1、本科毕业论文（20 届）基于 PROFIBUS 的电梯群控制系统设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：基于 PROFIBUS 的电梯群控制系统II、 毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、查阅文献，翻译英文资料2、研究群控系统的需求、特性以及工作原理3、设计一款比较简单而实用的控制算法并验证4、控制系统的软硬件结构设计并调试毕业论文要求包含：文献综述、系统设计方案、系统结构设计图、计算流程图、翻译一篇相关的英文资料。III、 毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：工作安排如下：1、
2、 查阅资料，英文翻译，撰写开题报告 第 1-4 周2、理论论证、系统设计调试 （ 第 5-13 周 ）3、撰写毕业论文 （ 第 13-15 周 ）4、总结、准备答辩 （ 第 15-16 周 ）2、 理论论证、系统设计调试 第 5-14 周3、撰写毕业论文 （ 第 13-15 周 ）4、总结、准备答辩 （ 第 15-16 周 ）3、 撰写毕业论文 第 14-16 周4、总结、准备答辩 （ 第 15-16 周 ）4、 总结、准备答辩 第 16-18 周 、 主 要参考资料：1.彭灿辉.电梯群控系统研究与设计D.广州:华南理工大学，2001.2.赵亚伟.基于现场总线的电梯群控模型及其算法、控制工程.
3、上海：东南大学出版社，20043.王国萍.多目标的电梯群控系统算法分析、控制理论与应用.重庆：重庆大学出版社，20054.李增昌.群控电梯智能控制策略研究.天津:天津大学图书馆， 20045.杨保安，张科静.多目标决策分析理论、方法与应用研究.上海:东华大学出版社，20086.李正军.现场总线及其应用技术.北京:机械工业出版社， 20057.宗群，尚晓光，岳有军等.电梯群控系统的交通模式识别.控制与决策，20018.John R. Hackworth, Frederick D.Hackworth, Jr.Programmable Logic Controllers: Programming M
4、ethods and Applications. 2.52.8,The Programmable Logic Controller,First Edition.London: Prentice Hall,2003.3550学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学
5、位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日基于 PROFIBUS的电梯群控制系统设计摘要：在现代建筑中,人员复杂,交通流量,单一的电梯经常不能满足建筑垂直运输的需要,为了提高电梯系统的服务质量和服务效率,需要安装多个电梯缓解电梯操作压力。而电梯群控制技术是一种有效的手段来实现这一目标。电梯群控系统是用来解决非线性不确定
6、复杂的多目标随机系统的决策问题。今天现场总线是计算机技术，通信技术，仪器仪表和控制技术高度集成和全面的产品，已成为一个热门领域，自动化技术的发展。它是连接智能现场设备和自动化系统，数字化，双向，分布式多变量，多点，多站通信网络。在现场总线标准，过程现场总线（PROFIBUS）在其国际化，开放式的高灵活性和高可靠性的优势。由于数据处理的 PLC 存储器的功能和局限性，从而使现有的控制算法难以到达的电梯群控系统，它提出了一个多目标优化算法的电梯群控算法简单，易于实现，设计了电梯群一个PROFIBUS 控制系统 - DP，并为实现这些目标和规划算法在网络运行队列。关键字：群控系统 现场总线 PROF
7、IBUS 多目标优化算法指导老师签名：The elevator group control system based on profibus is designedAbstract: in modern building only, due to the complexity of in and out of the staff, traffic flow is large, single elevators are often cannot meet the needs of building of vertical transport, in order to improve the se
8、rvice quality and service efficiency of the elevator system, need reasonable install many elevators to alleviate the pressure of elevator running, building the day-to-day running of the harmonious and orderly. The elevator group control technology is an effective way of achieving this goal.Group con
9、trol of elevator systems is to solve a complicated multi-objective stochastic systems with nonlinear, uncertain decision problems. Now the fieldbus as computer technology, communication technology, instrument technology and the product of a highly integrated and comprehensive control technology, has
10、 become a hot topic of the development of automation technology today. It is connected to the intelligent field devices and automation systems fully dispersed, digital, bi-directional, multivariable and multipoint communication network, multiple stand. In numerous fieldbus standard, the process fiel
