电梯实训教学模拟软件及考评系统

《电梯实训》课程教学大纲一、课程性质、目的和任务电梯是将机械原理应用，电气技术，微处理器技术，系统工程学，人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，是建筑物中的永久性垂直交通工具。

电梯的的智能化，自动化技术迅速发展，现代电梯的技术含量日益提高，在改善电梯性能的同时，对电梯的设计，管理和维护人员提出了更高的要求。

本课程结合中、高职教育培养目标，坚持“以就业为导向，以全面素质为基础，以能力为本位”的宗旨，加强课本内容与学生生活及现代社会和科技发展的联系，力求做到将深奥的知识浅显化，抽象的知识形象化，参考了国家及有关行业高级工，技师和高级技师的职业标准和职业技能鉴定规范，比较全面地对电梯的自动化控制技术中的可编程序控制技术、变频技术、伺服技术、传感器技术、变流技术进行了系统的面向实践的基础教育，课程的特点为：知识面较宽，起点较高，尢其注意理论联系实际；比较全面地介绍了自动化理论基础知识与技能的结合点，列举了一些实际案例，突出了实际生产操作中高、难技艺的论述，是一门现代技师教育的专业基础实训课程。

二、教学基本要求本课程内容以培养技能型人才为出发点，以各地中，高职教育教研成果为参考，以多年来中，高职学生对知识需求为标准，经过充分研讨与论证确定下来的技能型课程。

课程中所采用的教材是以电气自动化控制技术理论基础为框架，以生产工作实例为引线，进行知识点的编排和讲解，目的是使学生通过这门课程的学习，掌握电梯自动化控制系统的内部结构及工作原理；认识电梯发展各阶段的自动化控制的特点，重点掌握自动化电梯所采用的PLC，变频、传感器技术，懂得电梯的工作原理、维护和故障排除等方面的知识。

三、教学内容及要求第一讲：概述内容1.电梯的分类；2.电梯的规格与主要参数；3.电梯的组成部件；4.电梯的主要性能指标；5.电梯的安全技术简述。

要求了解各种电梯的分类，知道其特性、规格、主要参数与性能指标，熟悉电梯的基本构造和系统各部件的性能、特点、功能与作用、电梯的各类安全技术，掌握电梯的各种安全技术指标与性能参数对电控系统的要求。

电梯控制系统的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电梯控制系统的基本构成和原理，掌握电梯运行过程中涉及的关键技术。

2. 学生能够描述电梯控制系统中的传感器、执行器、控制单元等组件的作用及相互关系。

3. 学生了解电梯控制系统的安全规范和行业标准。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决电梯运行过程中可能出现的故障问题。

2. 学生通过小组合作，设计并搭建一个简单的电梯控制系统模型，提高动手实践能力。

3. 学生能够运用相关软件对电梯控制系统进行仿真测试，优化系统性能。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电梯控制系统，培养对现代智能交通系统的兴趣，提高科学素养。

2. 学生在课程学习中，树立安全意识，关注电梯乘坐安全问题，提高社会责任感。

3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。

课程性质：本课程为高二年级电子技术及应用课程的一部分，旨在让学生了解电梯控制系统的基本原理，提高学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：高二学生在电子技术方面已有一定的基础，对实际操作和创新活动有较高的兴趣。

教学要求：结合学生的特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养团队协作精神。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高学生的综合素质。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电梯控制系统概述：介绍电梯控制系统的基本概念、发展历程、应用领域及未来发展趋势。

2. 电梯控制系统组成：详细讲解电梯控制系统的各个组成部分，包括传感器、执行器、控制单元、人机交互界面等，并分析各部分的功能和相互关系。

3. 电梯控制原理：阐述电梯运行过程中的控制原理，包括速度控制、位置控制、群控系统等，结合教材案例分析实际应用。

4. 电梯控制系统设计：介绍电梯控制系统设计的基本流程、方法和注意事项，引导学生运用所学知识进行实际设计。

机电工程技术MECHANICAL&ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY第48卷第12期Vol.48No.12 DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2019.12.070曹嘉佳.Elevator Simulation电梯仿真软件的应用[j]•机电工程技术，2019,48(12)：211-212.Elevator Simulation电梯仿真软件的应用*曹嘉佳（苏州工业园区职业技术学院，江苏苏州215123）摘要：目前高职院校机电专业已经把电梯作为一个典型的工业案例引入到学生的PLC课堂中，但多数院校主要是通过单部电梯的实验箱模型来完成实践操作，这种电梯的实验箱具有一定的局限性，只是单部的运动，而现实生活中更多是多部电梯接收复杂的信号，同时运动载客。

为了让实验案例更加接近实际生活应用，引入了Elevator Simulation电梯仿真软件，通过以太网通信连接编程计算机与电梯仿真模型机，在计算机上引入博途V14软件进行编程控制，通过Elevator Simulation电梯仿真软件对电梯进行仿真调试，不仅提高了学生的操作能力，更提升了学生的工程创造能力。

关键词：PLC课堂；Elevator Simulation电梯仿真软件；高职院校中图分类号：TP319文献标志码：A文章编号：1009-9492(2019)12-0211-02Application of Elevator Simulation Software of Elevator SimulationCAO Jiajia(Suzhou Industrial Park Institute of Vocational Technology,Suzhou,Jiangsu215123,China)Abstract:The electrical and mechanical major of higher vocational colleges has introduced the elevator as a typical industrial case into students z PLC classes at present,but most colleges mainly complete the practical operation through the experimental box model of a single elevator,which has certain limitations,only a single movement.In real life,many elevators receive complex signals and move at the same time to receive passengers.In order to make the experimental case more close to the practical application,the elevator simulation software was introduced,the programming computer was connected with the elevator simulation model machine through Ethernet communication,and the Botu V14software was introduced into the computer for programming control.The elevator simulation and debugging are carried out through the elevator simulation software,which not only improves the operation ability,but also improves the engineering creation ability of the students.Key words:PLC class;Elevator Simulation software;higher vocational colleges0引言随着社会人口的日益增加，高层建筑日益增加，电梯已经成为高层建筑必不可少的运输工具，所以对电梯的研究具有深远的意义叫目前在高职院校的机电类专业中，电梯已经成为一个典型的案例引入到PLC的教学课堂中叫为了让学生更加深刻的理解理论知识，并且进行一定是实践操作，学校投入了大量经费采购了仿真的电梯模型供学生上课使用。

