控制N部M层电梯协同工作的软件体系结构

1、控制N部M层电梯协同工作的软件体系结构目录控制N部M层电梯协同工作的软件体系结构 11请求层11.1按钮2电梯按钮2楼层按钮21.2指示灯2按钮指示灯2电梯指示灯22状态层32.1电梯组成3曳引系统3导向系统3轿厢3门系统3重量平衡系统3电力拖动系统4电气控制系统4安全保护系统 42.2具体原理42.3状态转换图5系统功能5用例说明5状态转换图62.4状态列表62.5 事件 Event72.6状态迁移表73响应层73.1获取请求8故障按钮8电梯按钮请求获取 8楼层按钮请求获取83.2调度算法8故障按钮调度8楼层按钮和电梯按钮调度 83.3选择电梯9故障选择 9332正常选择94数据层94.1算

2、法9传统电梯调度算法 9实时电梯调度算法 104.2维修记录114.3故障日志12控制N部M层电梯协同工作的软件体系结构1请求层用户通过按钮来表示自己的请求，如上下楼层或在电梯内选择将要到达的楼1.1按钮电梯按钮、楼层按钮电梯按钮其中每部电梯有m+1个按钮，表示1-m层以及一个应急按钮。当按下已经按 钮时，发送应急请求，立即将该电梯转为停止状态，并联系管理员。楼层按钮除顶层和底层外的楼层有“上”和“下”两个按钮，顶层只有“下”按钮， 底层只有“上”按钮。楼层按钮表示用户的移动方向。1.2指示灯按钮指示灯、电梯指示灯按钮指示灯每个电梯按钮以及楼层按钮都有自己的指示灯。当用户按下按钮时，指示灯亮，

3、表示电梯管理系统已经正确地获取了来自用户的请求。当某个请求完成之后，代表该请求的指示灯由亮变暗。而当所有的指示灯都为灭时，表示该电梯处于空 闲状态。电梯指示灯每层楼的每部电梯上方都有一个大型的指示灯，即每部电梯共有m个指示灯；整栋楼共有mx n个指示灯。当该电梯停止在当前楼层时，该电梯在本楼层 的指示灯会亮。2状态层状态层是对电梯运行状态的一个描述，一般有空闲停止状态，使用中一 上升，下降或接到调度命令，故障状态一一暂停使用等。2.1电梯组成曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的

4、活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。轿厢轿厢是运送乘客和货物的电梯组件， 是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿 厢体组成。门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重 量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装 置组成。电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运

5、行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏（柜），平层装置，选层器等组成。安全保护系统保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。 由电梯限速器、安 全钳、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制装置、限位开 关装置组成。2.2具体原理曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通 过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力， 实现轿 厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸， 使电梯运转

6、，在失电情况下制动，使轿厢停止 升降，并在指定层站上维持其静止状态， 供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或 其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来 补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停 靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。 安全装置保证电梯运行安全2.3状态转换图231系统功能1）响应用户召唤指令。当用户需要电梯时可以通过按楼层按钮召唤电梯。2）进入电梯后，乘客可以通过电梯按钮选择目的楼层。3）当电梯到达调用楼层后，判断是否响应停止运行，开启电梯门

7、，完成调度 .4）当电梯到达非调用楼层是，不作响应，继续运行。5）乘客在电梯中能够知道电梯的运动状态，如运动方向、电梯运行到的楼层等。6）电梯超载报警。用例说明用例名称描述电梯召唤当用户需要使用电梯时，通过按楼层按 钮通知电梯管理系统目的地请求进入电梯后，乘客可以通过电梯按钮选 择目的楼层电梯到达调度楼层当电梯到达调度楼层后，判断是否响 应，如果响应则停止运行，打开电梯门， 完成调度，否则继续运行。电梯到达非调度楼层当电梯到达非调度楼层，不作响应，继续运行电梯就绪电梯不处于忙碌状态，符合运行要求， 随时可以召唤电梯超载电梯所载重量超过额定载荷，给出报警 信号，停止运行电梯不超载电梯所载重量没有

8、超过额定载荷，可以正常运行233状态转换图常底层电晦I这朋屋IFJ蜀屢劉斛2.4状态列表由上述状态图，列举状态如下：停止状态：stop，门是关闭的电梯上升中：up电梯下降中：dow n电梯开门：ope n超载报警状态：warni ng，门是开着的说明：开机即Stop状态.电梯停止状态包含关门状态，开门为单独一个状态2.5事件Event电梯可接收的事件如下：上 EVENT_UP下 EVENT_DOWN到达楼层EVENT_STOP开门EVENT_OPEN关门EVENT_CLOSE告警EVENT_WARN消除告警EVENT DELWARN这些事件由硬件根据当前的机械状况产生，比如有人在某层按了按钮，

9、硬件或控制系统会根据实际情况给电梯发上/下事件。电梯状态机负责在当前状态下 处理相应事件，以便跳转到下一个新的状态，产生新的运行结果。本层只重点关 注电梯本身的状态切换模型。2.6状态迁移表当前状态Eve nt类型转换状态StopEVENT_UPupstopEVENT_DOWNdow nope nEVENT_CLOSEstopope nEVENT_WARNwarni ngupEVENT_STOPstopdow nEVENT_STOPstopstopEVENT_OPENope nwarni ngEVENT_DELWARNope n3响应层响应层负责获取用户给予的请求，包括楼层中的按钮、电梯内的按

