【正文】 由下至上依次執(zhí)行，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，如更高層有下樓請求時，則直接升到有下降請求的最高樓接客，然后進入下降模式，但電梯處于下降模式時，則與上升模式相反。如果電梯處于等待狀態(tài)，電梯就不運行，當電梯的關門時間到了，則電梯就開始運行。 電梯運行模塊電梯運行模塊是控制器的最關鍵的模塊，在這個進程中，是以信號燈控制進程做為輔助進程。當有人請求快速關門時，電梯經過1S，自動關閉；當有人請求延時關門時，電梯經過3S才關閉；當電梯超載時，電梯門不關閉，并發(fā)出警報，直到超載解除；當電梯沒有超載故障，而在本層開門時間超過8S，看門狗就發(fā)出故障報警并強行關門。再經過5S，門自動關閉。039。 4．根據(jù)要求當門到達每個有請求的樓層后，5秒后關門，在這個模塊中，就要通過一個計數(shù)器控制開門的時間。（2）故障報警的條件是：電梯到達有請求的樓層開門后，電梯被阻擋的次數(shù)超過一定時間。 3．超載報警與故障報警 （1）超載報警的條件是：電梯載客超過一定的重量。與開門過程保護一樣，可在開始關門后通過定時器計時，超過正常關門時間，自動停止關門，以保護門電機。停止關門或不關門的條件:關門到位碰關門限位開關、有開門信號、開門繼電器吸合、超載開關動作。在停車狀態(tài)下，當司機按下關門按鈕，電梯經過1S就關門，所以本控制器這就是要有快速關門或提前關門的功能。為此設計了門電機保護程序，當開門動作時間超過正常開門時間35秒后，在本設計中，電梯經過5秒后，通過定時器計時自動斷開開門信號，停止開門。（2） 開門控制及安全保護 正常情況下，開門的條件有以下幾種:本層開門、停車狀態(tài)按轎內開門按鈕、關門過程中有紅外線檢測信號(這種情況下將重新開門)、正常運行換速平層停車自動開門。電梯本層開門的條件也可簡化為，在停車狀態(tài)下當轎廂所在層樓有廳外召喚時，電梯自動開門。3．若軟件輸出端是直接與七段數(shù)碼管連接，則無需外部硬件譯碼器，由FPGA軟件進行七段譯碼，直接驅動數(shù)碼管顯示層樓數(shù)。,表41為七段譯碼真值表:當輸出端狀態(tài)為1時表示該段亮，當輸出端狀態(tài)為0時表示該段滅。；如果電梯是向下運行，樓層數(shù)就減1，即current_floor=current_floor1；而電梯的運行方向和狀態(tài)是通過后面的電梯運行模塊來判斷。139。)），樓層信號保持當前值，即current_floor=current_floor。當電梯處于停止狀態(tài)時（run=39。當系統(tǒng)復位時，樓層顯示為1。同時根據(jù)運行方向樓層計數(shù)器加一或減一，表示己經運行了一層樓距離。樓層數(shù)存放在另一個計數(shù)器。 每個樓層所運行的時間采用脈沖計數(shù)方式，每次從平層點開始計數(shù)到下一平層點，然后高速計數(shù)器復位。end if。)then inner_req(8)=39。elsif(current_floor=8 and run=39。)theninner_req(8)=39。八樓內部下降請求信號記憶燈顯示語句如下：if(inner_f8=39。039。039。139。139。用同樣的方法，判斷其它樓層的內部請求，如果某層有內部請求，則該層的內部請求指示燈亮，并保持到內部請求響應完畢。139。139。3． 內部請求信號顯示內部請求信號有八個，其顯示判斷比較簡單。039。139。039。039。139。139。電梯在七樓運行，此時有下降任務，電梯在往上運行，且八樓沒有下降請求，則七樓的外部下降請求信號燈滅；end if。)then down_req(7)=39。 and state(1 downto 0)=01 and down_req(8)=39。else if(current_floor=7 and run=39。)then down_req(7)=39。else if(current_floor=7 and run=39。)thendown_req(7)=39。七樓外部下降請求信號顯示語句如下：if(outer_d7=39。039。039。139。139。以此類推，判斷6樓到2樓是否有外部下降請求，如果有，該層的外部下降請求指示燈亮，并保持到請求信號響應完畢。039。139。139。也采用逐層判斷的方法，先從8樓開始判斷，最后到2樓。電梯到一樓平層停止，一樓的外部上升請求信號燈滅；end if。)then up_req(1)=39。else if(current_floor=1 and run=39。)thenup_req(1)=39。一樓外部上升請求信號記憶燈顯示語句如下：if(outer_u1=39。如果電梯在七樓，有上行的任務,電梯向下運行，6到1樓沒有下降請求，則七樓的外部上升請求信號燈滅。 and state(1 downto 0)=10 and down_req(6 downto 1)=000000)then up_req(7)=39。如果電梯到達七樓平層，則七樓的外部上升請求指示燈滅；else if(current_floor=7 and run=39。)