四层电梯实训报告一、实训目的 (2)二、实训要求 (2)三、实训设计方案 (2)四、实训内容 (4)五、组态的使用及应用（组态截图） (6)六、总结 (7)七、附录一（设计梯形图） (8)10电气3班何俊宜10201094一、实训目的利用PLC编程实现四层电梯运行的自动控制二、实训要求（1）、当电梯停于某一层时，有一高层呼叫时，电梯上升到呼叫层停止。

（2）、当电梯停于某一层时，有一低层呼叫时，电梯下降到呼叫层停止。

（3）、当电梯停于某一层时，有多高层呼叫时，电梯先上升到较低的呼叫层，停2秒后继上升到高的呼叫层，响应完毕后停止。

（4）、当电梯停于某一层时，有多低层呼叫时，电梯先下降到较高的呼叫层，停2秒后继续下降到低的呼叫层，响应完毕后停止。

（5）、当电梯在上升（或下降）途中，任何反方向按钮呼叫均无效，即在上升（或下降）途中，只响应大于（或小于）当前所在楼层信号，并记忆其他楼层呼叫信号；（6）、楼层显示灯亮表示有该楼层信号请求，灯灭则表示该楼层请求信号消除；下降指示灯亮，表示电梯下降；三、设计方案（1）、开门操作a、本设计采用自动开门关门，当电梯停在某一层时，按相应楼层外部按钮（上楼或下楼按钮）电梯开门程序运行，开门关门各延时1秒，之间内部开关门按钮也可以执行手动开门、关门操作；b、电梯运行到达某一层时，电梯自动开门、关门并各延时1秒，之间内部开关门按钮也可以执行手动开门、关门操作；（2）、上楼、下楼操作a、运用互锁，自保，延时等基本设计思想，构建上楼、下楼机制。

上下一层楼操作各延时4秒，上下两层楼操作各延时8秒，上下三层楼操作各延时12秒。

到达相应楼层后保持所在楼层（即保持所在楼层信号，并锁定其他楼层信号）。

b、采用相互往返设计达到楼层之间相互切换。

当电梯在上楼中时，锁定下楼呼叫，只记忆呼叫信号，只有执行完当前操作之后，才能响应记忆呼叫信号。

反之，当电梯在下楼中时，锁定上楼呼叫，只记忆呼叫信号，只有执行完当前操作，才能响应记忆信号。

浅谈基于PLC与交互技术的智能电梯综合实训装置的设计与实现目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 研究内容与方法 (5)2. PLC控制技术概述 (6)2.1 PLC基本概念 (7)2.2 PLC工作原理 (8)2.3 PLC编程语言 (9)3. 交互技术概述 (10)3.1 交互技术定义 (11)3.2 交互技术分类 (12)3.3 交互技术应用领域 (13)4. 智能电梯系统设计与实现 (14)4.1 系统需求分析 (16)4.2 硬件设计与实现 (17)4.2.1 PLC控制器设计 (19)4.2.2 传感器与执行器选型与安装 (19)4.2.3 电机驱动器选型与安装 (20)4.3 软件设计与实现 (21)4.3.1 PLC程序设计 (22)4.3.2 人机交互界面设计 (23)4.3.3 故障诊断与维护系统设计 (24)5. 实训装置功能测试与性能评估 (25)5.1 功能测试 (26)5.2 性能评估 (28)6. 总结与展望 (29)6.1 研究成果总结 (30)6.2 工作不足与改进方向 (31)6.3 进一步研究方向 (32)1. 内容概览明确实训装置设计的目的在于提升从业人员在智能电梯领域的实操能力，通过模拟真实电梯运行环境，实现对电梯控制、交互技术等方面的全面训练。

详细介绍将运用的PLC技术和交互技术及其选型依据。

PLC作为控制核心，负责实现电梯运行逻辑和监控等功能；交互技术则包括人机交互界面设计、智能识别等，为用户提供友好的操作体验及信息反馈。

具体描述实训装置的功能模块划分，包括电梯控制模块、传感器检测模块、人机交互界面模块等，并阐述每个模块的设计与实现方法。

重点在于如何实现各模块间的协同工作，确保实训过程的真实性和有效性。

介绍实训装置所需的硬件设备及选型原则，如PLC型号、传感器类型、操作面板等。

描述各硬件之间的连接方式以及接口类型。

一、实训目的随着城市化进程的加快，电梯作为高层建筑中不可或缺的交通工具，其安全性、舒适性和智能化水平越来越受到人们的关注。

为了提高我国电梯行业从业人员的专业技能，本实训旨在通过仿真电梯系统的操作和调试，让学生掌握电梯的基本结构、工作原理和操作技能，提高学生的实际动手能力和故障排除能力。

二、实训时间2023年3月15日——2023年3月20日三、实训地点XX职业技术学院电气工程系电梯实训室四、实训内容1. 仿真电梯系统概述仿真电梯系统主要由以下几部分组成：控制系统、驱动系统、轿厢、门系统、井道等。

