【正文】 服務中心發(fā)出信號使維保人員能及時準確了解電梯出現(xiàn)故障的原因及相關信息，客戶的人身安全是否受到威脅，并在第一時間內趕赴事故現(xiàn)場進行搶修，同時通過網(wǎng)絡對在電梯內乘客安慰，把電梯出現(xiàn)故障的負面影響降到最低。 可編程控制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。 EDA 技術開發(fā)手段多樣，其中應用最為廣泛的就是通過程序對硬件進行開發(fā)，而其中又數(shù) VHDL 語言最受設計者的歡迎。 其 行為描述能力和程序結構決定了他具有支持大規(guī)模設計的分解和已有設計的再利用功能。 次級設計單元――結構體 (architecture)，實體的結構體具有描述實體的行為功能，一個實體可以有多個結構體，一種可能為行為描述，另一種可能為結構描述。 進程（ process）是 VHDL 中的基本執(zhí)行單元，仿真時把所有的操作劃分為單個或多個進程。 圖 5 VHDL 設計流程圖 方案選擇 對于 符合市場需求的大規(guī)模系統(tǒng) ，要達到 高效 、 高速完成 ， 必須有多人甚至多個 開設計思想及模塊化 設計輸入 設計實現(xiàn) 設計仿真 器件編程 系統(tǒng)測試 11 發(fā)組共 同并行工作才能實現(xiàn)。 相信在不遠的將來，我國相關的專業(yè)技術人員使用 EDA 技術進行工程設計，就象現(xiàn)在使用計算器一樣，雖然大部分人不能開辦集成電路制造廠，但是卻能快速、經(jīng)濟地制造 (設計 ) 自已的專用集成電路或集成電子系統(tǒng)。出于這方面的考慮，本設計把電梯的請求信號劃分為上升請求和下降請求。這時的請求信號就是上升請求信號。如果電梯沒有接收到請求信號，電梯則在一樓待機。 處于三樓時，不管是梯內梯外，電梯都只可能接收到下降的請求信號。 處 于 一 樓預 上 升待 機上升信號無信號 圖 6 電梯處于一樓時的運行可能分析 處 于 二 樓預 上 升預 下 降返 回 一 樓待 機上升信號無 信 號下降信號 圖 7 電梯處于二樓時的運行可能分析 處 于 三 樓預 下 降返 回 一 樓 待機下降信號無信號 圖 8 電梯處于三樓時的運行可能分析 對上述電梯的運行情況進行匯總，可以得到如圖 9 的電梯運行狀態(tài)圖。例如，當電梯在三樓時，二樓、一樓梯外均有上升請求信號： 電梯以 向下的方向 接近 二樓的減速位置，判別 二 樓 具 有同向的 請求 信號，在 二 樓減速停 止載客，然后繼續(xù)下降到 14 一樓載客。其流程如圖 10 所示： 接 到 樓 層 請 求 信 號電 梯 運 行 到 達 該 樓 層開 門 使 能 信 號關 門 延 時 信 號 倒 數(shù)關 門 使 能 信 號接 受 并 處 理 請 求 信 號電 梯 進 入 運 行 狀 態(tài)超 重 檢 測故 障 檢 測故 障 處 理 待 機故 障 報 警提 前 關 門提 前 關 門 請 求NNYY 圖 10 電梯內外信號處理 當電梯接收到請求信號后，將以隨機邏輯控制的方式到達發(fā)出請求的樓層。 電梯在超重檢測時發(fā)現(xiàn)超重，關門中斷信號會促使電梯發(fā)出超重警報并且進行開門操作以減少乘客，重新進入載客操作；電梯在故障檢測時，發(fā)現(xiàn)電梯某部分出現(xiàn)故障，關門中斷信號會促使電梯發(fā)出故障報警并且進入開門操作的同時停止關門延時，作故障處理待機。實體對控制器的端口進行定義，結構體對各端口的行為進行描述。 模塊設計說明 本程序由三個基本模塊組成，包括調用 VHDL 庫模塊、實體設計模塊和結構體設計模塊。 use 。 full,deng,quick,clr : in std_logic。 g1,g2,g3: in std_logic。 led_c_d:out std_logic_vector(2 downto 0)。 up,down : out std_logic )。 （ 3） architecture結構化設計模塊和 process進程執(zhí)行單元 dianti符號下的線路圖描述 dianti網(wǎng)表，與線路圖對應的 VHDL architecture就是結構體，實體 dianti以結構化與行為化描述的結構體如下： architecture behav of dianti is signal d11,d22,d33:std_logic。 signal q1:integer range 0 to 6。 signal updown:std_logic。 Architectecture和 begin之間是結構體說明區(qū)，詳細定義了各種信號端的模式和取值范圍； begin和 end之間是結構體語句區(qū)，在此將嵌入 process進程語句去對實體行為作出說明。 then if clr=39。wahaha=39。 then alarm=39。 else door=00。 cc_u=39。c_u11。039。 led_d=dd。 end process。 20 進程語句部分在 begin和 end process之間，進程內的所有語句都是按順序一個接一個執(zhí)行的。event and clk=39。 then q1=0。 elsif full=39。 q1=0。 。 在實體模塊中，對電梯的主要信號都一一作出了定義，具體說明給出如下： port ( clk : in std_logic。 電梯外人的下降請求信號 d1,d2,d3 : in std_logic。 電梯所在樓層顯示 led_c_u:out std_logic_vector(2 downto 0)。 看門狗報警信號 21 ud,alarm : out std_logic。 