群梯管理系統(tǒng)論文范文

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1智能群梯管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

11網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為保證系統(tǒng)兼容性，采用羅克韋爾PLC及配套模塊，按照工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等級(jí)設(shè)置及羅克韋爾所支持的通信協(xié)議，本文設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)Ethernet／IP和控制網(wǎng)絡(luò)ControlNet2層，結(jié)構(gòu)如圖1所示．由圖1可知，管理系統(tǒng)對(duì)控制層設(shè)備的監(jiān)控，關(guān)鍵在于設(shè)置OPC服務(wù)器，并建立通用的通信手段，使得上層監(jiān)控管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)擺脫對(duì)控制器配套軟件的依賴．

12控制犗犘犆服務(wù)器中數(shù)據(jù)

1．2．1采集OPC項(xiàng)（OPCItem）中數(shù)據(jù)采集OPCItem中的數(shù)據(jù)，應(yīng)該遵守OPC訪問(wèn)規(guī)范（OPCDA）．客戶端程序應(yīng)該具有服務(wù)器（Server）對(duì)象、組（Group）對(duì)象和項(xiàng)（Item）對(duì)象．軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：打開(kāi)MicrosoftVisualStudio2010，創(chuàng)建一個(gè)Windows窗體項(xiàng)目，在窗體中添加標(biāo)簽、按鈕．程序設(shè)計(jì)首先添加OPC端口引用文件RsiOPCAuto．dll，該文件目錄一般為C：＼ProgramFiles＼CommonFiles＼Rockwell．

1．2．2數(shù)據(jù)寫入OPCItem數(shù)據(jù)寫入OPCItem與讀取OPCItem中數(shù)據(jù)相似，客戶端程序應(yīng)該具有服務(wù)器（Server）對(duì)象、組（Group）對(duì)象和項(xiàng)（Item）對(duì)象，其流程與讀取數(shù)據(jù)的流程相似，不同點(diǎn)是將讀取數(shù)據(jù)改為寫入數(shù)據(jù)．

13存儲(chǔ)犗犘犆服務(wù)器中重要數(shù)據(jù)及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用

對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)計(jì)則需要大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)自平時(shí)電梯的運(yùn)行，要得到這些數(shù)據(jù)，需要將OPC服務(wù)器中的重要數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Access數(shù)據(jù)庫(kù)中．為了便于觀察，系統(tǒng)具有顯示、查詢數(shù)據(jù)功能．

1．3．1存儲(chǔ)OPCServer中重要數(shù)據(jù)對(duì)派梯算法有影響的最直接的數(shù)據(jù)有呼梯信號(hào)所在電梯、轎箱外呼梯層、轎箱內(nèi)呼梯層、呼梯時(shí)間．為了保證將所有的呼梯信號(hào)存儲(chǔ)到Access數(shù)據(jù)庫(kù)中，程序的掃描方式設(shè)置為實(shí)時(shí)掃描（不間斷掃描）；為了保證不重復(fù)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，程序設(shè)置為當(dāng)有信號(hào)改變時(shí)，則將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Access數(shù)據(jù)庫(kù)中．首先建立Access數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含用戶表（user）和電梯運(yùn)行信息表（message）；在原有的項(xiàng)目上添加窗體文件，編寫C＃程序，實(shí)現(xiàn)客戶端程序與Access數(shù)據(jù)庫(kù)的連接、OPC中數(shù)據(jù)存入Access數(shù)據(jù)庫(kù)中．

1．3．2分析、篩選數(shù)據(jù)為了便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、管理，開(kāi)發(fā)有統(tǒng)計(jì)、管理數(shù)據(jù)界面，能夠顯示數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的電梯按鍵的全部信息，還可以查詢?cè)诘跔螌油＼嚨乃须娞莸拿Q及時(shí)間．首先添加Form窗體，并改名為Management；在窗體中添加相應(yīng)的Label，Button，TextBox，DataGridView控件，在DataGridView控件中選擇要顯示的數(shù)據(jù)源；編寫C＃程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、查詢等功能．

2電梯群控系統(tǒng)智能算法

派梯算法的優(yōu)化原則有時(shí)間最短、能耗最低、時(shí)間與能耗相結(jié)合3種，核心是評(píng)價(jià)函數(shù)的設(shè)定．本文使用的時(shí)間與能耗相結(jié)合的最優(yōu)原則，需計(jì)算以下幾類信息，如樓層、呼叫、轎廂狀態(tài)、曳引機(jī)狀態(tài)等，從而完成評(píng)價(jià)函數(shù)或適合度的評(píng)估，計(jì)算量小于16犖＋犖（犖－1）／2，其中犖為電梯數(shù)量．相較于典型的單一時(shí)間最短或能耗最低原則，此算法性能更靈活，同時(shí)還應(yīng)該具有在呼梯高峰期派遣相應(yīng)電梯到相應(yīng)層待命的功能．

21系統(tǒng)總流程圖電梯運(yùn)行時(shí)，上位機(jī)管理系統(tǒng)定時(shí)掃描PLC中的數(shù)據(jù)，針對(duì)群梯系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性特點(diǎn)及考慮輸入、輸出電氣元件的特性，設(shè)定0．25s掃描1次，流程圖如圖2所示．