通过仿真电梯系统，学生可以了解电梯的基本结构和工作原理，掌握电梯的安装、调试和维护技能。

2. 仿真电梯控制系统操作（1）系统启动：打开电源，进入电梯控制系统界面。

（2）设置参数：根据实际需求设置电梯的运行参数，如速度、楼层、开门时间等。

（3）操作电梯：通过控制面板上的按钮进行电梯的启动、停止、开门、关门等操作。

（4）故障排除：根据电梯运行过程中的故障现象，分析故障原因，进行相应的处理。

3. 仿真电梯驱动系统操作（1）检查驱动系统：检查电机、电缆、减速器等部件的完好情况。

（2）调整驱动系统：根据实际需求调整驱动系统的参数，如电机转速、减速器传动比等。

（3）运行测试：启动电梯，进行驱动系统的运行测试，确保系统运行正常。

4. 仿真电梯轿厢、门系统和井道操作（1）检查轿厢、门系统和井道：检查轿厢、门系统和井道的完好情况。

（2）调整轿厢、门系统和井道：根据实际需求调整轿厢、门系统和井道的参数，如轿厢尺寸、门开合速度等。

（3）运行测试：启动电梯，进行轿厢、门系统和井道的运行测试，确保系统运行正常。

五、实训成果1. 学生掌握了仿真电梯的基本结构和工作原理。

2. 学生熟悉了仿真电梯控制系统的操作方法。

3. 学生具备了一定的故障排除能力。

4. 学生提高了实际动手能力和团队协作能力。

六、实训心得1. 仿真电梯实训有助于提高学生的专业技能，为今后从事电梯行业打下坚实基础。

一、实训目的本次电梯控制实训旨在通过实际操作，使学生掌握电梯控制系统的基本原理、组成及工作过程，了解电梯控制系统在现代建筑中的应用，提高学生对电梯控制系统的实际操作能力和故障排除能力。

二、实训内容1. 电梯控制系统概述（1）电梯控制系统的组成：电梯控制系统主要由电气控制系统、机械控制系统、安全保护系统、人机交互系统等组成。

（2）电梯控制系统的工作原理：电梯控制系统通过采集轿厢位置、楼层信息、运行状态等数据，实现对电梯运行的实时监控和控制。

2. 电梯控制系统实训（1）电梯控制系统硬件实训：熟悉电梯控制系统的各个硬件设备，如PLC、变频器、传感器、继电器等，了解其功能、接线方式及调试方法。

（2）电梯控制系统软件实训：学习电梯控制系统的编程软件，掌握梯形图、指令语句等编程方法，实现对电梯运行的编程和控制。

（3）电梯控制系统综合实训：利用实训装置，模拟电梯实际运行过程，完成以下任务：① 电梯运行控制：实现电梯的启动、停止、上、下、加速、减速等功能。

② 电梯门控制：实现电梯门的开启、关闭、防夹人等功能。

③ 电梯安全保护：实现电梯的急停、超载、断电等安全保护功能。

④ 电梯故障排除：通过分析电梯运行过程中出现的故障现象，查找故障原因，并进行排除。

三、实训步骤1. 准备实训环境：检查实训装置的完好性，连接电源，确保实训环境安全。

2. 熟悉电梯控制系统硬件：观察实训装置中的各个硬件设备，了解其功能、接线方式及调试方法。

3. 学习电梯控制系统编程软件：熟悉编程软件的操作界面，掌握梯形图、指令语句等编程方法。

4. 电梯控制系统硬件实训：按照实训指导书的要求，完成电梯控制系统的硬件接线、调试工作。

5. 电梯控制系统软件实训：根据实训要求，编写电梯控制程序，实现电梯的运行、门控制、安全保护等功能。

6. 电梯控制系统综合实训：按照实训指导书的要求，完成电梯控制系统的综合实训任务。

7. 故障排除实训：模拟电梯实际运行过程中出现的故障现象，查找故障原因，并进行排除。

本次电梯安全实训旨在提高大学生的安全意识，了解电梯的基本结构、工作原理以及日常维护保养知识，掌握电梯故障的应急处理方法，确保在乘坐和使用电梯过程中的安全。

二、实训时间与地点实训时间：2023年10月15日至2023年10月19日实训地点：XX市XX电梯有限公司三、实训内容1. 电梯基础知识- 电梯的定义及分类- 电梯的主要组成部分：轿厢、对重、导轨、电动机、控制系统等- 电梯的工作原理2. 电梯安全知识- 电梯安全规范及标准- 电梯安全装置：安全门、限速器、安全钳、缓冲器等- 电梯紧急救援知识3. 电梯维护保养- 电梯日常保养流程及注意事项- 电梯故障排除及维修方法- 电梯部件的更换及检测4. 电梯应急处理- 电梯困人时的应急处理方法- 电梯火灾时的应急处理方法- 电梯停电时的应急处理方法1. 理论学习- 通过讲座、资料学习等方式，了解电梯的基本知识、安全规范及维护保养方法。

- 学习电梯故障排除及应急处理方法，提高应对突发事件的能力。

2. 实践操作- 在专业人员的指导下，参观电梯机房、轿厢等部件，了解其结构和工作原理。

- 学习电梯日常保养流程，亲自操作电梯保养工具，进行实际保养操作。

- 模拟电梯故障，进行故障排除及应急处理演练。

3. 讨论与总结- 分组讨论实训过程中的遇到的问题，分享经验，共同提高。

- 总结实训成果，撰写实训报告。

五、实训成果1. 提高了安全意识- 通过本次实训，使大学生对电梯安全有了更深入的了解，提高了安全意识。

2. 掌握了电梯知识- 掌握了电梯的基本结构、工作原理、安全规范及维护保养方法。

3. 提高了应急处理能力- 学会了电梯故障排除及应急处理方法，提高了应对突发事件的能力。

4. 培养了团队协作精神- 通过分组讨论、实践操作等方式，培养了团队协作精神。

六、实训总结本次电梯安全实训取得了圆满成功，达到了预期目的。

通过实训，大学生对电梯安全有了更深入的了解，提高了安全意识，掌握了电梯知识，提高了应急处理能力，为今后的工作和生活打下了坚实基础。

一、实训目的本次电梯控制技术实训旨在使学生了解电梯的基本结构、工作原理，掌握电梯控制系统的组成及工作原理，提高学生的实际操作能力和故障排除能力，为今后从事电梯相关工作打下坚实基础。

