虚拟仪器技术及应用课程设计-电梯控制程序设计.doc

成绩： 虚拟仪器技术及应用课程设计题 目： 电梯控制程序设计 学 期： 20162017学年第一学期 指导教师： 陶 林 姓 名： 冉 江 北 学 号： 20137670 年级专业： 2013级 机电2班 西南交通大学峨眉校区机械工程系目录一、 背景1二、设计原理1三、前面板程序设计23.1程序前面板总体设计23.2电梯上下行信息记录23.3控制信息显示33.4电梯内部按键33.5电梯门33.6电梯和上下行按钮4四、程序面板程序设计54.1按键检测54.2电梯上下行检测84.3电梯上下行控制9五、总结135.1程序的不足之处135.2关于本次课程设计的感想1312基于labVIEW的电梯控制程序设计1、 背景本次课程设计的题目电梯控制程序设计，以平时住宅楼房常见的升降楼梯为参考样例，设计的前面板的用户界面。电梯的的基本运行原理也是模拟升降电梯的上下运行。因为不太清楚实际地电梯上下运行控制的原理，所以自己设计了控制程序流程。本次设计的是一个5层的楼房电梯控制程序，之后的所有说明都是以此为基础。为了尽可能地模拟真实的电梯运行，所有的按键、运行方式、显示效果和开关门效果都是模拟实际的电梯效果。程序设计的时候也考虑了相应的程序的扩展使用，只需对相应的部分进行参数修改，就可以应用在其它的电梯控制中，如20多层的楼等。二、设计原理用一个二维数组（2行5列）记录电梯的上下行信息，即记录电梯需要升降到哪些楼层。一个数（0或1）记录电梯的上下行。基本原理是，以特定的顺序依次不停地检测电梯上下行信息。如果检测到信号后，电梯先运动到该楼层，并记录下是上行还是下行，开关门，输入的楼层信息记录在二维数组；关门后再按照特定的顺序依次检测，判断上下行。电梯的运动控制和按键的信息记录，程序是分开的，使其互不影响。考虑到实际还设计了开关门按钮和报警按钮。三、前面板程序设计3.1程序前面板总体设计如图3.1所示，是程序前面板的总体设计和布局。图3.13.2电梯上下行信息记录5层楼的上/下行信息采用一个二维数组（2行5列）记录，第一行为上行，第二行为下行。有人按下上/下楼按钮时，对应的楼层按钮变亮，点击楼层数也会记录在对应的数组位置。二维数组为布尔数组，如图3.2所示。图3.23.3控制信息显示主要是一个报警灯（布尔控件），一个显示电梯上下行的数值控件（上0下1），和一个显示门的状态的数值控件（开门1等待2关门3结束4其它0），如图3.3。图3.33.4电梯内部按键电梯内部的按钮，除了对应的楼层按钮外，还包括开关门按钮和报警按钮。它们都是布尔按钮控件，如图3.4。开关门机械动作为保持转换直到释放，其它的机械动作为释放时转换。图3.43.5电梯门电梯的门是使用两个水平进度条叠放在一起，如图3.5。图3.53.6电梯和上下行按钮电梯楼层使用一个垂直指针进度条代替，设置为不填充；上下行按钮使用的都是布尔按钮控件，机械动作设置为释放时转换，如图3.6。图3.6四、程序面板程序设计4.1按键检测按键检测采用3层顺序结构，不停地检测并赋值给记录电梯上下行二维数组，第0层嵌套事件结构，当按键按下时就触发对应的事件并赋值，如图4.1。图4.1所有的事件如图4.2所示。图4.2“报警”和“开门”事件不对外输出改变“电梯记录”的值，仅对对应事件的变量赋值。如图4.3和图4.4。 图4.3 图4.4顺序结构第1层嵌套条件结构，根据“电梯方向”，对“电梯记录”的上行或是下行数据，通过内部嵌套的5层顺序结构全部重新检测并赋值，如图4.5。0代表上行分支，1代表下行分支，100表示默认，不进行任何操作，只是将所有的控件图标统一放在里面，如图4.6。图4.5图4.6顺序结构第2层，在第1层根据“电梯方向”对“电梯记录”的上行（或下行）赋值后，第2层对“电梯记录”剩下的另一行数据检测并赋值，基本结构和第1层相同，如图4.7。图4.74.2电梯上下行检测程序按照上行15层楼、然后下行51层楼、再上行15层楼的顺序检测是否有电梯上下行的信号请求，即“电梯记录”的2行5列（10位）数值，按照04、4到9、95、5到0的顺序依次检测，如图4.8和图4.9。 图4.8 图4.9当没有上下行信号，即“电梯记录”10位数的数值都等于0时，程序就按照规定好的顺序依次检测；当有上下行信号，即“电梯记录”10位数的某个数值等于1时，再赋值再赋值再赋值进入条件结构，执行内部的5层顺序结构，即0电梯的升/降，1上下行按钮复位，2和3“电梯记录”检测赋值，4电梯的开关门，如图4.10。图4.104.3电梯上下行控制移位寄存器的值对5求余，商为0或1，对应电梯的上下行；余数加1之后，就对应电梯上下行的申请按键的楼层，如图4.11。图4.11顺序结构第0层根据电梯当前楼层和按钮的楼层对比，控制电梯的上行或是下行。程序为“电梯楼层”的值减去移位寄存器余数加1后的值，作为条件结构的判断依据，进入不同的条件分支，如图4.12。图4.12顺序结构第1层，当电梯运行到按键对应的楼层后，在开门前，将按键的值复位，即按键值给0，如图4.13。图4.13顺序结构第2层和第3层，是重新对“电梯记录”检测并赋值，其程序结构和按键检测一模一样，（只是在调试程序时发现取消电梯控制这里面的这一部分，有时电梯门会错误地打开，所以加上这一部分），如图4.14和图4.15。图4.14图4.15顺序结构第4层，内部嵌套条件结构，控制电梯的开关门，。开门，程序如图4.16。（加延时是为了让控制面板显示效果更好，下同。）图4.16等待，开门后等待3秒，程序如图4.17。图4.17关门，程序如图4.18。图4.18条件分支3和4是为了停止while结构，跳出该循环，如图4.19和图4.20。图4.19图4.20至此，整个程序完成一次大循环，再次进入“电梯记录”的值检测，判断应该向哪个楼层运动，或是停止等待上下行按键信号申请。五、总结5.1程序的不足之处关于本次设计，调试的时候发现按键按下之后，有时使“电梯记录”出现错误的记录，即按下一个按键后，会出现相当于按下好几个按键的记录，如图5.1。由于本人的能力有限，又检测不出逻辑错误是出现在哪里，所以只能让程序开关门前都重新再检测并赋值“电梯记录”，最后才解决这个问题。图5.1另一点就是，我觉得因为上一点原因，还有我的编程思路，使得程序显得复杂繁琐了一些，后面可能的话我将重新设计程序流程和思路，简化程序。5.2关于本次课程设计的感想通过本次课程设计，将这学期所学内容完全包含其中使用，加深了学习的记忆、提高了对于labview软件的使用能力。在课程设计的过程中也使用了一些上课没有讲到的部分，都通过自己的尝试、学习、实验，最后掌握了，这也是能力的一大提升。