控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結構

1、控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結構目錄控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結構 11請求層11.1按鈕2電梯按鈕2樓層按鈕21.2指示燈2按鈕指示燈2電梯指示燈22狀態(tài)層32.1電梯組成3曳引系統(tǒng)3導向系統(tǒng)3轎廂3門系統(tǒng)3重量平衡系統(tǒng)3電力拖動系統(tǒng)4電氣控制系統(tǒng)4安全保護系統(tǒng) 42.2具體原理42.3狀態(tài)轉換圖5系統(tǒng)功能5用例說明5狀態(tài)轉換圖62.4狀態(tài)列表62.5 事件 Event72.6狀態(tài)遷移表73響應層73.1獲取請求8故障按鈕8電梯按鈕請求獲取 8樓層按鈕請求獲取83.2調度算法8故障按鈕調度8樓層按鈕和電梯按鈕調度 83.3選擇電梯9故障選擇 9332正常選擇94數據層94.1算

2、法9傳統(tǒng)電梯調度算法 9實時電梯調度算法 104.2維修記錄114.3故障日志12控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結構1請求層用戶通過按鈕來表示自己的請求，如上下樓層或在電梯內選擇將要到達的樓1.1按鈕電梯按鈕、樓層按鈕電梯按鈕其中每部電梯有m+1個按鈕，表示1-m層以及一個應急按鈕。當按下已經按 鈕時，發(fā)送應急請求，立即將該電梯轉為停止狀態(tài)，并聯(lián)系管理員。樓層按鈕除頂層和底層外的樓層有“上”和“下”兩個按鈕，頂層只有“下”按鈕， 底層只有“上”按鈕。樓層按鈕表示用戶的移動方向。1.2指示燈按鈕指示燈、電梯指示燈按鈕指示燈每個電梯按鈕以及樓層按鈕都有自己的指示燈。當用戶按下按鈕時，指示燈亮，

3、表示電梯管理系統(tǒng)已經正確地獲取了來自用戶的請求。當某個請求完成之后，代表該請求的指示燈由亮變暗。而當所有的指示燈都為滅時，表示該電梯處于空 閑狀態(tài)。電梯指示燈每層樓的每部電梯上方都有一個大型的指示燈，即每部電梯共有m個指示燈；整棟樓共有mx n個指示燈。當該電梯停止在當前樓層時，該電梯在本樓層 的指示燈會亮。2狀態(tài)層狀態(tài)層是對電梯運行狀態(tài)的一個描述，一般有空閑停止狀態(tài)，使用中一 上升，下降或接到調度命令，故障狀態(tài)一一暫停使用等。2.1電梯組成曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。導向系統(tǒng)導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的

4、活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統(tǒng)主要由導軌，導靴和導軌架組成。轎廂轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件， 是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎 廂體組成。門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重 量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝 置組成。電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成。電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運

5、行實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏（柜），平層裝置，選層器等組成。安全保護系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。 由電梯限速器、安 全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開 關裝置組成。2.2具體原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通 過減速器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力， 實現(xiàn)轎 廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘， 使電梯運轉

6、，在失電情況下制動，使轎廂停止 升降，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)， 供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或 其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來 補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確停 靠。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。 安全裝置保證電梯運行安全2.3狀態(tài)轉換圖231系統(tǒng)功能1）響應用戶召喚指令。當用戶需要電梯時可以通過按樓層按鈕召喚電梯。2）進入電梯后，乘客可以通過電梯按鈕選擇目的樓層。3）當電梯到達調用樓層后，判斷是否響應停止運行，開啟電梯門

