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1智能群梯管理系統實現

11網絡系統結構為保證系統兼容性，采用羅克韋爾PLC及配套模塊，按照工業網絡等級設置及羅克韋爾所支持的通信協議，本文設計了以太網Ethernet／IP和控制網絡ControlNet2層，結構如圖1所示．由圖1可知，管理系統對控制層設備的監控，關鍵在于設置OPC服務器，并建立通用的通信手段，使得上層監控管理平臺的開發擺脫對控制器配套軟件的依賴．

12控制犗犘犆服務器中數據

1．2．1采集OPC項（OPCItem）中數據采集OPCItem中的數據，應該遵守OPC訪問規范（OPCDA）．客戶端程序應該具有服務器（Server）對象、組（Group）對象和項（Item）對象．軟件實現過程如下：打開MicrosoftVisualStudio2010，創建一個Windows窗體項目，在窗體中添加標簽、按鈕．程序設計首先添加OPC端口引用文件RsiOPCAuto．dll，該文件目錄一般為C：＼ProgramFiles＼CommonFiles＼Rockwell．

1．2．2數據寫入OPCItem數據寫入OPCItem與讀取OPCItem中數據相似，客戶端程序應該具有服務器（Server）對象、組（Group）對象和項（Item）對象，其流程與讀取數據的流程相似，不同點是將讀取數據改為寫入數據．

13存儲犗犘犆服務器中重要數據及存儲數據的調用

對電梯的運行進行統計則需要大量的數據，這些數據來自平時電梯的運行，要得到這些數據，需要將OPC服務器中的重要數據導入到Access數據庫中．為了便于觀察，系統具有顯示、查詢數據功能．

1．3．1存儲OPCServer中重要數據對派梯算法有影響的最直接的數據有呼梯信號所在電梯、轎箱外呼梯層、轎箱內呼梯層、呼梯時間．為了保證將所有的呼梯信號存儲到Access數據庫中，程序的掃描方式設置為實時掃描（不間斷掃描）；為了保證不重復的存儲數據，程序設置為當有信號改變時，則將數據導入到Access數據庫中．首先建立Access數據庫，其中包含用戶表（user）和電梯運行信息表（message）；在原有的項目上添加窗體文件，編寫C＃程序，實現客戶端程序與Access數據庫的連接、OPC中數據存入Access數據庫中．

1．3．2分析、篩選數據為了便于數據統計、管理，開發有統計、管理數據界面，能夠顯示數據庫中存儲的電梯按鍵的全部信息，還可以查詢在第犖層停車的所有電梯的名稱及時間．首先添加Form窗體，并改名為Management；在窗體中添加相應的Label，Button，TextBox，DataGridView控件，在DataGridView控件中選擇要顯示的數據源；編寫C＃程序，實現數據顯示、查詢等功能．

2電梯群控系統智能算法

派梯算法的優化原則有時間最短、能耗最低、時間與能耗相結合3種，核心是評價函數的設定．本文使用的時間與能耗相結合的最優原則，需計算以下幾類信息，如樓層、呼叫、轎廂狀態、曳引機狀態等，從而完成評價函數或適合度的評估，計算量小于16犖＋犖（犖－1）／2，其中犖為電梯數量．相較于典型的單一時間最短或能耗最低原則，此算法性能更靈活，同時還應該具有在呼梯高峰期派遣相應電梯到相應層待命的功能．

21系統總流程圖電梯運行時，上位機管理系統定時掃描PLC中的數據，針對群梯系統的實時性特點及考慮輸入、輸出電氣元件的特性，設定0．25s掃描1次，流程圖如圖2所示．

22子系統及其流程圖1）判斷電梯運行最高、最低層．運行最高層是電梯上行轉為下行時的轉折層，最底層即電梯下行轉為上行時的轉折層，其實現過程是，在主程序中添加函數犿犪狓＿犿犻狀（），根據轎廂內有無按鍵將其分為2種情況：當無內部按鍵時，根據上下行呼梯信號及呼梯信號所在樓層判斷電梯運行的最高最低層．當有內部按鍵時，比較上下行按鍵所在樓層、電梯所在當前層，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行規則的一個標志．電梯的運行規則是順向呼梯時，電梯停車，反向呼梯，則需等電梯運行至最高層，反向后再響應反向呼梯信號．電梯的上下行判斷，即當沒有下行信號時，如果電梯上行最大層大于當前層，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）計算電梯的適合度狊狌犻狋（犻）．適合度由計算得出，與數值大小成反比．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應的電梯號反饋到OPC服務器中，同時PLC得到相應數據，執行派梯．

3系統調試及實驗結果

在管理系統的主界面上點擊“啟動”按鈕，則在主界面的文本框中顯示電梯運行的狀態信息，如停車次數、電梯上下行狀態、等待時間、適合度、最高層最低層等，調試時根據這些數據，檢查派梯算法、電梯運行過程是否正確．

31根據電梯的運行過程直觀分析電梯分別停在1層時，在3層、4層分別有一個上行按鈕，結果是電梯1響應3層呼梯信號，電梯2響應4層呼梯信號，與真實要求一致；繼續調試，分別按下5層上行按鈕、2層下行按鈕，結果為電梯2響應5層呼梯信號，電梯1響應2層呼梯信號，與真實要求一致；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，結果是電梯2開門，電梯1響應7層呼梯信號，電梯3響應5層呼梯信號，調試結果與真實情況一致．

32根據數據分析電梯1，2，3，5，6在3層，電梯44層，這時在最短的時間內按下如下按鍵：梯1，內部按鍵2，6，7，梯2，3，5，6分別按下內部按鍵7，外部按鍵按下5層上呼按鈕，其運行數據如圖5所示，數據分析如下．電梯1：下行，響應2層內部按鍵，之后應該響應5層上行按鍵，再響應圖內部按鍵6，7，即響應外呼信號前停車1次，響應外呼信號后停車2次，由于時間差，當按下外呼按鈕后，梯1當前層已經顯示2層，所以其適合度計算為同理狑犪犻狋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，可計算梯2，3，4，5，6的適合度，但由于梯4處于檢修狀態，其適合度為自設值（目的是區別于其他電梯）．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聯機調試，群梯管理系統通過OPCServer與現場設備之間通信，能夠穩定讀取現場設備運行時的數據，并將數據導入到Access數據庫中；系統能夠控制現場設備的運行，如電梯按鍵界面控制電梯的上下行，高頻呼梯時間段設置界面控制電梯在某個時間段內有電梯在相應樓層等候．該系統的智能算法使電梯準確響應呼梯信號，滿足候梯時間與能耗最低的綜合優化原則．

4結論

調試結果表明，系統達到了最初的設計目標，實現了上位機系統與現場設備之間的通信及上位機系統對現場設備控制的目的．由于一些復雜的控制算法不容易用梯形圖來實現，本系統將一些控制算法轉移到PC機上，不僅減少了PLC的負荷，借此可降低系統硬件成本，更使得復雜的控制算法在工程中較容易的實現．

作者：郝雷高月華李光偉王培光單位：河北大學電子信息工程學院羅克韋爾自動化實驗室