【正文】 計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的 理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見(jiàn)： 系主任： （簽名） 年 月 日 摘 要 在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。本文所設(shè)計(jì)的電梯與傳統(tǒng)的電梯相比，在運(yùn)行上具有良好的舒適感，在生活中可以節(jié)約電能，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了理想的目的。s elevator industry will be a programmable logic controller (PLC) used for elevator control logic, through the rational selection and design, not only to improve the reliability of the elevator, maintainability, and flexibility, while extending the of life and shorten the development cycle of the elevator and the elevator control to raise the level of the elevator operation to improve the fort, so that the lift to reach a more satisfactory control effect. In this paper, the design of the elevator by the elevator when pared with the traditional, in the run with good fort, in life can save energy, and achieved good economic and social benefits to achieve the desired purpose. The elevator control system has a mean layer, the Office of calls to the layer selected, manual and automatic functions with a set of features to control the election. In introducing the basic structure of the lift on the basis of the depth analysis of the working principle of the elevator, on the merits and characteristics of PLC, the focus of an analysis of the lift hardware design and software design, research and PLC based control system designed to lift the achievement of the program, Finally, the study of this thesis are summarized and prospects. Keywords elevator Fuzzy algorithm PLC control Simulation 第 1 章 緒論 在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，電梯不僅是代步的工具，也是城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。所謂電梯群控系統(tǒng)是指將建筑物中的多部 電梯根據(jù)大樓的功能及樓層人口分布狀況組成梯群，由微機(jī)控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理電梯群的召喚和指令信號(hào)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的優(yōu)化目標(biāo)和建筑物中的實(shí)際交通狀況產(chǎn)生最優(yōu)派梯 決 策的控制系統(tǒng)。但在電梯群控方面，仍有許多理論及技術(shù)問(wèn)題急 待解決，因此開(kāi)展電梯群控算法研究具有重要的理論意義和實(shí)際意義，這對(duì)于電梯群控系統(tǒng)性能是十分必要的，同時(shí)也可以改變我國(guó)目前電梯技術(shù)主要依賴于進(jìn)口的不利局面。 電梯群控系統(tǒng)的起源 隨著高層建筑的出現(xiàn)和建筑面積的擴(kuò)大，需要并排設(shè)置幾臺(tái)電 梯，以完成大樓內(nèi)的垂直運(yùn)輸任務(wù)，這樣便存在著電梯相互聯(lián)結(jié)的問(wèn)題 。 簡(jiǎn)單的兩臺(tái)電梯組成的梯群，粗略的分區(qū)是兩臺(tái)電梯分別服務(wù)于交替的樓層。動(dòng)態(tài)分區(qū)是在正常的電梯運(yùn)行期間定義的，按事先定義好的規(guī)則產(chǎn)生新的分區(qū)，并且是不斷連續(xù)變化的。 隨著集成電路的發(fā)展和應(yīng)用， 1970 年以后，廳層呼叫分配系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)。它在后來(lái)的十幾年里非常流行，目前國(guó)內(nèi)的部分群控電梯使用這種系統(tǒng)。交通模式分為上行高峰期、下行高峰期、非高峰期等， 控制方式采用時(shí)間間隔控制?，F(xiàn)代電梯群 控系統(tǒng)的第二代是 1982 年至 1988 年，這一代群控系統(tǒng)取得較大發(fā)展。當(dāng)呼梯信號(hào)發(fā)生后，電梯群控系統(tǒng)根據(jù)交通情況和梯群的狀態(tài)，對(duì)每個(gè)轎廂的多個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選出最適合的轎廂去響應(yīng)呼梯信號(hào)。人工智能技術(shù)作為二十世紀(jì)的新興技術(shù)，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域取得顯著成就，對(duì)解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題比傳統(tǒng)的控制方法有著無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)國(guó)際上各大電梯公司相繼推出了與自己群控系統(tǒng)相適應(yīng)的控制算法 。因此國(guó)內(nèi)這方面的研究仍落后于國(guó)外，有待進(jìn)一步趕上。