then led=0010010。139。039。139。039。039。 or c_d22=39。 c_d22=39。 有當前層的請求，則電梯進入開門狀態(tài) elsif dd_cc010 then en_dw=39。 有下降請求，則電梯進入預備下降狀態(tài) elsif dd_cc011 then en_up=39。 有上升請求，則電梯進入預備上升狀態(tài) end if。 ”， led 的賦值之所以為“ 0010010”是根據(jù)七段式數(shù)字顯示器的發(fā)光段排列的，如圖 13 所示： 圖 13 七段數(shù)字顯示器 22 可見發(fā)光段是 a、 b、 d、 e、 g 段，形成一個 2 字。139。q2=0。139。 超載報警 if q1=3 then door=10。alarm=39。 故障報警 else if opendoor=39。q2=0。039。139。 關門中斷 elsif quick=39。updown=39。 關門完畢，電梯進入上升狀態(tài) elsif q1=3 then door=01。 電梯進入等待狀態(tài) end if。139。 elsif quick=39。updown=39。 elsif q1=3 then door=01。 end if。 清除超載報警 if d1=39。139。 then d33=d3。 then c_u11=c_u1。 end if。 對電梯外人下降請求信號進行檢測和寄存 elsif c_d3=39。 dd=d33amp。039。 電梯外人上升請求信號并置 cc_d=c_d33amp。 電梯外人下降請求信號并置 dd_cc=dd or cc_u or cc_d。 電梯內人請求信號顯示 led_c_u=cc_u。 24 圖 14 MAX+plusII 軟件初始界面 （ 2）在工具欄中選擇“新建”按鈕。因為是使用 VHDL 語言，所以文件后綴名須改成 VHD，詳見圖 17所示。選擇菜單“ File”→“ Set Project to Current File”，當前的文件即被指定。當程序被確認無誤以后會出現(xiàn)如下界面，如圖 19 所示。 圖 20 新建波形編輯器 28 （ 2）新建波形編輯器后，對文件進行保存。 圖 21 添加節(jié)點信號 （ 4）通過編輯器左側的一些快捷按鈕對所加節(jié)點中的輸入信號進行相關的賦值后，就可對程序進行仿真，觀察輸出信號，得出結論。如圖 23 和圖 24 所示。 仿真情況如圖 25 所示。 down：在電梯接收到 d1 后，賦值就為 1，表示電梯受控制處于下降過程；當電梯運行到一樓以后， 賦值變?yōu)?0。 led_d：在電梯接收到 d1 后，賦值為 001，表示梯內請求到達樓層編碼為 001 即一樓；電梯運行到達請求目的樓層一樓后，電梯賦值變?yōu)?000，表示請求樓層得到滿足或在待機。 由于二樓并沒有請求，所以電梯不作停頓地下降到一樓。 31 圖 26 運行情況之二 說明： up：在電梯接收到請求信號后，賦值就為 1，表示電梯受控制處于上升過程；當電梯運行到二樓以后，賦值短暫變 0，然后又變?yōu)?1，表示電梯在二樓載客完畢后又進入上升過程；到達三樓后，賦值為 0。 led_c_d：在電梯接收到 c_d3 后，賦值樓層編碼為 100，表示梯外有人請求下降；電梯運行到達請求發(fā)出的樓層三樓后，電梯賦值變?yōu)?000，表示下降請求得到滿足或在待機。 電梯在預備下降狀態(tài)下，電梯應超載（ full=39。），電梯重新進入預備下降狀態(tài)。觀察 以下信號： wahaha、 alarm、 quick。表示當電梯超重時，超重信號就進行報警。 設計存在問題 雖然本設計能基本實現(xiàn)上述的功能，但 是 也存在一定的問題： （ 1）仿真中參數(shù)的設置問題。 例如，在程序仿真之初， clk 信號的周期設置為 100ms，由仿真的效果看到只能實現(xiàn)最基本的樓層顯示，其他功能都失效。但當改變仿真時的一些參數(shù)時（如仿真時間、時鐘信號 的周期、分頻信號的周期以及器件的選用等），可以發(fā)現(xiàn)延時又會發(fā)生比較細微的變化。 現(xiàn)實的電梯系統(tǒng)，當完成上一操作，沒有接收到請求信號時， 在 原樓層待機。 為高層電梯控制設計進行鋪墊是本設計的展望。 如擴展成四層電梯 控制設計。 35 致 謝 在設計的過程中，宋淑然老師和陸健強老師給予了許多指導和幫助，在此表示衷心的感謝。 36 參 考 文 獻 王志鵬，付麗琴． 2020．可編程邏輯器件 — 開發(fā)技術 MAX+plusII．北京 ： 國防工業(yè)出版社 王俊峰，薛鴻德． 2020．理工科學生怎樣搞畢業(yè)設計． 北京： 電子工業(yè)出版社 馬宏騫． PLC 應用在電梯控制中的編程技術．機床電器， 2020， 15： 42－ 44 甘 歷． 2020． VHDL 應用與開發(fā)實際．北京 ： 科學出版社 李惠升． 2020．電梯控制技術．北京 ： 機械工業(yè)出版社 張婭莉，曲國峰．單片機在電梯自動控制中的應用 .工業(yè)控制計算機， 16（ 2）： 59－ 60 楊曉慧． 2020．電子技術 EDA 實踐教程．北京 ： 國防工業(yè)出版社 康華光． 2000．電子技術基礎（數(shù)字部分）．武漢 ： 高等教育出版社 潘 松，黃繼業(yè)． 2002． EDA 技術實用教程．北京 ： 科學出版社 Altera Corporation． 2002． Altera Digital Abo Akademi． The Lift Control 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