then up_req(7)=39。如果七樓有上升請求，則七樓的外部上升請求指示燈亮；else if(current_floor=7 and run=39。)then up_req(7)=39。七樓外部上升請求信號記憶燈顯示語句如下：if(outer_u7=39。用同樣的方法判斷6樓到2樓是否有外部上升請求，如果有，該層的外部上升請求指示等亮，并保持到請求信號響應完畢。0180。1180。1180。采用逐層判斷的方法，先從7樓開始判斷，最后到1樓。 請求信號顯示分為外部上升請求信號顯記憶燈顯示、外部下降請求信號記憶燈顯示和內部請求信號記憶燈顯示。down_req=00000000。139。當復位信號為高電平時，請求信號燈都不亮。當該層有人請求，則該層的請求信號記憶燈亮，直到電梯響應該層的請求時，請求信號記憶燈才滅。超載狀態(tài)時電梯關門動作取消，同時發(fā)出警報，直到警報被清除，電梯才執(zhí)行關門動作；故障該層在沒有超載的情況下，電梯在該層停留的時間超過一定的值時，電梯發(fā)出警報，然后強制關門。下降請求的原理類似。下降原理類似。 時序電路及電梯運行時樓層變化和提前延時關門功能：根據(jù)狀態(tài)指示信號對所到達的樓層數(shù)信號做相應的增減。下降請求寄存器原理相似。當電梯運行到所在的樓層，在開門達到一定的時間后給該位復位。請求信號記憶燈顯示模塊把有效的請求傳給電梯運行模塊的樓層數(shù)。、向下運行還是處于停止狀態(tài)的判斷,以及使電梯按一定的規(guī)則來運行。，直到樓層改變?yōu)橹?。系統(tǒng)軟件大致分為：請求信號記憶燈顯示電路模塊、樓層檢測電路模塊、控制七段數(shù)碼管顯示樓層電路模塊、電梯轎廂開關門電路模塊、電梯運行控制模塊。但是由于客觀條件限制，這里只對軟件設計不考慮對變頻器的控制。系統(tǒng)利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過硬件電路以LED顯示。該動作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)送入比較寄存器，以實現(xiàn)隨機邏輯控制。其中，上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構成的隊列。根據(jù)電梯所處的位置和運行方向，在編程中。同時，每層樓設置一個數(shù)碼管用于顯示系統(tǒng)的樓層信號。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。電梯控制系統(tǒng)始終實時顯示轎廂所在樓層。（3）當電梯檢測到目標層樓層檢測點產生的減速點信號時，電梯進入減速狀態(tài)，由中速變?yōu)榈退?，并以低速運行到平層點停止[16] 。（2）電梯通過拖動調速模塊驅動直流電機拖動轎廂運動。為滿足處于響應呼叫狀態(tài)這一條件，必須使電梯處于一樓并且電梯門處于關閉狀態(tài)。電梯使用時，系統(tǒng)結合相應的電梯使用規(guī)范完全可以滿足人民的需要，而且效率比較高[14]。假如電梯處于向上的運動狀態(tài)，初始位置是底層，初始請求是六樓、二樓時進入一個人，如果他的目的地也是六樓，他看到初始請求是六樓，就可以不再按鍵。 信號的輸出顯示模塊本系統(tǒng)的輸出信號有兩種：一種是電機的升降控制信號（兩位）和開門、關門控制信號；另一種是面向電梯用戶的提示信號（含樓層顯示、方向顯示、已接受請求顯示等）。電梯工作過程中共有9種狀態(tài)：等待、上升、下降、開門、關門、停止、休眠、超載、故障報警狀態(tài)。對某一樓層的請求信號的存儲電路如圖22所示[13]。 信號存儲模塊電梯控制器請求輸入信號有22個，電梯外有7個上升請求和7個下降請求的用戶輸入端口，電梯內有8個請求用戶輸入端口，由于系統(tǒng)對內、外請求沒有設置優(yōu)先級別，各樓層的內、外請求信號采集可先進行運算，再存到存儲器內。外部的請求信號的輸入形式為按鍵輸入，到達樓層信號來自光敏傳感器，關門中斷信號及超載信號則產生于壓力傳感器[14]。由于電路中毛刺現(xiàn)象的存在，信號的純凈度降低，單個的毛刺往往被誤認為系統(tǒng)狀態(tài)轉換的觸發(fā)信號，嚴重影響電梯的正常工作。圖21 系統(tǒng)的組成框圖 系統(tǒng)各模塊功能對外部信號采集、處理要求電梯控制器： 1. 外部請求信號的實時、準確采集； 2. 準確、實時的捕捉樓層到達的信號 3. 有效的防止樓層到達信號、外部請求信號的誤判。電梯控制系統(tǒng)主要由中央處理模塊、外部數(shù)據(jù)高速采集模塊、信號存儲模塊和信號的輸出顯示模塊組成。本系統(tǒng)的控制器采用方向優(yōu)先控制方案來實現(xiàn)對一個八層電梯的控制。而且，方向優(yōu)先控制方式下，電梯在維持停止的時候可以進入省電模式，有能節(jié)省大量電能[12]。 這種運作方式下，電梯對用戶的請求響應率為，且響應的時間較短。停下后再啟動時的步驟： 1．考慮前方（上方或下方）是否有請求，有則繼續(xù)前進，無則停止。因而這不是理想的方案。