通用型自动升降电梯设计

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1、目录引言………………………………………………………………………………………………2第一章方案设计………………………………………………………………………………2第二章系统设计………………………………………………………………………………32.1系统框图………………………………………………………………………….32.2各模块设计……………………………………………………………………….32.2.1外部数据高速采集模块的设计思路…………………………………….42.2.2数据存储模块设计……………………………………………………..42.2.3基于FPGA的中央数据处理模块…………

2、…………………………….52.2.4信号输出、显示模块…………………………………………………..5第三章软件设计与仿真………………………………………………………………………63.1编程开发环境与软件实现……………………………………………………..63.2模块仿真………………..…………………………………………………….7第四章结束语………………………………………………………………………………..8第五章参考文献………………………………………………………………………………8第六章附录……………………………………….…………………………………………...914通用型自动升

3、降电梯设计设计人：潘礼阮赐朋王怀涛指导老师：黄智伟王彦南华大学电子实验室2003.08.03摘要：该通用型自动电梯系统基于FPGA，利用VHDL语言，结合高频晶振完成对外部数据的精确采集、实时处理，实现了电梯的自动流程控制。该系统综合了智能化关门、超载报警及简单的看门狗功能，使其实用性大大提高。关键字：高速数据采集自动流程控制方向优先控制引言：现代生活中电梯已经很常见，电梯的结构一般可划分为三大模块：外部请求接收模块、请求信号处理模块、控制信号输出模块。传统的模拟控制电梯由于耗电量大，功能扩展不便等原因，早已被新兴的数字控制式电梯所取代。本设计属数字逻辑控制式电梯，由

4、于其采用FPGA作为设计平台，性能上远远优于基于单片机的数字控制电梯系统。下图是一般电梯模型：图0-1.一般电梯系统模型图一、方案设计：现实生活中迎合不同的需要，电梯的工作方式不尽相同。生活中一般应用的电梯的控制方式有方向优先控制、内部请求优先控制、单向层层停等控制（即方向在顶层或底层才改变，且电梯每层都停下、开门等候）等，现就以上几种控制方式的优劣进行一下对比：1、内部请求优先控制方式方案内部请求优先控制方式类似于出租车的工作方式，先将车上的人送至目的地，再去载客。作为通用型电梯应该服务于大多数人，必须考虑电梯对内、外请求的响应率P：Pin=100%;Pout=0~

5、100%;外部人的请求和内部人的请求冲突时，外部人的请求信号可能被长时间忽略，14因而它不能作为通用型电梯的设计方案。1、单向每层停等控制方式方案单向每层停等控制方式等同于火车的运行方式，遇站即停止、开门。这种方案的优点在于“面面俱到”，可以保证所有人的请求都能得到响应。然而这样对电梯的效率产生消极影响：不必要的等待消耗了大量时间，而且电梯的运作与用户的请求无关，当无请求时电梯也照常跑空车，就浪费了大量电能。对用户而言，此种控制方式的请求响应时间也不是很快。因而这不是理想的方案。2、方向优先控制方式方案所谓方向优先控制是指电梯运行到某一楼层时先考虑这一楼层是否有请求：

6、有，则停止；无，则继续前进。停下后再启动时考虑前方——上方、或下方是否有请求：有，则继续前进；无，则停止，检测后方是否有请求，有请求则转向运行，无请求则维持停止状态。这种运作方式下，电梯对用户的请求响应率为100%，且响应的时间较短。假设：电梯每两层间的运行时间为ΔT,楼层数为6,在每层楼的停止时间为t,如果每层楼都有请求,则这种控制方式的效率和上面的单向每层停等控制方式的效率一样,然而,当不是每层楼都有请求(假定为只有第6层有请求输入)时,上面的那种方式(设为A方式)的响应时间T=5*(ΔT+t)而方向优先控制方式(设为B方式)对同一请求的响应时间T1=5*ΔT即效

7、率比ηb/ηa=1+t/ΔT由于ΔT和t是可比的，因而方向优先控制方式的效率远大于单向每层停等控制方式的效率。而且，方向优先控制方式下，电梯在维持停止状态的时候可以进入省电模式，又能节省大量电能，因此，确定方向优先控制方式为设计主体思路的方案。二、系统设计1.系统框图如图2-1所示14图2-1系统总体结构图2.各模块设计<1>外部数据高速采集模块的设计思路电梯系统对外部信号采集、处理的一般要求：A）外部请求信号的实时、准确采集。B）准确、实时的捕捉楼层到达信号。C）有效的防止楼层到达信号、外部请求信号的误判。本系统采用现场可编程逻辑器件作为系统控制的