q6，分频后频率为46875Hz ，OUT0接中断IRQ2，每20ms 中断一次，GATE0接5v 。
计数器的初值应该是3A9H 。
2．8255并行接口单元
8255主要是用于键盘的扫描和发光二极管的数据输出。
所以用8255A 口的低5位接5
个发光二极管，B 口低4位接非编码键盘的列线，高4位接键盘的行线。
3． LED 显示系统
虽然只用了1格LED 显示器，但为了数字更新更方便，主程序更加简单，故此系统选用动态显示方式。
由于系统的软件部分的运行时的核心程序是一直循环的，因此显示程序也是在循环过程中一直被调用，从而实时地被显示出来。
4．非编码键盘
本系统采用的是行反转法来扫描键盘的，调用键盘扫描的程序TESTKEY 后，程序中的变量KEY 的值就是按下的键的值，如果KEY 为0FFH 则表示无键盘输入，为0～15 则按照上往下从左往右的顺序分别代表每一个按键按下的信息。
不过此扫描程序没有考虑到多个按键同时按下的情况。
又因为模拟电梯的按键一般不会有两个按键同时按下的情况，所以，多个按键的情况可以不予考虑。
Q6 IRQ2
5V clk0 8253 GA TE0
OUT0 A 口 8255
B 口
C 口
LED 显示 模块
CS0 CS1 CS2 CS3
5个发光二极管 非编码键盘
片选
七、软件设计
本设计的软件设计的思路：通过软件编程使8253输出定时信号申请中断，在中断服务程序中扫描键盘，如果有按键，修改相应的变量位，并输出内部请求变量REQ_IN到发光二极管显示当前的内部请求楼层。
在主程序中，查询变量的值，根据电梯调度算法运行电梯。
1．主要设计模块
程序主要包括以下主要模块：键盘扫描程序、LED显示程序、电梯调度算法。
1)键盘扫描程序：采用的是行反转法来扫描键盘的，相应的程序设计请参考实验指导书上
实验3中的相关介绍。
2)LED显示程序：本设计只用到了一个LED，只要将floor转换为相应的段码。
先输出位
码，再输出段码，循环输出就可以动态显示。
为了循环的显示，将LED显示程序放在中断服务程序中。
相应的程序设计请参考实验指导书上实验3中的相关介绍。
3)电梯调度算法：在设计时将电梯一次从下到上视为一次运行（注意不一定从底层到顶
层），同理，电梯一次从上到下也视为一次运行（注意不一定从顶层到底层）。
当电梯向上运行时：
a)位于当前层以下的向上请求都被忽略留到下次向上运行时处理。
b)位于当前层以上的向上请求都被记录留到此次运行处理。
c)无论哪层的向下请求都被忽略留到下次向下运行时处理。
当电梯向下运行时：
a)位于当前层以上的向下请求都被忽略留到下次向下运行时处理。
b)位于当前层以下的向下请求都被记录留到此次运行处理。
c)无论哪层的向上请求都被忽略留到下次向上运行时处理。
2．程序流程图
1）主程序框图如图2
图2 主程序框图
2）中断服务程序框图如图3
图3 中断服务程序框图
3）电梯算法流程图如图4
其中，dir代表电梯的运行方向，0代表电梯向上运行，1代表向下运动。
设REQ_U(n)代表第n层向上的请求，同样，REQ_D(n) 代表第n层向下的请求，REQ_IN(n) 代表第n层内部的请求。
求next的方法为：电梯向上时，next为内部请求的最小值和向上请求的大于floor的最小值之间的小者。
电梯向下时，next为内部请求的最大值和向下请求中小于floor的最大值之间的大者。
没有满足要求的时返回0。
图4 电梯算法流程图。
