【正文】 ogix 處理器實現多電梯運行優(yōu)化控制算法，采用柔性 Flex I/O 方便地解決了電梯繁多的硬接線，采用變頻器驅動電梯運行，運用 RSView32 實現系統(tǒng)的監(jiān)控畫面。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 隨著高層建筑逐步走進人們的生活，電梯已然成為現代生活中廣泛使用的人員運輸工具。⑶電梯平層精度高，平層誤差要在國家規(guī)定標準范圍內。⑺消防電梯是高層建筑電梯的特有的運行方式，由于高層建筑火災因素多、人員密集、一旦發(fā)生火災，電梯可作為消防人員的專用交通工具。1999 年 9 月，羅克韋爾自動化公司在我校出資建立了東北大學—羅克韋爾自動化實驗室，首批捐贈了 30 萬美元的設備，并不斷補充最新的設備，使實驗室的自動化設備在世界自動控制領域處于領先的地位。由于產品較新，在實際中的應用還不多。在高層建筑中，人們曾設計并制造出許多具有良好的傳動及操縱性能的電梯。曳引傳動電梯的結構及其運行性能與鼓輪式電梯相比，都有了很大的改進，而且具有鼓輪式電梯無法比擬的優(yōu)點，所以在電梯發(fā)展的近一百年時間里，曳引傳動作為電梯的基本傳動方式始終沒有改變。傳統(tǒng)的電梯都是采用繼電器控制的方式，也常被稱為經典控制方式。由于可編序程控制器是采用程序控制，可以有效避免繁雜的接線，并且由于采用高性能的精密元器件，故能使電梯控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。此外，還有“本層開門，端站返回”等功能。電梯在作垂直運行的過程中，有起點站也有終點站。在廳門上一般都設有專用的鑰匙開關。電梯待機時，當其他層出現有廳外召喚信號時，電梯即自動啟動運行。電梯在應答完最遠端一個召喚信號后，電梯即可自動換向，即“端站返回” 。如果乘客不按下選層指令按鈕，電梯就有可能被其他層的廳外召喚信號所召喚而自動定向運行，無法滿足轎內乘客的乘梯要求。其中，最主要的部分是電梯的選層定向、起動與到站停車功能。下降時也是如此。電梯的上升、下降與停止的邏輯框圖如下圖 所示。相比較而言，PLC 控制電梯有著很明顯的優(yōu)點： PLC，用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。，重點可以放在程序的開發(fā)與調試上面。模塊化就是按適當的原則把一個情況復雜、規(guī)模較大的程序系統(tǒng)劃分為一個個較小、功能相關而又相對獨立的模塊。根據模塊化的思想，設計時應把整個系統(tǒng)化分成若干模塊，一個模塊描述一個功能，并能較好地體現模塊的獨立性，給編制與調試都帶來方便。傳動系統(tǒng)的控制 它是以速度給定曲線為依據，利用模擬或數字控制裝置，針對牽引機的不同調速方式構成閉環(huán)或開環(huán)的速度控制系統(tǒng)，從而實現電梯運動狀態(tài)的控制。本系統(tǒng)的功能需求如下：? 基本功能? 轎內指令功能 由司機或乘客在轎內控制電梯的運行方向和到達任一層站。? 指示功能 能在各層廳站及轎內內指示電梯當前所處位置，能在某按鈕信號被響應時，消去其記憶。? 實現轎內指令和外召喚的各指令登記。本系統(tǒng)的設計流程圖如上圖所示。在設計中力圖達到仿真，以反映真實的電梯的控制過程。中分式轎門，直流電動開門機? 電梯的主要零部件如下: 曳引機 型號：D／DF 電機功率： 曳引輪直徑：60mm 產地：德國 額定轉速：16r／min； 轎廂．外型足寸：200x250x200(深 x 寬 x 高) 重量：7kg 開門機構： 電機型號：PB35GM 電壓：12VDC 產地：日本 開門寬度：130mm 對重： 接近開關 PK80461 Honeywell 磁雙穩(wěn)態(tài)開關 KCB—1 瑞士 電梯位置指示器 24VDC 七段代碼管 自制103220170220*9=19802950300圖 41 模型電梯正面示意圖312456圖 42 模型電梯側視圖 網絡的組建由于這次的控制對象為模型電梯。即，對模型電梯的I/O 點采集和命令的發(fā)送是通過設備網完成的。推出 SLC500 系列處理器的同時，相應的開發(fā)了 Rslogix500。與 Rslogix 系列其他編程軟件相比，Logix5000 最大的不同在于它全新的數據組織形式——Tag（數據標簽） ，這與 Rslogix500 及 Rslogix5 系列軟件的用來組織數據的N、B、 T 型等文件有著內在聯系，但又有了重大的改進。