7、，完成調度 .4）當電梯到達非調用樓層是，不作響應，繼續(xù)運行。5）乘客在電梯中能夠知道電梯的運動狀態(tài)，如運動方向、電梯運行到的樓層等。6）電梯超載報警。用例說明用例名稱描述電梯召喚當用戶需要使用電梯時，通過按樓層按 鈕通知電梯管理系統(tǒng)目的地請求進入電梯后，乘客可以通過電梯按鈕選 擇目的樓層電梯到達調度樓層當電梯到達調度樓層后，判斷是否響 應，如果響應則停止運行，打開電梯門， 完成調度，否則繼續(xù)運行。電梯到達非調度樓層當電梯到達非調度樓層，不作響應，繼續(xù)運行電梯就緒電梯不處于忙碌狀態(tài)，符合運行要求， 隨時可以召喚電梯超載電梯所載重量超過額定載荷，給出報警 信號，停止運行電梯不超載電梯所載重量沒有

8、超過額定載荷，可以正常運行233狀態(tài)轉換圖常底層電晦I這朋屋IFJ蜀屢劉斛2.4狀態(tài)列表由上述狀態(tài)圖，列舉狀態(tài)如下：停止狀態(tài)：stop，門是關閉的電梯上升中：up電梯下降中：dow n電梯開門：ope n超載報警狀態(tài)：warni ng，門是開著的說明：開機即Stop狀態(tài).電梯停止狀態(tài)包含關門狀態(tài)，開門為單獨一個狀態(tài)2.5事件Event電梯可接收的事件如下：上 EVENT_UP下 EVENT_DOWN到達樓層EVENT_STOP開門EVENT_OPEN關門EVENT_CLOSE告警EVENT_WARN消除告警EVENT DELWARN這些事件由硬件根據當前的機械狀況產生，比如有人在某層按了按鈕，

9、硬件或控制系統(tǒng)會根據實際情況給電梯發(fā)上/下事件。電梯狀態(tài)機負責在當前狀態(tài)下 處理相應事件，以便跳轉到下一個新的狀態(tài)，產生新的運行結果。本層只重點關 注電梯本身的狀態(tài)切換模型。2.6狀態(tài)遷移表當前狀態(tài)Eve nt類型轉換狀態(tài)StopEVENT_UPupstopEVENT_DOWNdow nope nEVENT_CLOSEstopope nEVENT_WARNwarni ngupEVENT_STOPstopdow nEVENT_STOPstopstopEVENT_OPENope nwarni ngEVENT_DELWARNope n3響應層響應層負責獲取用戶給予的請求，包括樓層中的按鈕、電梯內的按

10、鈕和故障 按鈕，調用相對應的算法，給予用戶指示燈的響應、電梯的調度以及故障的處理。3.1獲取請求故障按鈕系統(tǒng)直接獲取故障按鈕的請求，從狀態(tài)層中查詢包含故障電梯號、故障層數 以及故障發(fā)生時電梯的數據等相關數據。故障按鈕響應為第一優(yōu)先度，無論電梯處于何種狀態(tài)，優(yōu)先處理故障請求。電梯按鈕請求獲取系統(tǒng)從請求層中獲取電梯按鈕的請求，從狀態(tài)層中獲取電梯狀態(tài)、電梯當前所在樓層等數據。樓層按鈕請求獲取系統(tǒng)從請求層中獲取樓層按鈕的請求，從狀態(tài)層中獲取電梯狀態(tài)、請求樓層 等數據。3.2調度算法故障按鈕調度系統(tǒng)接到故障請求后，調用數據層的故障算法進行計算，故障算法調度優(yōu)先 度優(yōu)于其他所有算法。樓層按鈕和電梯按鈕調度

11、系統(tǒng)獲取正常請求后，根據不同的情況（如：是否有空閑電梯、電梯方向與 樓層方向等）調用最優(yōu)的算法3.3選擇電梯331故障選擇系統(tǒng)最先處理故障算法結果，根據計算結果，對電梯采取停止、開門以及返 回第一層等相關操作，并把相關信息反饋至數據層，以確保電梯內用戶安全為第 一優(yōu)先。正常選擇系統(tǒng)通過算法結果調度電梯，選擇哪一個電梯該去那一層，并修改電梯相關 數據，反饋信息給數據層。4數據層4.1算法傳統(tǒng)電梯調度算法1) 先來先服務算法(FCFS)先來先服務(FCFS-First Come FirstServe)算法，是一種隨即服務算法，它不僅沒有對尋找樓層進行優(yōu)化， 也沒有實時性的特征，它是一種最簡單的 電

