电梯群控算法与plc控制程序设计
摘 要在现代科技发达，智能建筑林立的时代，对智能产品的要求也随之提高。电梯的智能化程度也在提高，目的在于节约候梯者的候梯时间，提高生活。本次论文是以一般电梯为例，不考虑其型号外观品牌等，也不考虑电梯的其他控制程序诸如开关门，停启动问题。就单纯地考虑电梯的群控算法与PLC编程。即在大于等于2部电梯的情况下，当有外部请求时，讨论电梯的调度问题。在工业产品控制中，采用PLC编程技术是很好的选择。因为其有高可靠性，可编程性，丰富的IO接口模块，采用模块化结构可以适应各种工业控制的要求，安装简单维修方便等优点。在电梯群控中通过编程仿真来达到智能化的要求。电梯群控算法有很多，如多目标规划电梯群控算法，基于统计近似的电梯群控算法等等。根据实际考察办公楼的性质确定最佳方法。当候梯者在等候电梯，乘坐电梯，到达目的层的整个过程中，等候电梯时间的把握很重要，要优先考虑。选择合适的通信硬件和协议，是将电梯与控制设备联系在一起的最基础重要的关卡。西门子设备中通信协议有很多，如PPI通信协议，MPI通信协议，PROFIBUS通信协议，自由通信协议等。其中PROFIBUS是本次论文所采用的一种协议，最大特点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。
目 录
第一章电梯群控的发展 1
1.1电梯群控的发展 1
1.1.1电梯群控的概念 1
1.1.2电梯群控的由来 1
1.1.3电梯群控的发展 1
1.1.4电梯群控系统组成 2
1.2电梯群控算法 3
1.2.1电梯群控系统的交通模式识别 3
1.2.2基于统计近似的电梯群控系统的智能算法 3
1.2.3电梯群控系统的通讯接口 3
1.2.4基于现场总线的电梯群控模型及其算法 4
第二章PLC控制系统的开发技术 5
2.1PLC的系统设计 5
2.1.1PLC系统设计概述 5
2.1.2被控对象及控制要求 5
2.1.2PLC的选择 5
2.2PLC的编程设计 6
2.2.1PLC编程设计内容 6
2.2.2PLC编程设计数学分析 6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
第三章 电梯群控设计方案 7
3.1流程图 7
3.2数据块 8
3.2.1电梯1数据 8
3.2.2电梯2数据 9
3.2.3电梯3数据 9
3.2.4电梯4数据 10
3.3主程序 12
3.4两个调用程序 16
3.4.1求层数 16
3.4.2求三个数的最小数 18
3.5三台PLC与其电梯的通信 19
第四章 电梯群控方案模拟验证 20
4.1主程序模拟结果 20
4.1.1主程序数据变化过程 21
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章电梯群控的发展
1.1电梯群控的发展
1.1.1电梯群控的概念
所谓电梯群控系统,是指将建筑物中的多部电梯根据大楼的功能及楼层人口分布状况组成梯群，由微机控制系统统一管理电梯群的召唤和指令信号，根据系统设定的优化目标和建筑物中的实际交通状况,产生最优派梯决策的控制系统。可以这么理解这句话，电梯群控的重要组成部分为：
①分析电梯所在大楼的功能
②采集楼层人口分布状况
③电梯群控算法。
目前，在电梯群控系统中主要采用了专家系统、模糊控制、人工神经网络以及遗传算法等人工智能技术。
1.1.2电梯群控的由来
当今时代，是信息化的时代，各种高科技电子产品迅猛发展。放眼城市，高楼林立。在一些智能楼宇中，电梯已然成为不可缺少的元素之一。因此，对电梯的智能化要求也越来越高。
传统的电梯是靠继电器控制系统运行的。与由PLC和PC控制的电梯相比较而言，缺点就是很多了。制造成本高，维修时间长，运行周期短等等，这些都是硬伤。随着计算机的发展，微机控制进入到电梯的发展中，这些缺点都能从根本上得到了转变。PLC控制系统去掉了大部分的继电器，这样系统的结构就会变得简单，外部的接线也会变得简单，从而减少了维修时间，提高了运行周期，制造成本也有所减少。在电梯的控制方面得到了大大的提高。
1.1.3电梯群控的发展
到二十世纪七十年代，基于微处理器的电梯控制器得到了广泛的运用，使得更为复杂的调度算法得以实际实施，由此产生了电梯群控的概念。电梯群控发展经历了以下几个阶段：
1）.采用的是继电器时序控制和预选分区控制，轿厢指派方式为区间指派方式。
