并联电梯控制程序的优化设计.doc

本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-I-并联电梯控制程序的优化设计摘要电梯是高层建筑必不可少的交通工具。在规模较大的建筑内常常安装两台或两台以上的电梯。为了提高电梯的运行效率，两台电梯通常采用并联控制，两台以上的电梯则采用群控。在两台电梯的并联控制中，并联调度算法是整个控制系统的核心。调度算法的合理性与否直接影响到电梯运行效率的高低。在分析电梯集选控制功能的基础上，设计两台PLC和两台变频器组成的10层电梯的并联控制系统，给出系统组成框图，编写电梯并联控制程序，并详细阐述该系统的并联功能和软件的设计方法。两台PLC并联控制系统之间采用欧姆龙的CJ1M型PLC进行1：1链接通信交换信息，共享厅外召唤信号、层楼信号和运行方向信号，实现两部电梯的并联调度控制。控制程序根据两台电梯的运行状态、运行方向、轿厢与呼梯信号的位置，来决定由哪台电梯响应呼梯信号。采用了PLC串行通讯的方法,构成双PLC的控制系统,实现了两部电梯的并联调度控制,并采用厅外呼梯信号单梯采样双梯共享的技术,节省了硬件资源,降低了系统成本。关键词并联电梯；PLC；调度原则；优化控制算法本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-II-OptimizationofparallelelevatorcontrolprogramdesignElevatorsareindispensableverticaltraffictransportinthehighbuildings.Therearealwaystwoormorethantwoelevatorsinalargescalebuilding.Inordertoimprovetheefficiencyoftheelevators，parallelcontrolisalwaysusedindoubleelevator，andgroupcontrolisusedinmorethantwoelevators.Dispatchalgorithmisthecenterofthesystemintheelevatorsparallelcontrol.Therationalityofthedispatchalgorithminfluencestheefficiencyoftheelevators.Basedontheanalysesofthecollectiveselectivecontrolfunctionofelevators，aparallelcontrolsystemwasgiveninthispaper.The1-layers-elevatorsparallelcontrolsystemwascomposedoftwoPLCsandtwoinvertors.Thesystemstructureandtheparallelcontrolprogrammerweregiven.Theparallelcontrolfunction，designmethodsofhardwareandsoftwareofthissystemwereintroduced.Thel：1PLC-LINKcommunicationsystemofOMRONwasusedbetweentwoPLCs.Bymeansoftheserialcommunication，theoutercallingsignals，thepositionsignalsandthedirectionsignalsweresharedbythetwoelevators，andtheparallelcontrolwasrealized.Accordingtotheperformstatus，thedirectionoftwoelevators，thepositionoftheelevatorearsandtheoutercallingsignals，ajudgewasmadebythecontrolprogrammerthatwhichoneelevatortorespondtheoutercallingsignals.APLCparallelcontrolsystemwithnocontrolprioritywhichusedthePLCserialcommunicationmethodisintroduced.Thissystemhasheenusedtocontrolandmanagetwoparal2lelelevators.Thetechniquewhichtwoparallelelevatorssharetheoutercallingbycomm.unincautionbutonlyoneofthemsamplesthesignalshasbeenrealizedinthissystem.KeywordsParallelcontrol；Elevator；Programmablecontroller；Dispatchprinciple；Controlalgorithm,OptimizationofControlAlgorithm本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-III-目录摘要.IAbstract.II第1章绪论.11.1课题背景.11.2电梯并联控制的前景.21.3本课题主要任务.3第2章电梯的结构与原理.42.1电梯概述.42.2电梯的分类.42.2.1按用途分类.42.2.2按额定速度分类.42.2.3按驱动方式分类.42.2.4按控制方式分类.52.3电梯的结构.52.3.1电梯的机械系统.52.3.2电梯的电气系统.62.3.3电梯的逻辑控制单元.7第3章电梯的集选控制.83.1电梯的集选控制算法.93.1.1电梯的升降的选择要求.93.1.2电梯的停车控制要求.93.2PLC控制的电梯的集选程序要求.103.2.1PLC控制电梯的优点.113.2.2变频技术在电梯中的应用.12第4章电梯并联调度算法.144.1并联调度原则算法.144.2电梯的其他并联调度算法.164.2.1最短候梯时间调度原则.164.2.2最快响应调度原则.17第5章电梯并联控制系统设计.215.1可编程控制器（PLC）的选择.215.2电梯PLC并联控制系统组成.235.3两台电梯并联程序设计.255.3.1集选程序设计.265.3.2并联程序设计.33结论.43致谢.44本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-IV-参考文献.45附录.46本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-1-第1章绪论1.1课题背景据估计，截至2002年，全球在用电梯大约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。