然而這樣對電梯的效率產生消極影響：不必要的等待消耗了大量的時間，而且電梯的運作與用戶的請求無關，當無請求時電梯也照常跑空車，就浪費了大量的電能。層層?？刂品绞降韧诨疖嚨倪\行方式，遇站即停止，開門。為內部請求信號響應效率，其響應效率見式21； pout為外部請求信號響應效率，其響應效率見式22。內部請求優(yōu)先控制方式類似于出租車的工作方式，先將車上人送至目的地，再去載客。8．具有超載報警和故障報警的功能。6．電梯運行規(guī)則：當電梯處于上升模式時，只響應比電梯所在位置高的上樓信號，由下至上依次執(zhí)行，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，如更高層有下樓請求時，則直接升到有下降請求的最高樓接客，然后進入下降模式，但電梯處于下降模式時，則與上升模式相反。4．電梯到達有停站請求的樓層后，開門指示燈亮，開門5s后，電梯門關閉，關門指示燈滅，電梯繼續(xù)運行，直至執(zhí)行完請求信號后停在當前樓層。2．設有電梯所處位置指示裝置以及電梯運行模式（上升或下降）指示裝置。因故障使電梯門不能關閉時，使門重新打開再試關門?？紤]到電梯在載客重量上有限制，而且為了防止因惡作劇而按下過多的轎內指令按鈕，本控制器在安全控制的基礎上還增設了超載報警和故障報警的功能。第2章 電梯控制器的總體設計 本設計以FPGA作為工具對升降電梯的各種操作進行控制，從而來改善電梯的舒適感和運行的可靠性，使電梯安全可靠的運行。目標器件選用FPGA器件，源程序經altera公司quartusⅡ的軟件仿真，并且下載到EDA實驗箱驗證其結果。QuartusⅡ集成環(huán)境支持系統(tǒng)設計、嵌入式系統(tǒng)設計和可編程器件設計的設計輸入、編譯、綜合、布局、布線、時序分析、仿真、編程下載等EDA設計過程[11]。 Altera Quartus II 設計軟件是業(yè)界唯一提供FPGA和固定功能HardCopy器件統(tǒng)一設計流程的設計工具。 quartusⅡ軟件概述QuartusⅡ是Altera公司近幾年推出的新一代、功能強大的可編程邏輯器件設計環(huán)境。其次，VHDL語言在執(zhí)行上具有并發(fā)性，很適合描述電路的并發(fā)性特點。另外，VHDL語言的語法比較嚴格，給閱讀和使用都帶來了極大的好處。可見，無論修改電路還是修改工藝，相互之間不會產生什么不良影響。支持傳輸延遲和慣性延遲，可以更準確的建立復雜的電路硬件模型。2. VHDL語言具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力，可以從系統(tǒng)的數(shù)學模型直到門級電路。硬件描述語言具有如下特點：(Top Down )和基于庫(LibraryBased)的設計方法，而且還支持同步電路、異步電路及其它隨機電路的設計。自IEEE公布了VHDL的標準版本，IEEE1076（簡稱87版)之后，各EDA公司相繼推出了自己的VHDL設計環(huán)境，或宣布自己的設計工具可以和VHDL接口。VHDL誕生于1982年。 。，提高運行安全性，并便于檢修。 ，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化。在電梯控制中正在得到廣泛應用，使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術改造的熱點之一。此種FPGA其芯片內部自帶了FLASH ROM，可以存儲程序而不需要外接ROM，可以節(jié)省了成本和制版面積[9]。不同的編程數(shù)據(jù)，可以產生不同的電路功能。當需要修改FPGA功能時，只需要換一片EPROM即可。目前，大部分的FPGA在使用時都需要外接一個EPROM保存其程序，加電時，F(xiàn)PGA芯片恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠反復使用。它是作為專用集成電路ASIC領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，即解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。隨著FPGA/CPLD應用技術的不斷發(fā)展，它己經成為電梯運行中的關鍵技術。隨著EDA技術的迅速發(fā)展，F(xiàn)PGA/CPLD已經廣泛的應用于電子設計、自動控制、信號處理等各個方面。電梯的控制是比較復雜的，在計算機誕生前，電梯使用繼電接觸器控制的時代，很難生產出質量優(yōu)良的電梯，而現(xiàn)在，隨著技術的發(fā)展，微型計算機在電梯控制上的應用日益廣泛，現(xiàn)在已進入全微機化控制的時代。傳統(tǒng)電梯的平層開始信號由平層感應器發(fā)出[6]。轎廂運行后需確定在哪一層站停車，平層即是指停車時，轎廂的底與門廳“地平面”應相平齊，一般有具體的平層誤差規(guī)定，如平層時兩平面相差不得超過5mm。一般情況下電梯按先上后下的原則安排運送乘客的次序，而且規(guī)定在運行方向確定之后，不響應中途的反向呼喚要求，直到到