這些綜合因素包括乘客心理因素以及環(huán)境因素等，對(duì)應(yīng)到乘客候梯時(shí)間、乘客乘梯時(shí)間、擁擠度和能耗等優(yōu)化目標(biāo)，因此群控系統(tǒng)的作用是對(duì)多元目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化控制。專家系統(tǒng)的功能就是有效地將一些電梯專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)直接融合到系統(tǒng)的派梯優(yōu)化過(guò)程中，從而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生積極影響。實(shí)際中經(jīng)常根據(jù)群控原則來(lái)響應(yīng)廳層召喚，而群控原則大多是一些模糊概念，例如乘客候梯時(shí)間的長(zhǎng)短、廳層客流量的大小、轎廂內(nèi)乘客人數(shù)的多少以及電梯響應(yīng)召喚的快慢等，這些模糊概念難以用明確的數(shù)量界限定義，也難以用普通的邏輯規(guī)則綜合考慮，這時(shí)就可以采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)將復(fù)雜的模糊問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單清晰的形式求解。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 從 1994 年起，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被引入電梯群控系統(tǒng)，用于描述 電梯群控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。遺傳算法應(yīng)用于電梯系統(tǒng)始于FI— 340G，于 1993 年推出新產(chǎn)品。安裝在一起的多臺(tái)電梯要求單臺(tái)電梯的控制系統(tǒng)相互聯(lián)動(dòng)，且具有監(jiān)控系統(tǒng)。 電梯群控系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)電梯群的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，再根據(jù)不同的實(shí)際情況對(duì)各電梯進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度和合理分配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)對(duì) 乘客的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率的改善和提高的目標(biāo)。電梯群控的最主要目的是提高對(duì)乘客的服務(wù)質(zhì)量和降低系統(tǒng)的能耗，故群控的控制目標(biāo)為多目標(biāo)，主要有 ： (l)平均等候時(shí)間要短 ： 平均等候時(shí)間為所有乘客的侯梯時(shí)間和乘梯時(shí)間的平均量。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間超過(guò) 1 分鐘時(shí)，乘客的心理煩躁程度急劇上升，所以應(yīng)盡量減少長(zhǎng)時(shí)等待的發(fā)生。 現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的多臺(tái)電梯控制水平還不理想，有待進(jìn)一步發(fā)展，存在不 少問(wèn)題需要進(jìn)一步研究 ： (l)國(guó)內(nèi)使用的先進(jìn)的電梯群控系統(tǒng)大多數(shù)都是國(guó)外電梯公司制造的，或由國(guó)外電梯公司提供其控制系統(tǒng)部分，而國(guó)內(nèi)自主版權(quán)的控制方法和技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用極少。 例如 如何把更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于電梯群控之中，以進(jìn)一步提高現(xiàn)有電梯 系統(tǒng)的運(yùn)行效率，滿足乘客的需求，仍需要進(jìn)一步 探索和研究。 (4)應(yīng)用了 PLC 的梯形圖編程和 step 7 進(jìn)行仿真。 多目標(biāo)性 電梯群控系統(tǒng)是用來(lái)管理多臺(tái)電梯并對(duì)建筑物內(nèi)所有乘客提供服務(wù)的系統(tǒng)，它所包含的事件在時(shí)間和空間上都是離散的，其控制目標(biāo)體現(xiàn)在服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)數(shù)量和節(jié)能三方面。 (2)長(zhǎng)候梯率要求低 ： 長(zhǎng)候梯時(shí)間一般是指候梯時(shí)間超過(guò) 1 分鐘的候梯時(shí)間。如最初的電動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī) 組能耗比較大，效率較低 。乘客乘梯時(shí)間的增長(zhǎng)往往會(huì)使乘客感覺(jué)不舒服、煩躁。 以上 幾 點(diǎn)是系統(tǒng)的主要性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，可知電梯群控系統(tǒng)是一個(gè)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，而且各個(gè)目標(biāo)之間是相互矛盾的。 這些不確定性的存在給群控系統(tǒng)確定交通模式，預(yù)測(cè)轎廂到達(dá)目的層時(shí)間等造成極大的障礙，使系統(tǒng)不能對(duì)某一特定情況給出最優(yōu)控制。 (4)轎廂會(huì)在運(yùn)行中頻繁改變方向。 (3)乘客進(jìn)入轎廂前，其目的層是不可知的。如何更好地響應(yīng)廳層呼叫和處理轎廂內(nèi)選信號(hào)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和效益是需要解決的重要問(wèn)題。 (2)盡量減少乘客的長(zhǎng)候梯幾率，即盡量避免產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的候梯過(guò)程 。 (6)選擇能源消耗最少的方式，盡量降低能耗。因此，選擇一個(gè)較客觀合理的系統(tǒng)性能指標(biāo)用以估計(jì)控制器所產(chǎn)生的效果就顯得尤為重要。 外呼信號(hào)的方向和電梯的運(yùn)行方向相反且呼叫樓層比電梯的最高目的層高，那么運(yùn)行距離 ( )s l l dijslildj??