从20世纪90年代起，可编程序控制器(PLC)在电梯控制系统中以异常快的速度发展着，特别是在我国中小型电梯企业的产品中得到广泛的应用。由于PLC的可靠性高、编程和维护方便而备受广大用户的欢迎。目前，在我国的电梯行业中，PLC控制已取代了传统的继电器群的控制方法。由于PLC采用循环扫描的工作方式，即“串行”工作方式，与继电器控制的“并行”工作方式不同，克服了继电器触点的竞争和时序失配的问题，具有较强的抗干扰能力。PLC把传统的继电器控制逻辑变为程序控制逻辑，其内部继电器可以代替所有用于逻辑控制的中间继电器，使电梯控制系统的噪声大大降低，控制柜的体积大大缩小。而且，在电梯的各个控制环节大量地使用通信技术，以简化布线，提高了控制质量。随着PLC的更新换代，PLC的微处理器的处理速度不断增加，PLC的功能也在不断加强，现己发展成具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能控制器。特别是20世纪90年代中期以后，RISC(精简指令系统)CPU芯片在计算机行业大量使用，表面贴装技术和工艺已经成熟，使PLC整机的体积大大缩小，而且CPU芯片也向专业化发展，系统程序中的逻辑运算等标准化功能用超大规模门阵列电路固化，处理速度进一步加快。代表产品有欧姆龙公司的CS1、CJ1及CPIH系列。为了满足现代化的控制与管理的需要，PLC广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技术和图形显示技术，使PLC系统的控制功能和信息管壁理功能融为一体。近十年来出现的变压变频(VVVF)调速技术在电梯行业中发展很快，其调速性能己完全可与直流电动机相媲美。除了具有良好的舒适感之外，电梯的平层准确度也大为提高，而且具有明显的节能效果。因此，可编程序控制器配合变频调速器(PLC+变频器)所组成的控制系统在电梯行业中得到了广泛的应用，取得了良好的效果。随着建筑物向大型化和高层化发展，往往需要在建筑物内安装两台或多台电梯。如果电梯各自独立运行，就很难提高运行效率，必然造成很大的能源浪费，而且，给电梯的集中管理造成了较大的困难。目前值得注意的是，现在存在一种盲目追求电梯高速度的倾向。高速电梯不一定会缩短乘梯时间，提高输送效率，实际上还要考虑建筑物高度、停层站数及调度技术等各种因素。对于不太高但停站数较多的建筑物，高速电梯一般只能在中、低速运行，而高速梯本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-2-与中、低速梯的开关门时间及乘客出入电梯的时间无甚差别，为了提高电梯运行效率，减少乘客乘梯时间，近年来出现了直接停靠、快速关门、提前开门(电梯运行至开门区域时，可以在电梯运行中提前开门，提高电梯的运行效率)和开门再平层(电梯停靠在层站，大量进出人或货物，电梯会因为钢丝绳和橡皮的弹性变形，造成平层波动，给人员和货物进出带来不便，这时系统允许在开着门的状态下慢速自动运行到平层位置)等新技术。因此，在快速和高速电梯中，控制方式和调度方法就显得尤为重要。近年来，新的控制技术和调度原则大量出现。在一个大楼内电梯的设置数量，是按大楼人员的客流量及其在某一较短时间内疏散乘客的要求和缩短乘客候梯时间等诸因素，即交通分析的结果决定的。这样，在电梯的控制系统中就必须考虑到如何提高电梯群(组)的运行效率。因此，对于两台电梯出现了并联控制方式，对于多台电梯出现了多梯群控等新型的控制方式。1.2电梯并联控制概述和前景两台电梯并联控制或是多台电梯群控，其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个层楼的厅外呼梯信号，并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。据一些资料数据显示，电梯并联后的运送能力提高了20%30%左右。减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间，因而在上、下班客流量的高峰时段，乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后，电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗。在实际的工程中，双梯并联控制的成功案例已经出现，并受到业界关注。最早的电梯并联的案例是1985年8月，中国迅达上海电梯厂试制成功两台并联2.50m/s高速电梯，安装在上海交通大学包兆龙图书馆。近年来，随着电梯行业的发展，电梯并联控制和群控功能也已经成为各种电梯控制器的必备功能，包括采用PLC和各种电梯专用控制板。各个厂家的PLC大多具有本系列PLC之间进行通信、联网的功能，如欧姆龙PLC的1：1PLC-LINK或1：N链接功能和三菱PLC的1：1链接或N：N链接，都可以将本公司的PLC通过串行通信的方式进行连接组网，非常简单地就可以实现PLC之间的数据交换与共享。对于电梯专用控制板，如DP-3000系列全电脑控制智能型串行通讯电梯专用控制器，同样具有并联、群控及远程监控功能。在实际应用中，实现电梯的并联控制有两个方向。一是使用一台PLC控制两台电梯，实现双梯并联。二是在两台PLC之间使用串行通信方式连接，两台PLC共享一部分数据存储区，进行数据交换，从而实现电梯的并联运行。其中，第二种方案应用较多，也是本课题的研究方向，其结构原理如图1-1所示。两台PLC共享厅外召唤信号，并以串行通信的形式将电梯运行状态、电梯本文档是纯word文档，可以任您自由编辑修改，下载后双击页眉页脚后可用delete键删除，豆丁网友（洪枫）为您奉献，QQ：332985688，主页http:/www.docin.com/chess95660-3-位置等信息互相传递。在双方PLC接到上述信息后便进行厅外呼梯信号的登记与消除，并产生运行决策和调度决策，控制本梯运行，并同时将本梯的各种信息回送给对方PLC，协调运行。该方法降低了系统硬件成本，可节省大量的电缆材料，给电梯的并联改造和电梯的维护带来很大的方便，提高了控制系统的运行效率，节能效果显著。图1-1电梯并联控制系统1.3本课题主要任务本课题的主要任务是设计一套10层的电梯集选控制程序。在此基础上，应用1：1PLC-LINK通信功能，设计出两台电梯并联的控制程序。使用欧姆龙两台CJ1M型PLC分别控制两台电梯的运行，实现两台电梯的并联控制。两部电梯在运行时相互协调，实现高效、节能的运行目的。电梯并联控制是一种较为复杂的控制方式。通过本课题的研究，希望可以找到适合电梯并联运行的调度算法，摸索出一套切实可行的电梯并联运行的解决方案，能够在电梯并联控制的程序设计方面获得一些经验，给其他从事电梯并联控制或电梯群控技术研究的企业和个人提供一些参考和借鉴。厅外召唤变频器A变频器BPGMM桥内指令A桥内指令BPG串行通信PLCAPLCB