2）.硬件采用的是集成电路，可以进行较为复杂的逻辑计算，调度方式是针对每一个具体的呼梯信号指派电梯,控制方式是候梯时间控制，统计特性主要是应用数理统计的方法研究。
3）.计算机应用于电梯群控，控制方式主要是最小时间控制和综合评价函数控制。采用了包括候梯时间，长候梯率，及预测误差在内的多因素作为评价指标，着重研究电梯群控的动态特性。
1.1.4电梯群控系统组成
电梯群控的整个系统可以笼统的分为两大部分，硬件和软件。硬件包括实际电梯的最基本的结构与功能：电梯的曳引系统、导向系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护环节等。外观采用透明的有机硬塑。
电梯的控制部分硬件包括：PLC和PC，数据传输网络系统。PLC运用于电梯的软件部分示意图如下（图11）
图11：电梯群控部分软件示意图
所以，在硬件合格的情况下，当我们需要对目标电梯实现智能化功能时，可以根据具体要求实现编程，这也就是PLC的功能所在。然后依据输入信号传入的值，通过PLC实现对输出信号的连接，进而完成整个控制的软件部分。
1.2电梯群控算法
1.2.1电梯群控系统的交通模式识别
影响电梯群控算法性能的一个重要因素是交通流，这个是以电梯服务系统的乘客数、乘客出现的周期以及乘客的分布情况来描述的。交通流的情况主要与建筑的用途有关，举个例子，对于典型的办公大楼，通常可以将电梯群控系统的交通流分为以下几种模式：
㈠上高峰交通模式，
㈡下高峰交通模式，
㈢ 2 路交通模式，
㈣ 4 路交通模式，
㈤平衡的层间交通模式和空闲交通模式等。
要实现不同算法，根据交通流的状态实时地切换，就需要有一个实时的交通分析模块，以辨识当前的交通模式，然后选择相应的算法。
1.2.2基于统计近似的电梯群控系统的智能算法
提出了一种新的模糊神经网络控制方式，将统计概念应用到电梯群控重要参数的计算中，不需要建立精确数学模型，能够提供最优的控制策略，这样就能合理有效地调度电梯最佳运行。
1.2.3电梯群控系统的通讯接口
CAN设计的三层结构模型为：物理层、数据链路层和应用层。网络物理层和数据链路层的功能由CAN接口器件完成，包括硬件电路和通讯协议两部分。当然，在电梯群控中，在控制单元方面，国内的群控系统多采用通用微处理器（含单片机）或可编程序控制器（PLC），在网络应用方面，以微处理器或单片机为控制单元的系统，多采用CAN总线网络；以PLC为控制单元的群控系统，则使用工业网络（LonWorks局部操作网或各种现场总线（Siemens公司的Profibus、RS485、Intel公司的Bitbus）。
1.2.4基于现场总线的电梯群控模型及其算法
分析了几类现场总线和电梯群控的特点，提出一种基于Profibus现场总线的电梯群控模型和一系列比较容易在现场总线上实现的电梯群控的算法。对多次运行和仿真的结果进行分析比较。
目 录
第一章电梯群控的发展 1
1.1电梯群控的发展 1
1.1.1电梯群控的概念 1
1.1.2电梯群控的由来 1
1.1.3电梯群控的发展 1
1.1.4电梯群控系统组成 2
1.2电梯群控算法 3
1.2.1电梯群控系统的交通模式识别 3
1.2.2基于统计近似的电梯群控系统的智能算法 3
1.2.3电梯群控系统的通讯接口 3
1.2.4基于现场总线的电梯群控模型及其算法 4
第二章PLC控制系统的开发技术 5
2.1PLC的系统设计 5
2.1.1PLC系统设计概述 5
2.1.2被控对象及控制要求 5
2.1.2PLC的选择 5
2.2PLC的编程设计 6
2.2.1PLC编程设计内容 6
2.2.2PLC编程设计数学分析 6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
第三章 电梯群控设计方案 7
3.1流程图 7
3.2数据块 8
3.2.1电梯1数据 8
3.2.2电梯2数据 9
3.2.3电梯3数据 9
3.2.4电梯4数据 10
3.3主程序 12
3.4两个调用程序 16
3.4.1求层数 16
3.4.2求三个数的最小数 18
3.5三台PLC与其电梯的通信 19
第四章 电梯群控方案模拟验证 20
4.1主程序模拟结果 20
4.1.1主程序数据变化过程 21
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章电梯群控的发展
1.1电梯群控的发展
1.1.1电梯群控的概念