10、钮和故障 按钮，调用相对应的算法，给予用户指示灯的响应、电梯的调度以及故障的处理。3.1获取请求故障按钮系统直接获取故障按钮的请求，从状态层中查询包含故障电梯号、故障层数 以及故障发生时电梯的数据等相关数据。故障按钮响应为第一优先度，无论电梯处于何种状态，优先处理故障请求。电梯按钮请求获取系统从请求层中获取电梯按钮的请求，从状态层中获取电梯状态、电梯当前所在楼层等数据。楼层按钮请求获取系统从请求层中获取楼层按钮的请求，从状态层中获取电梯状态、请求楼层 等数据。3.2调度算法故障按钮调度系统接到故障请求后，调用数据层的故障算法进行计算，故障算法调度优先 度优于其他所有算法。楼层按钮和电梯按钮调度

11、系统获取正常请求后，根据不同的情况（如：是否有空闲电梯、电梯方向与 楼层方向等）调用最优的算法3.3选择电梯331故障选择系统最先处理故障算法结果，根据计算结果，对电梯采取停止、开门以及返 回第一层等相关操作，并把相关信息反馈至数据层，以确保电梯内用户安全为第 一优先。正常选择系统通过算法结果调度电梯，选择哪一个电梯该去那一层，并修改电梯相关 数据，反馈信息给数据层。4数据层4.1算法传统电梯调度算法1) 先来先服务算法(FCFS)先来先服务(FCFS-First Come FirstServe)算法，是一种随即服务算法，它不仅没有对寻找楼层进行优化， 也没有实时性的特征，它是一种最简单的 电

12、梯调度算法。它根据乘客请求乘坐电梯的先后次序进行调度。此算法的优点是 公平、简单，且每个乘客的请求都能依次地得到处理， 不会出现某一乘客的请求 长期得不到满足的情况2) 最短寻找楼层时间优先算法(SSTF)最短寻找楼层时间优先(SSTF-Shortest Seek Time First)算法，它注重电梯寻找楼层的优化。最短寻找楼层时间优先算法选择下一个服务对象的原则是 最短寻找楼层的时间。这样请求队列中距当前能够最先到达的楼层的请求信号就 是下一个服务对象。3) 扫描算法(SCAN)扫描算法(SCAN是一种按照楼层顺序依次服务请求，它让电梯在最底层和最 顶层之间连续往返运行，在运行过程中响应处

13、在于电梯运行方向相同的各楼层上 的请求。它进行寻找楼层的优化，效率比较高，但它是一个非实时算法。扫描算 法较好地解决了电梯移动的问题，在这个算法中，每个电梯响应乘客请求使乘客 获得服务的次序是由其发出请求的乘客的位置与当前电梯位置之间的距离来决 定的，所有的与电梯运行方向相同的乘客的请求在一次电向上运行或向下运行的 过程中完成，免去了电梯频繁的来回移动。4) LOOK法LOOK法是扫描算法的一种改进。对LOOK法而言，电梯同样在最底层和 最顶层之间运行。但当LOOKf法发现电梯所移动的方向上不再有请求时立即改 变运行方向，而扫描算法则需要移动到最底层或者最顶层时才改变运行方向。实时电梯调度算法

14、1) 最早截止期优先调度算法最早截止期优先(EDF-EarliestDeadline First)调度算法是最简单的实时电梯调度算法，它的缺点就是造成电梯任意地寻找楼层，导致极低的电梯吞吐率。它与FCFS调度算法类似，EDF算法是电梯实时调度算法中最简单的调度算 法。它响应请求队列中时限最早的请求，是其它实时电梯调度算法性能衡量的基 准和特例。2) SCAN-EDI算法SCAN-ED算法是SCANT法和EDF算法相结合的产物。SCAN-ED算法先按照 EDF算法选择请求列队中哪一个是下一个服务对象，而对于具有相同时限的请 求，则按照SCANT法服务每一个请求。它的效率取决于有相同deadlin

15、e的数目， 因而效率是有限的。3) PI算法PI(PriorityIn versio n)算法将请求队列中的请求分成两个优先级，它首先保证高优先级队列中的请求得到及时响应， 再搞优先级队列为空的情况下在相 应地优先级队列中的请求。4) FD-SCAF算法FD-SCAN(Feasible Deadli ne SCAN算法首先从请求队列中找出时限最 早、从当前位置开始移动又可以满足其时限要求的请求，作为下一次SCAN勺方 向。并在电梯所在楼层向该请求信号运行的过程中响应处在与电梯运行方向相同 且电梯可以经过的请求信号。这种算法忽略了用SCAN算法相应其它请求的开销， 因此并不能确保服务对象时限最终得到满足。4.2维修记录根据相应的电梯维修情况填写如下所示的电梯维修记录表，存入相应的数据库方便调用。电梯维修记录表报修人：电梯管理员：年 月曰维修人员电梯位置报修时间维修时间报修故障电梯编号到达时间结束时间检定结论（含技术参数功能）：维修过程和安全措施：更换配件说明：备注：注：此表维修人员填写宽格四项其它均为报修人员填写4.3故障日志根据电梯每日相应的运行情况填写如下所示的电梯运行日志表格，形成相应的电梯运行日志，存入相应的数据库方便调用