使編程軟件與人機交互軟件結合更緊密，實現更迅速，使用更方便。一 個新的工 程，需要 指定下列 信息：? 處 理器名稱，該名稱同時也將被用作工程名稱（ 為擴展名） 。這里選擇了 1756A10A ,這是一個十槽框架?？刂破髅Q及所有的數據標簽（Tag）名稱、輸入輸出模塊名稱的命名都遵守國際標準 IEC11313 標識符規(guī)則，即：項 目管 理 器梯形圖編輯窗口圖 51 Rslogix5000 編程環(huán)境? 名稱必須以字母或下劃線（_）開頭 ? 名稱中只能包含字母、數字字符及下劃線? 名稱最多可以使用 40 個字符? 不能使用連續(xù)下劃線或用下劃線作為后綴如果沒有針對某一控制器的工程文件，可以從控制器上載并創(chuàng)建此工程文件。上載過程將作為一個“upload as”過程來處理。I/O 模塊的組態(tài)是在 Rslogix5000 的項目管理器中的 I/O Configuration 里完成的，組態(tài) I/O 模塊必須是離線狀態(tài)（Offline）狀態(tài)下。并能通過網橋的作用，使用戶一旦登陸到某一網絡上，便可以同時訪問到其他多個網絡層次上的設備和處理器。串 行 通 訊 驅 動程 序ABDF1組 態(tài) 好 ControlLogix 系 統(tǒng)的 各 個 模 塊圖 52 Rslinx 串行通訊配置窗口串行通訊建立后才可以將離線時添加的各種模塊信息下載到處理器中使之被處理器識別，從而被系統(tǒng)使用。圖 53 DeviceNet Manager 對設備網的掃描結果設 備 網 掃 描 模 塊1 7 5 6 – D N B設 計 中 使 用 的 設 備 網 柔 性 I / O 適 配 器 1 7 9 4 A D N設 計 中 使 用 的 1 3 0 5 變 頻 器 （ C 系 列 ）Logix5550 處理器與設備網的 Flex I/O 適配器通訊是通過設備網掃描模塊（DeviceNet Scanner ）1756DNB 來完成的。I/O 點的映射需要使用另一個專門對設備網進行組態(tài)的軟件——DeviceNet Manager 和一個連接計算機和設備網的通訊模塊——1770KFD。如上頁圖所示。0 槽 輸 入 模 塊 的 配 置點擊圖 54 Flex I/O 的模塊配置變頻器的控制比較復雜，所需要傳遞的參數也較多，通訊量自然增大。最終各設備在掃描模塊中的地址安排如下圖所示。磁雙穩(wěn)態(tài)開關是指層環(huán)節(jié)的核心部件，它與井道中放置的磁鐵相配合，形成二進制編碼信號，供可編程控制器來識別電梯在井道中的位置，以決定電梯正位于哪個樓層。這可能就是“雙穩(wěn)態(tài)”的來歷。由于都是利用主令元件（按鈕）對電梯發(fā)出控制指令，因此轎內指令和廳外召喚控制有著基本相同的形式。自鎖的條件是：有轎內指令并且樓層指示未到該層。如果提前將指令解鎖將出現嚴重問題，故必須保證停車后再將信號解鎖。這是由集選控制的特性決定的。直至電梯由五樓響應完下召喚返回到四樓后，這時所有三級通路均被斷掉，下召喚解鎖完成。以向上運行時的9層為例。同理，2 到 8 樓如有向上請求分別置位上行繼電器 2 和 3。如果電梯接到向上運行請求，但運行方向正在向下，則程序將置位向上運行繼電器并將其自鎖。否則會造成命令電梯向上的同時又命令其向下的邏輯混亂情況。這正符合了集選控制中方向優(yōu)先和順向截梯的要求。電梯的最終運行方向是由下面兩行梯圖決定的。控制位的定義如下：? 10——正轉? 01——反轉? 11——保持? 00——無效停車后才可換向方 相 互 鎖方 向 互 鎖圖 511 電梯運行方向的改變Local:[1].4 和 Local:[1].5 兩位的特點是保持自身的狀態(tài)直到有改變該位的命令到來，即使停車這兩位也會保持停車之前的狀態(tài)，除非有命令換向的信號。：電梯的選層是指電梯接到多個轎內或廳外命令時，自動地選擇合理的?？繉诱荆鴮]有內、外指令的樓層不予?？?。因為每個樓層都有換速及平層信號，因此準確判斷是否對該層換速信號產生反應就成為能否正確平層停車的關鍵。以第 5 層上召喚為例。從邏輯要求來講，只要到了某一樓層并且有相應的該樓層的轎內指令，則電梯就應該換速停車。省 略 繼 電 器圖 512 換速樓層的判斷該段程序根據前面的省略中間繼電器信息做出了 10 層樓是否換速的判斷。