所谓电梯群控系统,是指将建筑物中的多部电梯根据大楼的功能及楼层人口分布状况组成梯群，由微机控制系统统一管理电梯群的召唤和指令信号，根据系统设定的优化目标和建筑物中的实际交通状况,产生最优派梯决策的控制系统。可以这么理解这句话，电梯群控的重要组成部分为：
①分析电梯所在大楼的功能
②采集楼层人口分布状况
③电梯群控算法。
目前，在电梯群控系统中主要采用了专家系统、模糊控制、人工神经网络以及遗传算法等人工智能技术。
1.1.2电梯群控的由来
当今时代，是信息化的时代，各种高科技电子产品迅猛发展。放眼城市，高楼林立。在一些智能楼宇中，电梯已然成为不可缺少的元素之一。因此，对电梯的智能化要求也越来越高。
传统的电梯是靠继电器控制系统运行的。与由PLC和PC控制的电梯相比较而言，缺点就是很多了。制造成本高，维修时间长，运行周期短等等，这些都是硬伤。随着计算机的发展，微机控制进入到电梯的发展中，这些缺点都能从根本上得到了转变。PLC控制系统去掉了大部分的继电器，这样系统的结构就会变得简单，外部的接线也会变得简单，从而减少了维修时间，提高了运行周期，制造成本也有所减少。在电梯的控制方面得到了大大的提高。
1.1.3电梯群控的发展
到二十世纪七十年代，基于微处理器的电梯控制器得到了广泛的运用，使得更为复杂的调度算法得以实际实施，由此产生了电梯群控的概念。电梯群控发展经历了以下几个阶段：
1）.采用的是继电器时序控制和预选分区控制，轿厢指派方式为区间指派方式。
2）.硬件采用的是集成电路，可以进行较为复杂的逻辑计算，调度方式是针对每一个具体的呼梯信号指派电梯,控制方式是候梯时间控制，统计特性主要是应用数理统计的方法研究。
3）.计算机应用于电梯群控，控制方式主要是最小时间控制和综合评价函数控制。采用了包括候梯时间，长候梯率，及预测误差在内的多因素作为评价指标，着重研究电梯群控的动态特性。
1.1.4电梯群控系统组成
电梯群控的整个系统可以笼统的分为两大部分，硬件和软件。硬件包括实际电梯的最基本的结构与功能：电梯的曳引系统、导向系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护环节等。外观采用透明的有机硬塑。
电梯的控制部分硬件包括：PLC和PC，数据传输网络系统。PLC运用于电梯的软件部分示意图如下（图11）
图11：电梯群控部分软件示意图
所以，在硬件合格的情况下，当我们需要对目标电梯实现智能化功能时，可以根据具体要求实现编程，这也就是PLC的功能所在。然后依据输入信号传入的值，通过PLC实现对输出信号的连接，进而完成整个控制的软件部分。
1.2电梯群控算法
1.2.1电梯群控系统的交通模式识别
影响电梯群控算法性能的一个重要因素是交通流，这个是以电梯服务系统的乘客数、乘客出现的周期以及乘客的分布情况来描述的。交通流的情况主要与建筑的用途有关，举个例子，对于典型的办公大楼，通常可以将电梯群控系统的交通流分为以下几种模式：
㈠上高峰交通模式，
㈡下高峰交通模式，
㈢ 2 路交通模式，
㈣ 4 路交通模式，
㈤平衡的层间交通模式和空闲交通模式等。
要实现不同算法，根据交通流的状态实时地切换，就需要有一个实时的交通分析模块，以辨识当前的交通模式，然后选择相应的算法。
1.2.2基于统计近似的电梯群控系统的智能算法
提出了一种新的模糊神经网络控制方式，将统计概念应用到电梯群控重要参数的计算中，不需要建立精确数学模型，能够提供最优的控制策略，这样就能合理有效地调度电梯最佳运行。
1.2.3电梯群控系统的通讯接口
CAN设计的三层结构模型为：物理层、数据链路层和应用层。网络物理层和数据链路层的功能由CAN接口器件完成，包括硬件电路和通讯协议两部分。当然，在电梯群控中，在控制单元方面，国内的群控系统多采用通用微处理器（含单片机）或可编程序控制器（PLC），在网络应用方面，以微处理器或单片机为控制单元的系统，多采用CAN总线网络；以PLC为控制单元的群控系统，则使用工业网络（LonWorks局部操作网或各种现场总线（Siemens公司的Profibus、RS485、Intel公司的Bitbus）。
1.2.4基于现场总线的电梯群控模型及其算法
分析了几类现场总线和电梯群控的特点，提出一种基于Profibus现场总线的电梯群控模型和一系列比较容易在现场总线上实现的电梯群控的算法。对多次运行和仿真的结果进行分析比较。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2806.html
