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群控電梯目的層調度系統的設計
發表于:2019-01-19 14:12 分享至:

       隨著高層建筑物數量的增加,電梯數量和使用頻率也日益增加,為滿足人們的運行需求,往往需要多臺電梯同時工作,這就需要群控系統來實現。電梯群控指的是使用微機對共用層站、集中排列的多臺電梯進行集中控制,這個過程的實現要以電梯運行方向、呼梯信號和轎廂的當前位置為基礎。

  傳統電梯的目的層呼梯是通過轎廂通訊板和外召板的二次信號輸入來實現的,這種方法在很大程度上影響了呼梯效率和客流量的優化配置,不利于實現電梯節能。因此,探討群控電梯目的層調度系統的設計對優化電梯運行具有重要意義。

  1系統設計1.1硬件平臺概述本研究探討的系統使用的主控制器是廣曰電梯自主開發的G12電梯控制系統,該主板使用的微處理器是32位工業級處理器,接口豐富,在增大運行速度和改善運行性能方面具有重要作用。該系統支持的最高層數為64層,電梯群控數量為8臺。

  1.2群控系統概述傳統電梯的群控系統有兩種,分別是星形群控系統和環形群控系統,具體如和所示。由圖可見,這兩種群控系統均不能有效地實現目的層控制。比如星形群控系統,該系統對電梯進行集中式控制,但是當其中的某個群控器發生故障時,該系統就會整體癱瘓3.而環形群控系統,雖然該系統中沒有獨立的群控器存在,但是實際上每個電梯都是一個獨立的系統,這樣電梯的整體癱瘓率就會在很大程度上減小;但如其中一臺電梯出現故障,群控系統就會失效,電梯就會恢復獨自運行狀態。

  星形群控系統環形群控系統1.3群控方案設計針對上述問題,本研究提出了如所示的群控方案。

  1.3.1系統構成由可知,該群控方案由4部分組成,分別是目的選層器、群控板模塊、電梯主板和轎廂通訊板,這4部分分別與4個通訊階段相對應。該系統的群控群由4臺電梯組成,設計的最高樓層為64層;每臺電梯中都有塊主板,通過一個群控模塊進行任務分配;每個樓層都安裝了目的選層器,功能是對按鍵信息進行收集,對界面信息顯示進行處理,實現為乘客目的層分配合適電梯。

  1.3.2系統運行原理首先,群控模塊向目的選層器發送數據請求幀,發送途徑是RS485總線;然后,目的選層器對請求幀進行回應。這個過程經過確定之后,進入轎廂通訊階段。

  (3)在群控通訊階段,群控模塊將前兩個接收到的信息打包,然后將其發送給其他群控模塊,途徑是另一條RS485總線。

  在上述3個階段,中斷進入時間通過計數器計數值決定。

  在對最優梯進行計算的時候,其計算依據是群控調度算法和通訊信息。在電梯調度運行的過程中,如果本電梯是最優梯,群控模塊硬件設計那么就會響應目的地調度;在整個通訊周期中,計算過程貫穿始終。

  2軟硬件設計2.1硬件設計概述群控模塊的硬件設計使用了以下幾種:主芯片MCU使用以ARM內核為基礎的STM32F103VC;電平轉換模塊使用的是TL2575;隔離芯片使用的是EL357N;存儲信息使用的是E2PR0M;CAN總線端口3個,其中一個端口供電梯主板通訊,一個端口供上位機使用,一個端口供目的選層器之用;另外采用一路RS485端口供群控板通訊。具體設計如所示。

  2.2目的選層器界面設計在對目的選層器界面進行設計時,要遵循畫面簡單、操作便捷的原則,設計流程如下:第一,使用PS畫圖工具對主界面進行設計,同時使用DGUS對界面的按鍵配置的返回值進行設計,返回值是目的樓層,在對其進行配置時需要規劃好寄存器地址,以便按鍵返回值能夠得到合理的存放,同時還要設定顯示地址,以供變量顯示之用。第二,變量配置文件與觸控配置文件生成,生成之后通過SD卡將其導入到目的選層器中,使用MPLABIDE軟件進行程序的編寫,對目的選層器的工作進行控制。

  2.3目的選層器與群控模塊的通訊設計在該群控系統設計中,在首層、餐廳層等將外召板換成了目的選層器,同時使轎廂通訊板中的內召功能得以有效保存,為乘客臨時改變目的層提供了極大的方便。

  目的選層器與群控模塊的通訊由兩大模塊構成,一是群控通訊模塊,二是控制鍵與界面顯示。目的選層器與群控模塊之間每20ms發送一幀數據,通訊幀的格式為:個字節的幀頭+1個字節的數據長度+N個字節的數據+2個字節的CRC校驗數據。

  2.4主板與群控模塊的通訊設計主板與群控模塊的通訊渠道是CAN通訊接口,數據幀共7幀,其中前3幀是初始幀,后4幀為通訊信息幀,包括3個方面的內容:轎廂與目的選層器的輸入信息、轎廂運行狀態信息、轎廂召喚信息。

  在某電梯上電之后,其運行要和其他電梯保持一致。主板和群控板之間通過握手信號來互相匹配,同時監測群控系統通訊質量,數據會每10s發送一次,若收不到相關的握手回復,則一直發送該幀數據。在群控正常運行時,每臺電梯占用必要的通訊時間,通訊時間的確定以中斷時間為依據。群控模塊對于通訊幀的發送要以各自的發送時間點為基礎來進行,數據幀中的內容要根據轎廂信息和目的選層器呼梯來確定,幀的格式與主板相同。

  群控系統時序安排3調度算法設計群控調度算法的好壞對電梯群控系統的服務質量有著直接的影響。在電梯運行過程中,對電梯性能產生影響的因素有以下幾種:候梯時間、乘梯時間、轎廂擁擠度、能耗。而群控的調度原則包括等待時間最小原則、距離最短原則和分區原則。本系統在對各項指標進行綜合考慮的基礎上,設計了一種優化調度算法。在該算法中,AWT代表候梯的平均時間,Ai了代表乘梯的平均時間,CRD代表轎廂的擁擠度,EiC代表系統能耗,則計算公式為:其中,W,為權重系數,其表明了目標的重要性。比如,在商電解制氫系統自動控制及聯鎖保護分析優化王曉智(廣東大唐國際潮州發電有限責任公司,廣東潮州515723)和聯鎖保護進行分析和研究,并針對潮州電廠電解制氫系統進行了一系列的優化和治理,提高了系統的安全性和穩定性。