其 中 表 示 運(yùn) 行 距 離 ， 表 示 外 呼 信 號(hào) 樓 層表 示 電 梯 當(dāng) 前 樓 層 ， 表 示 單 層 樓 的 高 度 。( ) / 0T l l d v n t lmmj? ? ? ? ? 其 中 表 示 目 的 層 平均乘梯時(shí)間 T ： 指插入一個(gè)外呼信號(hào)后電梯的目的信號(hào)中比插入的外呼信號(hào)高的信號(hào)的乘梯時(shí)間的平均值 。 擁擠度 W： 指電梯的當(dāng)前載重量占額定載重量的百分比 第 三 章 模糊 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 群控系 統(tǒng) 設(shè)計(jì) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大節(jié)點(diǎn)神經(jīng)元經(jīng)可調(diào)連接權(quán)相互連接而構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有很強(qiáng)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)能力，訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)具有預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)功 能。 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常是指基于誤差反向傳播算法的多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采用由導(dǎo)師的訓(xùn)練方式。 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是以網(wǎng)絡(luò)誤差之平方和為目標(biāo)函數(shù)，按梯度法求其目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值的算法。 (2)能夠同時(shí)處理定量知識(shí)和定性知識(shí)，能以模式信息表示系統(tǒng)的知識(shí)，并以事例為基礎(chǔ)進(jìn)行學(xué)習(xí)推理 。我們把乘梯時(shí)間劃分為（短 、中、 長(zhǎng) ）； 擁擠度劃分為（高 、 中 、 低 ）； 乘梯滿意度分為（不滿意 、 一般 、 很滿意）。 第二層為模糊化層，通過(guò)相應(yīng)的隸屬函數(shù)將輸入變量模糊化 2 , ( )2 1 2 2O w P P f Oj ij i j j?? 式中 ()f 表示相應(yīng)的隸屬函數(shù) 第三層為模糊條件層，該層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模糊規(guī)則條件部分的組合配合，實(shí)現(xiàn)各個(gè)輸入模糊值的 “乘 “運(yùn)算 ,3 2 3 3 3O P P w Ojl l jl l?? ? 第四層為模糊判決層，該層節(jié)點(diǎn)與第三層節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系代表了模糊規(guī)則的結(jié)論，得出對(duì)應(yīng)輸出節(jié)點(diǎn)的模糊值大小。使用的編程語(yǔ)言不同，這些文字代碼和圖形符號(hào)就不相同。利用 PLC 的編程語(yǔ)言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的“可編程序”。 本系統(tǒng) PLC 程序的編制采用梯形圖語(yǔ)言，編程軟件為 STEP 7。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫湊試法。 邏輯設(shè)計(jì)法 工業(yè)電氣控制線路中，有很多 是通過(guò)繼電器等電器元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 順序控制法 對(duì)那些按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。 功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動(dòng)作組成，在使用時(shí)它有一些使用規(guī)則，具體如下： 步于步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開(kāi)；轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開(kāi)；轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫(huà)順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。 (2)轎箱總是勻速運(yùn) 行的，并且不存在滿載，總能按照指令正常工作。 (6)電梯開(kāi)關(guān)門(mén)的時(shí)間是定值，各乘客進(jìn)出電梯時(shí)間及各乘客重量相等。電梯數(shù)為 4部 。 I/O 點(diǎn)數(shù)的估算 采用 PLC 構(gòu)成四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕 K10～ K7和指示燈 H10～ H7；電梯開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)按鈕 SB5 和 SB6， 電梯開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)分別通過(guò)電磁鐵 KM3 和 KM4 控制，關(guān)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān) ST1 檢測(cè)，開(kāi)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān) ST2 檢測(cè)。 原始數(shù)據(jù)的處理包括：候梯時(shí)間、電梯剩余量、廳呼信號(hào)的集中程度和轎廂利用率的原始數(shù)據(jù)的處理。模糊化后的數(shù)據(jù)是 010之間的數(shù)據(jù)，這樣處理便于以后程序的處理。為０時(shí)，說(shuō)明原始數(shù)據(jù)大于標(biāo)志值，將所減結(jié)果與上半范圍的值進(jìn)行比較，大于時(shí)將入模糊子集送０。由于是模糊推理就是向量矩陣與矩陣相乘，所以在程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用指針的辦法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用。然 后將模糊關(guān)系指針加十，并將模糊入指針 加二 ，返回上一級(jí)程序。 兩