二、实训时间与地点实训时间：2022年X月X日至2022年X月X日实训地点：XX职业技术学院电梯控制技术实训室三、实训内容1. 电梯的基本结构及工作原理通过对电梯基本结构的了解，使学生掌握电梯的组成部分，如轿厢、对重、导轨、门机、电机、控制系统等。

同时，学习电梯的工作原理，包括启动、加速、匀速、减速、停止等过程。

2. 电梯控制系统组成及工作原理学习电梯控制系统的组成，包括PLC控制器、变频器、传感器、执行器等。

掌握电梯控制系统的基本工作原理，如PLC编程、变频器调速、传感器信号采集与处理等。

3. 电梯控制系统的编程与调试通过学习PLC编程软件，使学生掌握PLC编程的基本方法，如梯形图编程、指令表编程等。

同时，学习变频器参数设置、传感器信号处理等。

4. 电梯故障排除与维护保养学习电梯常见故障的排除方法，如电机故障、控制系统故障、传感器故障等。

了解电梯的维护保养方法，提高电梯的使用寿命。

四、实训过程1. 电梯基本结构及工作原理学习实训室老师首先向学生介绍了电梯的基本结构，包括轿厢、对重、导轨、门机、电机、控制系统等。

然后，讲解了电梯的工作原理，让学生对电梯的整体运行过程有了初步了解。

2. 电梯控制系统组成及工作原理学习接着，老师详细讲解了电梯控制系统的组成，包括PLC控制器、变频器、传感器、执行器等。

同时，介绍了电梯控制系统的基本工作原理，让学生掌握了电梯控制系统的核心部分。

3. 电梯控制系统的编程与调试在PLC编程软件的学习过程中，学生通过实际操作，掌握了梯形图编程、指令表编程等方法。

同时，学习了变频器参数设置、传感器信号处理等。

4. 电梯故障排除与维护保养学习实训室老师通过实际案例分析，讲解了电梯常见故障的排除方法。

此外，还介绍了电梯的维护保养方法，让学生掌握电梯的使用与维护技巧。

DLFA-DT33三层电梯实训系统技术文件图片仅供参考一、设备概述该装置能够真实模拟实际电梯的工作状态，可以完成在电梯升降、开关门的动作过1程。

该装置由工作部分、控制部分和上位机界面组成。

工作部分含有多种工业传动装置，多种工业传感器，能够真实模拟电梯开关门结构。

控制部分采用三种控制方式（PLC控制、单片机控制、上位机控制），完成整个系统的控制运行。

该装置自动运行采用单片机控制，启动接口面板上的控制按钮，控制电梯运行。

可外接PLC控制电梯运行。

旋转转换开关SA1，即可改变控制方式，单片机控制/PLC控制/PC控制。

该装置带有上位机监控，可在上位机上直接监控电梯运行过程。

控制面板上留有PLC控制输入输出接口及上位机通讯接口。

设备整体由铝合金实训平台、轿厢、信号转接部分、楼层显示部分等部件构成。

二、技术指标：1、电源输入：单相三线AC220V±10％50Hz2、设备工作电压：DC24V3、温度：-10℃～40℃；环境湿度：≤90%（25℃）；4、整机容量：≤200VA5、外形尺寸：310×300×580mm三、产品功能描述：21、该装置配置了直流电机、轿厢操作部分、数码管显示部分、传感器实训部件。

整个系统为模块化结构的开放式实训平台。

2、电梯实训装置由底板、上下行轿厢、行程限位机构、呼叫指示灯、轿厢门、控制面板、控制电机、传感器、传动机构等组成。

可采集现场的各种信号，如内选按钮信号、外选按钮信号、楼层限位信号、电梯门限位信号，能实现电梯的逻辑控制；能够进行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；具有升降和开关门硬件断电保护功能，有效避免电动机越位运行故障；3、该系统采用计算机仿真现代化信息技术手段，通过操作、模拟、仿真三个培训层面，解决了以往专业培训理论、实验、实习和实际应用脱节的问题。

4、配置组态软件，并提供应用指导和应用工程示例。

5、易学：配套助学软件素材库。

YUY-DT18电梯控制技术综合实训装置（二座四层电梯、仿真实物）一、产品概述本装置是专门为职业院校开设的电气自动化、机电一体化、机械制造与自动化等相关专业而研制的，装置根据智能建筑中升降电梯的机构按照一定的比例缩小设计，所用设备、器件与实际电梯基本一致，采用槽钢方管框架结构整体设计，正面使用透明有机玻璃面板，融低压电气、PLC、变频调速、智能人机、传感检测、视频监控、智能考核系统等于一体，实现智能电梯复杂的开关量控制、时序逻辑控制。

通过该装置的操作训练可考核学生掌握智能电梯的装调与维护综合能力，如电梯呼梯盒的安装、井道信息系统的安装、平层开关检测位置调整、门机机构调整、电气控制柜的器件安装、接线、变频器参数设置、PLC编程与调试、电梯群控功能调试、电梯故障排除、运行维护等，除了满足专业实训教学，还能开展技能考核以及职业技能竞赛。