12、梯調度算法。它根據乘客請求乘坐電梯的先后次序進行調度。此算法的優(yōu)點是 公平、簡單，且每個乘客的請求都能依次地得到處理， 不會出現(xiàn)某一乘客的請求 長期得不到滿足的情況2) 最短尋找樓層時間優(yōu)先算法(SSTF)最短尋找樓層時間優(yōu)先(SSTF-Shortest Seek Time First)算法，它注重電梯尋找樓層的優(yōu)化。最短尋找樓層時間優(yōu)先算法選擇下一個服務對象的原則是 最短尋找樓層的時間。這樣請求隊列中距當前能夠最先到達的樓層的請求信號就 是下一個服務對象。3) 掃描算法(SCAN)掃描算法(SCAN是一種按照樓層順序依次服務請求，它讓電梯在最底層和最 頂層之間連續(xù)往返運行，在運行過程中響應處

13、在于電梯運行方向相同的各樓層上 的請求。它進行尋找樓層的優(yōu)化，效率比較高，但它是一個非實時算法。掃描算 法較好地解決了電梯移動的問題，在這個算法中，每個電梯響應乘客請求使乘客 獲得服務的次序是由其發(fā)出請求的乘客的位置與當前電梯位置之間的距離來決 定的，所有的與電梯運行方向相同的乘客的請求在一次電向上運行或向下運行的 過程中完成，免去了電梯頻繁的來回移動。4) LOOK法LOOK法是掃描算法的一種改進。對LOOK法而言，電梯同樣在最底層和 最頂層之間運行。但當LOOKf法發(fā)現(xiàn)電梯所移動的方向上不再有請求時立即改 變運行方向，而掃描算法則需要移動到最底層或者最頂層時才改變運行方向。實時電梯調度算法

14、1) 最早截止期優(yōu)先調度算法最早截止期優(yōu)先(EDF-EarliestDeadline First)調度算法是最簡單的實時電梯調度算法，它的缺點就是造成電梯任意地尋找樓層，導致極低的電梯吞吐率。它與FCFS調度算法類似，EDF算法是電梯實時調度算法中最簡單的調度算 法。它響應請求隊列中時限最早的請求，是其它實時電梯調度算法性能衡量的基 準和特例。2) SCAN-EDI算法SCAN-ED算法是SCANT法和EDF算法相結合的產物。SCAN-ED算法先按照 EDF算法選擇請求列隊中哪一個是下一個服務對象，而對于具有相同時限的請 求，則按照SCANT法服務每一個請求。它的效率取決于有相同deadlin

15、e的數目， 因而效率是有限的。3) PI算法PI(PriorityIn versio n)算法將請求隊列中的請求分成兩個優(yōu)先級，它首先保證高優(yōu)先級隊列中的請求得到及時響應， 再搞優(yōu)先級隊列為空的情況下在相 應地優(yōu)先級隊列中的請求。4) FD-SCAF算法FD-SCAN(Feasible Deadli ne SCAN算法首先從請求隊列中找出時限最 早、從當前位置開始移動又可以滿足其時限要求的請求，作為下一次SCAN勺方 向。并在電梯所在樓層向該請求信號運行的過程中響應處在與電梯運行方向相同 且電梯可以經過的請求信號。這種算法忽略了用SCAN算法相應其它請求的開銷， 因此并不能確保服務對象時限最終得到滿足。4.2維修記錄根據相應的電梯維修情況填寫如下所示的電梯維修記錄表，存入相應的數據庫方便調用。電梯維修記錄表報修人：電梯管理員：年 月曰維修人員電梯位置報修時間維修時間報修故障電梯編號到達時間結束時間檢定結論（含技術參數功能）：維修過程和安全措施：更換配件說明：備注：注：此表維修人員填寫寬格四項其它均為報修人員填寫4.3故障日志根據電梯每日相應的運行情況填寫如下所示的電梯運行日志表格，形成相應的電梯運行日志，存入相應的數據庫方便調用