虚拟仪器技术及应用课程设计-电梯控制程序设计

1、 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 .130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

2、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。1三、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

3、 所示。2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。3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 3.64四、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 4.25“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

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 4.56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 4.774.2 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

5、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 4.1084.3 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。9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 4.1510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

6、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 4.1811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。12五、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。我个人对于编程设计还是比较喜欢的，对于图形编程这种方式也是比较喜欢的。相较于 C 语言、MATLAB 等代码的编程，图形化编程流程更清晰、编程更方便。只是对于程序员自己以外的人而言，程序的结构性稍差一点。Labview我觉得最好的一点就是它的用户界面和程序同步编程，用它来设计一个用户界面十分方便。

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