二、产品特点1.设备高度仿真，按照实际电梯缩小比例设计，包含电梯全部要素，电梯为四层，高度3米。

2.透明结构设计，电梯内部结构、运行过程一目了然。

使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理。

3.设备为二座四层群控电梯，每部电梯系统均由一台PLC控制，PLC之间通过485通信模块交换数据，电梯外呼统一管理，接近现实中的楼宇电梯控制。

学生通过本装置实训，不但可以练习单座电梯控制、提高故障的检测和排除能力，还可以学习电梯群控技术。

4.智能电梯具有机械故障设置和智能故障设置两种设置方式，方便用户操作。

三、技术性能1.输入电源：三相五线制AC380V±10% 50Hz；2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m；3.装置容量：＜2kVA；4.整机尺寸（对象+控制柜+电脑桌）：4400mm×860mm×3000mm；5.单台电梯尺寸：980mm×8600mm×3000mm；6.控制方式：开关量/数字量双控及VVVF技术；7.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。

电梯实训室建设方案1. 引言为了提高学生实践能力和培养电梯维修技术人才，我们计划建设一间电梯实训室。

该实训室将配备最新的电梯模型和设备，并提供仿真实验环境，使学生能够通过实际操作学习电梯维修和故障排查的技术。

2. 设备和工具2.1 电梯模型我们计划采购一些电梯模型，包括不同类型和规格的电梯。

这些模型将有助于学生了解不同类型的电梯结构和工作原理。

模型将包括：•乘客电梯模型•货物电梯模型•病床电梯模型•自动扶梯模型•自动人行道模型2.2 电梯维修工具为了进行电梯维修和故障排查的实验，我们将配备以下工具：•电梯钥匙•手动紧急操作装置•故障检测仪器•电梯控制面板测试仪•模拟电梯控制系统2.3 安全设备为了保障学生的安全，以下安全设备将被安装在实训室中：•紧急停止按钮•火警按钮•紧急通话装置•灭火器•安全门和标识3. 实训室布局3.1 实训室空间电梯实训室将占地面积约200平方米。

室内将设置不同高度的电梯模型，并为学生提供足够的操作空间。

3.2 布局设计我们将采用开放式布局，以便学生能够自由移动并进行实验操作。

实训室将被划分为以下区域：•模型展示区：展示各种类型的电梯模型。

•操作区：提供给学生进行电梯维修和故障排查操作的空间。

•观察区：提供给其他学生观察操作过程的区域。

3.3 实训设备放置实训设备将根据需要放置在合适的位置，以便学生能够方便地使用。

电梯模型将放置在模型展示区的专用展台上，而工具和设备将放置在操作区的工具柜中。

4. 实训课程和教学方法4.1 实训课程电梯实训室将提供以下实训课程：•电梯基础知识：包括电梯分类、基本结构、工作原理等内容。

•电梯维修技术：涵盖电梯维修流程、故障排查方法和常见维修技巧。

•电梯安全管理：介绍电梯安全法规和安全管理措施。

4.2 教学方法为了最大程度地提高学生的实践能力，我们将采用以下教学方法：•理论教学：通过课堂讲解和案例分析，向学生传授必要的理论知识。

•实验操作：学生将有机会亲自操作电梯模型和使用维修工具，提高实践技能。

一、实验目的1. 了解电梯模型的基本结构和工作原理。

2. 掌握电梯模型控制系统的组成和功能。

3. 熟悉电梯模型控制实验的操作步骤和注意事项。

4. 通过实验，提高对电梯控制系统设计的实际操作能力。

二、实验原理电梯模型控制系统采用可编程控制器（PLC）实现逻辑智能控制，交流变频调速（VVVF）驱动，其硬件结构的组成及功能与实际电梯完全一样。

电梯模型具有自动平层、自动开门关门、顺向响应轿厢内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、慢上、慢下、照明、风扇等功能。

三、实验设备1. 电梯模型一套2. PLC编程器一台3. 交流变频调速器一台4. 电源一台5. 测量工具（万用表、示波器等）四、实验步骤1. 搭建电梯模型，确保电梯模型运行平稳、可靠。