22子系統(tǒng)及其流程圖1）判斷電梯運(yùn)行最高、最低層．運(yùn)行最高層是電梯上行轉(zhuǎn)為下行時(shí)的轉(zhuǎn)折層，最底層即電梯下行轉(zhuǎn)為上行時(shí)的轉(zhuǎn)折層，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是，在主程序中添加函數(shù)犿犪狓＿犿犻狀（），根據(jù)轎廂內(nèi)有無(wú)按鍵將其分為2種情況：當(dāng)無(wú)內(nèi)部按鍵時(shí)，根據(jù)上下行呼梯信號(hào)及呼梯信號(hào)所在樓層判斷電梯運(yùn)行的最高最低層．當(dāng)有內(nèi)部按鍵時(shí)，比較上下行按鍵所在樓層、電梯所在當(dāng)前層，得出電梯上下行最高最低層．2）判斷上下行．電梯上下行是電梯運(yùn)行規(guī)則的一個(gè)標(biāo)志．電梯的運(yùn)行規(guī)則是順向呼梯時(shí)，電梯停車，反向呼梯，則需等電梯運(yùn)行至最高層，反向后再響應(yīng)反向呼梯信號(hào)．電梯的上下行判斷，即當(dāng)沒(méi)有下行信號(hào)時(shí)，如果電梯上行最大層大于當(dāng)前層，則電梯上行，即UP［犻］＝true，否則UP［犻］＝false；同理，可知判斷DOWN［犻］的真假．3）計(jì)算電梯的適合度狊狌犻狋（犻）．適合度由計(jì)算得出，與數(shù)值大小成反比．流程圖如圖3所示．4）選擇適合度最高的電梯．比較各電梯的狊狌犻狋（犻），狊狌犻狋（犻）取最小值，如圖4所示．5）將最適合的電梯所對(duì)應(yīng)的電梯號(hào)反饋到OPC服務(wù)器中，同時(shí)PLC得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，執(zhí)行派梯．

3系統(tǒng)調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在管理系統(tǒng)的主界面上點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，則在主界面的文本框中顯示電梯運(yùn)行的狀態(tài)信息，如停車次數(shù)、電梯上下行狀態(tài)、等待時(shí)間、適合度、最高層最低層等，調(diào)試時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)，檢查派梯算法、電梯運(yùn)行過(guò)程是否正確．

31根據(jù)電梯的運(yùn)行過(guò)程直觀分析電梯分別停在1層時(shí)，在3層、4層分別有一個(gè)上行按鈕，結(jié)果是電梯1響應(yīng)3層呼梯信號(hào)，電梯2響應(yīng)4層呼梯信號(hào)，與真實(shí)要求一致；繼續(xù)調(diào)試，分別按下5層上行按鈕、2層下行按鈕，結(jié)果為電梯2響應(yīng)5層呼梯信號(hào)，電梯1響應(yīng)2層呼梯信號(hào)，與真實(shí)要求一致；再次按順序按下5層下行按鈕、7層上行按鈕、3層上行按鈕，結(jié)果是電梯2開(kāi)門，電梯1響應(yīng)7層呼梯信號(hào)，電梯3響應(yīng)5層呼梯信號(hào)，調(diào)試結(jié)果與真實(shí)情況一致．

32根據(jù)數(shù)據(jù)分析電梯1，2，3，5，6在3層，電梯44層，這時(shí)在最短的時(shí)間內(nèi)按下如下按鍵：梯1，內(nèi)部按鍵2，6，7，梯2，3，5，6分別按下內(nèi)部按鍵7，外部按鍵按下5層上呼按鈕，其運(yùn)行數(shù)據(jù)如圖5所示，數(shù)據(jù)分析如下．電梯1：下行，響應(yīng)2層內(nèi)部按鍵，之后應(yīng)該響應(yīng)5層上行按鍵，再響應(yīng)圖內(nèi)部按鍵6，7，即響應(yīng)外呼信號(hào)前停車1次，響應(yīng)外呼信號(hào)后停車2次，由于時(shí)間差，當(dāng)按下外呼按鈕后，梯1當(dāng)前層已經(jīng)顯示2層，所以其適合度計(jì)算為同理狑犪犻狋狋犻犿犲犉［1］＝（5－2）×2＋1×5＝11狑犪犻狋狋犻犿犲犔［1］＝2×5＝10，同理狊狌犻狋［1］＝狑犪犻狋狋犻犿犲犉×0．7＋狑犪犻狋狋犻犿犲犔×0．3＝10．7，同理，可計(jì)算梯2，3，4，5，6的適合度，但由于梯4處于檢修狀態(tài)，其適合度為自設(shè)值（目的是區(qū)別于其他電梯）．犉犻犵．5犕狅狀犻狋狅狉狑犻狀犱狅狑狊狅犳犲犾犲狏犪狋狅狉狅狆犲狉犪狋犻狅狀經(jīng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，群梯管理系統(tǒng)通過(guò)OPCServer與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間通信，能夠穩(wěn)定讀取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Access數(shù)據(jù)庫(kù)中；系統(tǒng)能夠控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，如電梯按鍵界面控制電梯的上下行，高頻呼梯時(shí)間段設(shè)置界面控制電梯在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)有電梯在相應(yīng)樓層等候．該系統(tǒng)的智能算法使電梯準(zhǔn)確響應(yīng)呼梯信號(hào)，滿足候梯時(shí)間與能耗最低的綜合優(yōu)化原則．

4結(jié)論

調(diào)試結(jié)果表明，系統(tǒng)達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信及上位機(jī)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的目的．由于一些復(fù)雜的控制算法不容易用梯形圖來(lái)實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)將一些控制算法轉(zhuǎn)移到PC機(jī)上，不僅減少了PLC的負(fù)荷，借此可降低系統(tǒng)硬件成本，更使得復(fù)雜的控制算法在工程中較容易的實(shí)現(xiàn)．

作者：郝雷高月華李光偉王培光單位：河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院羅克韋爾自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室