单元六 · 电梯运行的控制
第20课 找找电梯子系统
一、学习目标
- 了解电梯系统中包含的主要子系统。
- 熟练绘制控制系统工作过程示意图。
- 熟练描述控制系统中各模块状态的真值。
二、情境导入
为了方便人们上下楼，很多地方都会安装电梯。常见的有扶梯和轿厢电梯两种：扶梯多见于商场、超市、机场、火车站等人流量大的公共场所；轿厢电梯多见于住宅楼、办公楼等。
妈妈下班回家上楼时：按上行键呼叫 → 门开进入轿厢 → 刷卡确认身份并选 3 层 → 门关闭自动运行 → 到达 3 层后门自动打开。看似简单，背后有多个功能复杂的控制系统在支撑。
三、核心讲解
本课学习路径：
1．找出电梯系统中的主要子系统
电梯属于复杂系统，可分解为多个子系统。对照「妈妈坐电梯」的过程，可参考：
| 子系统 | 功能简述 |
|---|---|
| 呼叫系统 | 向控制器发送停靠指令，呼叫电梯到乘客所在楼层 |
| 刷卡（身份验证）系统 | 检测是否有使用权限；验证通过后楼层编号键才有效 |
| 楼层编号按键系统 | 选择要到达的楼层，并向控制器发送停靠指令 |
| 超载警报系统 | 检测轿厢载重是否超过标准 |
| 楼层指示灯系统 | 显示当前楼层，接收楼层指令并闪烁提示 |
想一想：从进门到出门，你们小组还想到了哪些子系统？
2．绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图
妈妈按上行键呼叫后，电梯到达该层并开门。重点分清输入、计算、输出：
输入
按键发出的呼叫指令
计算
分析处理，生成控制指令
输出
电梯到达并开门
想一想：在下方「电梯系统模拟」中观察呼叫过程，你画的示意图是否对应输入—计算—输出？
3．找一找电梯各个子系统中的开关量
开关量只有两种相对状态（开/关、真/假、高/低），常用 1 和 0 表示。作为输入可反映接通与断开；作为输出可控制设备启停。
| 子系统 | 开关量举例 |
|---|---|
| 呼叫系统 | 按上行/下行键 → 产生开关量指令，告知呼叫位置 |
| 刷卡（身份验证） | 刷卡比对通过 → 产生开关量，启用楼层数字键 |
| 楼层编号按键 | 按下楼层键 → 产生开关量，启动运行 |
| 超载警报 | 载重与标准比较 → 产生开关量，报警器闭合 |
| 楼层指示灯 | 楼层检测结果 → 产生开关量，对应数字闪烁 |
4．描述工作过程中输入与输出状态的真值
用 1 表示真、0 表示假，描述「按上行键」与「电梯到达并开门」的对应关系：
| 输入（按上行/下行键） | 输出（电梯到达并开门） |
|---|---|
| 0 | 假（未呼叫则不按该过程开门到达） |
| 1 | 真（经分析处理后到达并开门） |
这里的输入与输出都是开关量；用真值表能更清晰掌握系统状态。
弄清以上要点后，在下方 MixGo MINI 中体验「电梯系统模拟」与「烟雾报警模拟」。
四、动手体验 · MixGo MINI
本课共 2 个编程示例，请用下拉切换后分别载入体验。
电梯系统模拟
正在载入 MINI 编程环境
正在载入 MixGo MINI 图形化仿真编程环境…
五、课堂总结
- 复杂的电梯系统可以分解为多个子系统。
- 电梯呼叫系统的工作过程也包含输入、计算、输出三个环节。
- 运行过程中会产生很多开关量，它们发出的指令控制各开关状态。
- 用 1、0 描述输入与输出状态的真值，借助真值表能更清晰掌握系统状态。
六、拓展提升
给电梯加装烟雾警报系统：气体传感器检测到烟雾浓度超过阈值时，向控制器发送数据，接通电路并发出警报。分析各环节数据哪些是连续量、哪些是开关量：
| 工作环节 | 烟雾浓度检测 | 判断是否超标 | 报警器开与关 | 发出警报 |
|---|---|---|---|---|
| 连续量 | 空气中烟雾浓度 | — | — | 声音强弱等（可视为连续表现） |
| 开关量 | — | 是否超标的判断指令 | 接通/断开指令 | — |
可在下方「烟雾报警模拟」中调节浓度，观察状态变化，并找出程序里产生开关量的语句。
测评
对照本课学习目标作答；选出后点「检查」。答错会显示简短说明。
-
下列哪一项属于电梯系统中的子系统？
-
用「输入—计算—输出」描述电梯呼叫过程，下列哪项最合适？
-
关于电梯中的开关量，下列说法正确的是：
本节小结
回顾：电梯子系统、呼叫过程示意、开关量与真值。完成下方编程体验与测评。