2. 连接PLC编程器和电梯模型，设置好PLC的输入输出端口。

3. 编写PLC控制程序，实现电梯模型的基本功能。

4. 将编写好的PLC程序下载到PLC编程器中。

5. 检查PLC输入输出端口，确保电梯模型运行正常。

6. 进行电梯模型控制实验，观察实验结果。

五、实验内容1. 电梯模型的基本功能实验：（1）自动平层实验：观察电梯模型在不同楼层自动停靠的情况。

（2）自动开门关门实验：观察电梯模型在到达指定楼层时自动开门和关门的情况。

（3）顺向响应轿厢内外呼梯信号实验：观察电梯模型对轿厢内外呼梯信号的响应情况。

（4）直驶实验：观察电梯模型在指定楼层之间直驶的情况。

2. 电梯模型的安全运行保护实验：（1）电梯急停实验：观察电梯模型在急停按钮按下时，是否能够立即停止运行。

（2）慢上慢下实验：观察电梯模型在慢上慢下模式下的运行情况。

（3）照明和风扇实验：观察电梯模型在照明和风扇功能下的运行情况。

六、实验结果与分析1. 自动平层实验：电梯模型在不同楼层能够自动停靠，符合预期效果。

2. 自动开门关门实验：电梯模型在到达指定楼层时自动开门和关门，符合预期效果。

3. 顺向响应轿厢内外呼梯信号实验：电梯模型对轿厢内外呼梯信号的响应迅速准确，符合预期效果。

第39卷　第4期吉林大学学报(信息科学版)Vol.39　No.42021年7月Journal of Jilin University (Information Science Edition)July 2021文章编号:1671⁃5896(2021)04⁃0397⁃06基于虚拟仿真模型的PLC 实训平台收稿日期:2020⁃01⁃18基金项目:吉林大学实验技术基金资助项目([2019]15号)作者简介:梁亮(1981 ),男,吉林洮南人,吉林大学工程师,硕士,主要从事电工电子技术实验教学与研究,(Tel)86⁃138********(E⁃mail)liangliang@;通讯作者:程丽丽(1983 ),女,黑龙江依安人,吉林大学副教授,主要从事机电设备系统设计与控制研究,(Tel)86⁃138********(E⁃mail)lilycheng@㊂梁　亮a ,程丽丽b ,张珠玲a ,王丽华a(吉林大学a.通信工程学院;b.机械与航空航天工程学院,长春130022)摘要:为提高可编程逻辑控制系统实验教学效果,基于 西门子杯”中国智能制造挑战赛工业自动化赛项电梯仿真模型,以教学用5层电梯为被控对象,取代原有教学电梯的电气控制系统,采用西门子公司S7⁃1200系列可编程控制器㊁变频器㊁触摸屏,配置硬件系统端子,开发一款新型电梯教学实训平台,建立一种新型的 虚⁃实”结合的实验教学模式㊂同时,系统设计引入模块化思想,易于调整实训内容,让学生由易入难地学习相关课程内容㊂使用该实训平台从虚拟仿真到实际操作,可激发学生的学习兴趣,在培养学生的专业素质方面起到积极作用㊂关键词:虚拟仿真;电梯模型;可编程逻辑控制器中图分类号:TP233文献标识码:AExploration and Research of PLC Training Platform Based on Virtual Simulation ModelLIANG Liang a ,CHENG Lili b ,ZHANG Zhulin a ,WANG Lihua a(a.College of Communication Engineering;b.College of Mechanical and Aerospace Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China)Abstract :In order to improve the experimental teaching effect of programmable logic control system,based on the elevator simulation model of Siemens Cup”China Intelligent Manufacturing Challenge,taking the five⁃story elevator for teaching as the controlled object,replacing the electrical control system of the original teaching elevator,adopting Siemens S7⁃1200series programmable controller,frequency converter and touch screen,and configuring hardware system terminals,a new elevator teaching and training platform is developed,and a new experimental teaching mode of virtual⁃real”combination is established.And the modular idea is introduced into the system design,which makes it easy to adjust the training content,so that students can learn the relevant course content from easy to difficult.From virtual simulation to practical operation,this training platformstimulates students’interest in learning and plays an active role in cultivating students’professional quality.Key words :virtual simulation;elevator model;programmable logic controller 0　引　言可编程逻辑控制器(PLC:Programmable Logic Controller)技术已成为现代工业自动化的重要技术之一㊂高等学校工科专业都设有‘电气控制原理与PLC 技术“课程㊂电气控制原理是学习PLC 技术的基础㊂电气控制系统可以解决简易小型系统的自动过程控制,但对大型的复杂自动过程系统,传统的电气控制系统具有局限性㊂PLC 的出现降低了电气控制系统硬件连接的复杂性,以程序逻辑的形式完成了部分硬件电路的功能㊂随着工业自动化㊁数字化㊁智能化的发展,智慧工业和生活已成为未来的发展方向[1],世界各国制造业创新战略对未来的工程技术人才要求也逐渐提高[2⁃3]㊂PLC 技术如今在工业自动化中占据了重要位置,同时也成为自动化专业学生学习的重要部分㊂随着工业现代化技术的发展,对PLC 技术人才的要求不断提高,基础的PLC 技术实验项目学习已不能满足人才培养的需求,更复杂㊁系统的实训项目在教学过程中势在必行㊂电梯控制系统是PLC 技术应用的典型系统,既包含基础的电气控制原理,又包含典型的PLC 硬件及软件系统㊂但日常生活的电梯系统受安装条件限制,无法进入课堂或实验室,而电梯模型可满足实际教学的需求[4⁃5]㊂实践教学表明,该教学实训装置功能齐全㊁运行可靠,能满足现代电梯安装维修人员的培训要求[6⁃10]㊂近年来,国内多所高校依托学科竞赛开展实验教学探索和改革,都取得了一定的成果[11]㊂笔者探讨的实训平台基于 西门子杯”中国智能制造挑战赛工业自动化赛项的电梯仿真软件训练,结合5层电梯实训模型进行实际操作训练,打造一款虚拟仿真与实操相结合的实训平台,加深学生的学习印象,增强学生的学习兴趣,达到了良好的教学实训效果㊂1　虚拟仿真模型1.1　仿真模型原理该仿真模型以三维虚拟仿真形式呈现,主要由电梯整体(包括轿厢㊁电机㊁限位开关额定)㊁各楼层按钮(上下行呼梯按钮及指示灯等)㊁电梯内部设备(轿厢开关门按钮㊁轿厢选层按钮及指示灯等)等组成,电梯模型原理示意图如图1所示㊂图1　电梯模型原理示意图Fig.1　Diagram of the principle of the elevator model 1.2　仿真模型功能该仿真模型可实现单部6层电梯的运行控制模拟,也可实现多部多层集群控制,模型布局如图2所示㊂仿真软件支持Windows XP 以上环境,仿真界面如图3所示㊂ 图2　模型布局 图3　仿真软件运行界面 Fig.2　The model layout Fig.3　The interface of the simulation software该仿真模型还包含乘客行为模型,可模拟现实情况下大量乘客使用电梯的典型场景㊂乘客行为模型可作为电梯运动测试案例,用以评估控制程序设计是否合理㊂该模型根据不同楼层的客户需求及时响893吉林大学学报(信息科学版)第39卷应,实现自动平层㊁快关门㊁超重提示㊁上线限位和层门连锁保护等功能㊂2　模拟仿真实现过程2.1　逻辑控制流程电梯开始启动,判断是否复位,若无指示信号直接进入运行模式,有开关门信号指示时执行上行或下行控制,若无开关门信号指示则进入休眠状态,120s 后,若无信号指示则关闭照明及风扇节能㊂若有上行信号指示则进入上行状态,此时又有在该楼层之上或下的楼层呼叫信号时,优先服务当前上行,即根据最早登记的信号(指令信号,呼梯信号)决定电梯的上行或下行㊂下行同理㊂具体运行流程图如图4所示㊂图4　电梯模拟运行流程图Fig.4　Elevator simulation running flowchart 2.2　