而其他樓層就用到了省略中間繼電器，以 8 樓為例。圖 514 換速繼電器自鎖三個省略中間繼電器并聯在一起與電機的運行狀態(tài)串聯輸出構成最終的換速繼電器，換速繼電器直接參與換速和停車指令的發(fā)出。降速是由下面程序實現的。因此需使用MVM帶屏蔽移動指令，將低16屏蔽掉，使其不受MOV的影響，并同時將正確的速度給定送到高16位中。故判斷過程應在換速信號來時就應完成。只有經過換速，換速繼電器導通，遇到平層信號后才能正確停車。圖 517 停止指令的實現第三、四行的意義是如不是處于檢修狀態(tài)，則遇到上、下限位信號要立即停車。 電梯啟動運行環(huán)節(jié)換速、平層停車討論過后，下面介紹電梯啟動的過程。所有上述條件均滿足后，快速運行繼電器置位，下一條的 MVM 指令作用與前述的換速環(huán)節(jié)中的指令相似，只不過這次應將快速運行時的頻率 50 赫茲寫入相應的速度命令字。首先不能直接使用電機的運行狀態(tài)作為開關門的控制。如上圖，是開門程序的一部分。最終用延時閉指令的輸出作為控制開門的一個指令。6 秒鐘之內，電梯必然經過換速而停車。上圖程序以 3 層樓的本層開門為例說明本層開門功能的實現。手動開門要求電梯必須處于平層位置并停車，而對檢修手動開門則無此限制。首先處理樓層的顯示。只有 10 樓較特殊，需要額外點亮十位指示。指示燈可以完全反映廳外召喚指令的寄存情況。節(jié)點（控制設備）是連接到網絡上的可編程控制器（PLC） 。圖 通道編輯器2．創(chuàng)建節(jié)點雙擊 System 中的 Node，數據源選用直接驅動，在 Name 中輸入自定義的可編程控制器、網絡服務器或 Windows 程序名；在 Channel 中選擇已設置好的 1－TCP/IP 通道，該通道一定要經“通道”編輯器設置過才有效。前臺掃描周期：它主要用于圖形顯示和 Tag 監(jiān)視部件。A級用于那些變化比較快的 Tag，根據電梯模型的實際情況把它的前臺/后臺掃描周期分別定為 和 1 秒。Tag 值被連接和存儲到計算機的內存數值表（Value Table）中，RSView32 的各個部件可以迅速存取它。字符串（String）：ASCII 字符串，或真?zhèn)€字（最多 82 個字符） ；這類 Tag 能夠代表使用文本的 Tag，如：條形碼掃描器。（2）組態(tài)模擬量 Tag在 Tag 庫編輯器（如圖 ）中，Tag 名稱：電梯模型 Tag 的拼音縮寫；類型：選擇 Analog，模擬量；安全代碼：選擇不同的安全代碼，可限制 Tag 的存??；Minimum和 Maximum：能寫入 PLC 或 DDE 服務器的最小和最大值，它不能影響從 PLC 或 DDE 服務器讀入的值。在數據來源框中，Type：Tag 值數據來源的設備類型，選擇 Device；Node Name：數據來源的 PLC 的名稱，選擇 ELEVATOR。圖 Tag 庫編輯器（三）組態(tài)數字量 Tag在 Tag 庫編輯器中，Tag 名稱：電梯模型 Tag 的拼音縮 Type：鍵入 Digital，數字量。圖 主圖形界面轎內指令控制面板包括：系統(tǒng)運行/關閉按鈕，樓層指令按鈕，開關門按鈕，有/無司機運行開關，檢修運行開關，司機方向指令按鈕，司機運行/停止按鈕，司機直駛按鈕和管理員監(jiān)視按鈕。 組態(tài)趨勢圖 關于趨勢圖趨勢圖是歷史和實時 Tag 值的可視化表現。 組態(tài)電梯模型的趨勢圖1．在 Trend 對話框的 Trend Configuration 表單（如圖 ）中，組態(tài)下列信息：圖 趨勢圖組態(tài)對話框（1） Time Axis 框Start Time：對于實時趨勢圖，鍵入 Newest，當趨勢圖一起動，數據將開始進行描繪。Grid：顯示柵格。（3） Vertical Axis 框同 Time Axis 組態(tài)相同。Tag or Value：選擇 Tag——DriverStatus\Voltage。Legend 框：選中 Include in Legend；在 Label 中，填入 Voltage。在活動記錄編輯器（如圖 ）中，有三個表單：Setup、File Management、Categories。 組態(tài)數據記錄數據記錄文件記錄了某種狀況下指定 Tag 的值或數據。電梯模型的需要數據記錄的 Tag 有：變