信号处理原则根据最早登记的信号(指令信号,呼梯信号)决定电梯的上行或下行,关门未到位禁止运行,满足首个信号确定方向后,电梯运行过程中同向信号先执行,反向信号后执行(暂时记忆),一个方向执行结束后才换向执行反向信号;即电梯在上行时,优先服务上行信号,在电梯下行时优先服务下行信号㊂处理原则如图5所示㊂图5　信号处理原则Fig.5　Signal processing principles 2.3　开关门逻辑控制到达某一层响应了该层的信号要求,则开门到位5s 后关门,关门指示灯闪烁,当长按开门按钮则开门等待(轿门自动打开),或遇到红外光幕信号未响应㊁超重感应器动作则开门等待,自动状态下,在保持开门状态时,可按关门按钮立即响应关门动作㊂电梯停在门区时,可以在轿厢中按开门按钮使电梯已经关闭或尚未关闭的门重新打开㊂开门等待信号关闭3s 后,关门电梯未起动且门已关上或正在关闭时,如果本层召唤按钮被按下,则电梯门打开㊂如果按住按钮不放,门保持打开㊂电梯开关门逻辑控制流程图如图6所示㊂993第4期梁亮,等:基于虚拟仿真模型的PLC 实训平台图6　电梯开关门逻辑控制流程图Fig.6　Elevator switch door logic control flowchart 3　电梯实训平台搭建3.1　电梯模型结构该电梯实训模型共设有5层,与虚拟仿真模型内电梯层数相同,如图7所示㊂电梯结构分为电梯模型机架㊁牵引电机㊁轿厢㊁轿厢轨道㊁配重铁和配重铁轨道等㊂图7　电梯模型结构Fig.7　Elevator model structure 3.2　硬件系统设计该5层电梯模型运行过程中共包含31点的开关量及模拟量输入信号和17点的开关量输出信号,采用西门子S7⁃1200控制器及其扩展I /O 模块,系统原理如图8所示㊂图8　实训平台硬件系统原理图Fig.8　Practical platform hardware system schematic 004吉林大学学报(信息科学版)第39卷3.3　触摸屏监控画面设计为使教学更接近实际生产应用,电梯模型运行过程中,选择触摸屏进行运行监控㊂为保证监控系统的严谨,设计了监控系统进入流程和不同的监控画面切换㊂其中包含有电梯监控系统登录画面,如图9所示;设置登录密码,保证监控系统的安全性;登录后进入电梯监控主画面,操作人员可从该画面中选择所要观察的监控状态画面,如图10所示;监控状态总览画面可观测当前电梯的运行状态,如图11所示;电梯运行监控画面可观测电梯当前运行参数,如图12所示;外呼状态监控画面可观测电梯每层呼叫状态,如图13所示;运行数据记录画面显示电梯的运行状态是否正常,为检修提供依据,如图14所示㊂ 图9　监控系统登录画面 图10　监控主画面 Fig.9　Login screen of the monitor system Fig.10　Monitor the main screen 图11　监控状态总览画面 图12　电梯运行状态画面 Fig.11　Monitor the status overview screen Fig.12　Elevator operating status screen 图13　外呼状态监控画面 图14　数据记录画面 Fig.13　External call status monitoring screen Fig.14　Data recording screen3.4　系统运行测试基于虚拟仿真的结果,在该电梯实训平台上测试仿真模型的程序设计效果㊂虚拟仿真模型中的乘客行为模型由人为随机模拟,经测试结果对比分析可知,由于仿真系统设置的乘客候梯时间与现实中人为呼梯时间有一定差异,导致仿真模型电梯完成载客所用时间与实际电梯模型运行时间有所差异㊂但从理论到实践的验证过程使学生体验了控制系统设计的过程,使学生对PLC 技术的基础知识掌握更扎实,系统地提高了学生对PLC 技术和电气控制的能力㊂4　结　语本电梯实训平台结合了虚拟仿真训练环境,实现了从理论到实践的良好结合㊂可编程逻辑控制系统设计是反复训练修改的过程,本实训平台为学生的可编程逻辑控制技术的学习提供了良好的训练方式,104第4期梁亮,等:基于虚拟仿真模型的PLC 实训平台204吉林大学学报(信息科学版)第39卷学生从中可反复训练,纠错及修改,学习系统设计的规则㊂经过本实训平台的实践学习,学生可掌握电梯控制的基本技术,为以后自身就业储备一项优秀技能㊂参考文献:[1]李自成,孔庆尧,王后能,等.电气控制与PLC多层次实践教学平台的构建[J].实验室研究与探索,2020,39(11): 212⁃215.LI Zicheng,KONG Qingyao,WANG Houneng,et al.Construction of Electrical Control and PLC Multi⁃Level Practical Teaching Platform[J].Research and Exploration in Laboratory,2020,39(11):212⁃215.[2]张泉灵,洪艳萍.智能工厂综述[J].自动化仪表,2018,39(8):1⁃5.ZHANG Quanling,HONG Yanping.Intelligent Plant Review[J].Process Automation Instrumentation,2018,39(8):1⁃5.[3]王天然,库涛,朱云龙,等.智能制造空间[J].信息与控制,2017,46(6):641⁃645.WANG Tianran,KU Tao,ZHU Yunlong,et al.Smart Manufacturing Space[J].Information and Control,2017,46(6): 641⁃645.[4]朱奎林.基于PLC控制模型电梯的开发[J].电子设计工程,2018,26(1):166⁃169.ZHU Kuilin.The Development of Model Elevator Based on PLC Control[J].Electronic Design Engineering,2018,26(1): 166⁃169.[5]张小明.电梯控制技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2014.ZHANG Xiaoming.Elevator Control Technology[M].Beijing:The Press of Beijing University of Posts and Telecommunications,2014.[6]王成福.基于Q系列PLC的电梯教学实训装置设计[J].工业和信息化教育,2015(12):62⁃68,76. WANG Chengfu.The Design of the Elevator Teaching and Training Device Based on Q Series PLC[J].Industrial and Information Education,2015(12):62⁃68,76.[7]浙江大学罗克韦尔自动化技术中心.可编程序控制器系统[M].杭州:浙江大学出版社,2005:64⁃80. Rockwell Automation Technology Center of Zhejiang University.The Programmable Controller System[M].Hangzhou:The Press of Zhejiang University,2005:64⁃80.[8]黄桂梅,刘永立.PLC电梯控制系统的设计与实践[J].制造业自动化,2007,29(4):81⁃82.HUANG Guimei,LIU Yongli.The Design and Practice of Elevator Control System with PLC[J].Manufacturing Automation, 2007,29(4):81⁃82.[9]陈新,李子乐,张扬.PLC虚实仿真实训平台的研究与应用[J].教育教学论坛,2020(30):391⁃392. CHEN Xin,LI Zile,ZHANG Yang.Research and Application of PLC Virtual Reality Simulation Training Platform[J]. Education Teaching Forum,2020(30):391⁃392.[10]李继芳,许英杰,鲍平,等.虚拟仿真被控对象在PLC实践教学中的应用研究[J].实验技术与管理,2017,34(6): 114⁃118.LI Jifang,XU Yingjie,BAO Ping,et al.Research on Application of Virtual Controlled Object in PLC Practical Teaching[J]. Experimental Technology and Management,2017,34(6):114⁃118.[11]李秋明,宋昕,刘志刚,等.依托智能制造挑战赛培养大学生工程实践创新能力[J].实验室研究与探索,2018, 37(11):190⁃193.LI Qiuming,SONG Xin,LIU Zhigang,et al.Training College Students’Engineering Practice Innovation Ability Based on Intelligent Manufacturing Challenge[J].Research and Exploration in Laboratory,2018,37(11):190⁃193.(责任编辑:刘俏亮)。

维修电梯综合仿真实训软件介绍维修电梯综合仿真实训软件是一款旨在提供电梯维修培训的专业工具。

通过模拟真实的电梯故障场景，该软件能够帮助维修人员熟悉电梯维修流程，并提供实践操作的机会。

功能1. 故障模拟：该软件能够模拟各种可能的电梯故障，包括机械故障、电气故障和控制系统故障。

维修人员可以通过修复这些故障来熟悉各种维修操作。

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2. 操作训练：软件提供实时的操作训练，维修人员可以通过模拟操作电梯系统来提高他们的技能。

训练中会模拟各种维修场景，包括紧急停止、开门故障等。

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3. 维修流程指导：为了帮助维修人员更好地了解维修流程和步骤，该软件提供详细的指导说明。

维修人员可以参考这些说明进行操作和维修。

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4. 灵活的设置：软件允许用户根据实际需求自定义设置，如故障类型和严重程度。

这样可以根据不同的培训需求进行个性化的设置。

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优势1. 仿真真实：该软件设计目标是尽可能模拟真实的电梯维修环境和工作流程，使得维修人员可以在模拟中获得真实的练经验。

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2. 提高效率：通过综合仿真实训软件，维修人员可以在不需要实际电梯的情况下进行培训，从而节约时间和成本，并提高维修工作的效率。

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《电梯安装与调试》课程标准课程编码：17120301课程类别：专业核心课适用专业：电梯安装与维修保养参考学时：144学时一、课程定位1.课程在专业培养中的定位及作用本课程是电梯安装与维修保养专业的一门专业核心课程，目标是让学生掌握电梯维修与保养的能力。

2.本课程与其它课程的关系表1前导、后续课程一览表本课程立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，而是以工作任务为中心组织课程内容和课程教学,让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。

经过与企业专家深入、细致、系统的讨论分析，本课程最终确定了以下7个项目：曳引系统、轿厢系统、门系统、导向系统、重量平衡系统、电气系统、安全保护系统.这些学习项目是以电梯安装与调试为线索来设计的，课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行。

项目设计以工作任务为线索来进行。

教学过程中,采取理实一体化教学，给学生提供丰富的实践机会。

本课程要求打破纯粹讲述的教学方式，实施项目教学以改变学与教的行为。

以项目为载体来组织课程内容，是教学模式的重大转变，本课程确定了以电梯安装维修保养仿真实训作为载体，不但在实际项教学中和企业中都有着普遍应用的含义，又有最为有效的促进学生职业能力的发展，从而达到本课程的教学目标。

三、课程目标通过以工作任务为中心组织课程内容和课程教学熟悉电梯的机械结构、熟悉电梯中各主要部件的功能、作用和工作原理；了解电梯各部件的保养要求和保养方法;熟悉电梯保养的工具、材料的使用方法;熟悉电梯部件的更换条件和标准，掌握电梯部件的更换方法;熟悉电梯维修保养的质量标准;熟悉电梯维修保养工作中的安全操作规范（应答制度）。

通过对电梯的安装调试、故障处理技术，并养成诚实、守信、吃苦耐劳的品德，养成善于动脑、勤于思考，及时发现问题的学习习惯，具备善于与客户沟通和与维修企业工作人员共事的团队合作意识，养成爱护设备和检修仪器的良好习惯，养成操作的安全意识。