11、d bus (PROFIBUS) in its internationalization, open, high flexibility, high reliability advantages. Due to P LC data processing ability and the limitation of memory, make existing efficient control algorithm is difficult to truly achieve in elevator group control, so the article puts forward a set of
12、 method is simple and easy on the PLC to realize the multi-objective programming of elevator group control algorithm, and builds a set of elevator group control of profibus-dp network, and adopts the method of the run queue achieve the multi-objective programming algorithm in the network.Keywords: g
13、roup control systems, fieldbus, profibus, Multi-objective optimization algorithmSignature of Supervisor：目录1 绪论1.1 电梯群控系统的发展 .11.2 典型控制模式 .21.3 本课题研究的背景、目的和意义 .41.4 本文研究的主要内容 .52 电梯群系统分析2.1 电梯群控系统的需求分析 .62.2 电梯群控系统的特性分析 .72.3 电梯群控系统的工作原理分析 .93 群控调度算法设计3.1 群控调度算法分析与设计 .113.2 群控调度规则 .123.2.1 电梯的基本运行规则
14、.123.2.2 电梯运行的群控规则 .123.3 多目标规划电梯群控算法 .134 基于 profibus 总线的电梯群控系统设计4.1 现场总线 .194.2 PROFIBUS 现场总线 .194.3 PROFIBUS-DP 总线 .214.4 基于 profibus 总线的电梯群控系统总体结构设计 .244.4.1 电梯群控系统的硬件结构设计 .254.4.2 总线接口方式设计 .254.4.3 总线通信方式设计 .264.5 电梯群控系统软件结构设计 .264.6 电梯调度模块的实现 .295 总结参考文献.33致谢.341基于 PROFIBUS 的电梯群控制系统设计1 绪论1.1 电
15、梯群控系统的发展电梯最早的人类，动物和液压驱动的方法起源于公元前 3 世纪。一开始是蒸汽机动力升力在 19 世纪中叶，主要用于工厂，矿山，仓库等场所输送机械和货物。有发明于 1853 年奥的斯美国机械师，从电梯成为人们日常生活的一部分，世界上第一个载人电梯的安全装置。首先依赖于电动升降机德国西门子发明于 1880 年，随后一直在电梯里不断地发展。电梯为人类社会的发展起到了巨大的作用，为人民带来了极大的方便。随着社会的不断发展，高层建筑和智能化建筑不断涌现，客流交通情况变得越来越复杂。人们对电梯的服务质量和服务水平也提出了越来越高的要求，无论是电梯的安全可靠性，还是电梯的乘客候梯时间、乘梯时间以
16、及系统能耗。显然，单台电梯已经不能满足这些人的需求，设置了多个电梯进行统一管理和优化调度成为解决方案，电梯群控系统应运而生。该建筑将毗邻多个电梯的统一管理和调度优化控制系统是电梯群控系统。按照每部电梯的乘客和建设的乘客电梯呼叫信号，以减少乘客候车时间最适当的反应的操作状态的交通情况，群控系统被选中，骑乘时间和系统能耗的目的，以提高整体电梯和服务的质量，乘客的表现。当电梯群控制系统可以很好地提高电梯组群管理系统的效率，因此更受欢迎。然而，群控调度算法是电梯群控系统的核心，通过对电梯群调度新的控制方法和控制算法的不断研究，以提高电梯的运行效率，从而促进了发展速度的电梯群控技术。由于其具有显著的优化
17、调度功能，电梯群控系统自首次使用以来，便一直受到研究者的关注而不断发展。随着科学技术的不断进步，电梯经历了将近 60 年的发展。由最初的继电器控制方式，到集成电路控制方式，到现在的计算机控制，逐步提高了电梯群控系统的整体性能。电梯群控系统的发展历程如表 1-1 所示。表 1-1 电梯群控系统的发展历程发展阶段 群控系统 控制方式 分配系统第一阶段（1941-1971）自动模式选择系统 时间间隔控制 区间分配系统第二阶段（1971-1975）应用集成电路最短候梯时间控制候梯时间预测控制第三阶段（1975 年至今）计算机控制综合评价系统 带有学习功能的预测呼梯分配系统220 世纪 40 年代的第一
18、阶段到 1971 年时，电梯群控系统纳入发展的早期阶段。在此期间，利用继电器触点控制的电梯群控制系统中，电梯可以在没有正常工作，这使电梯的运行效率大大提高运行时，这样的系统被称为“自动模式选择系统。 ”这是建设中的交通流进入层间的下行客流高峰的日子等几种运输方式和运输的不同模式，系统可以选择执行相应的命令工作。让电梯可以独立于手动操作运行是使用继电器逻辑控制的最大优势。能力，但也有许多不足之处，如仅简单地为了完成系统的运行，缺乏复杂的逻辑推理，降低运行效率，硬件连接和更复杂的系统中操作，如果问题是不容易维护等。第二阶段，1971年至1975年，随着电子技术的发展，硬件设计的电梯群控系统消除了使
19、用继电器，相反，集成电路，能够执行更复杂的逻辑运算，在电梯群控系统逻辑计算能力和数据控制得到增强，可进一步提高电梯的性能。随着呼叫分配系统的发展，客运服务电梯的质量得到了显著提高。它的调度方法是对每名旅客的呼叫信号，群控系统将根据运行状态，此刻电梯群客运交通，以及在建筑物内，选择一个最合适的电梯响应，为乘客提供服务。通过计算每个乘客电梯呼叫信号的响应时间，选择一个最合适的电梯到这个新的控制方法的呼叫信号响应采纳，叫做等待时间控制。由于等待时间无法预测准确的计算，从而影响电梯群控系统的整体性能。第三阶段是从 1975 年到现在。在此期间，计算机技术，网络技术和人工智能控制技术，极大地促进了电梯群
20、控技术发展的快速发展。人们开始使用计算机到电梯群控系统，由计算机对电梯的控制。处理和优化电梯群控系统的调度电梯交通数据的能力是一个功能强大的计算机逻辑，数据记录，并执行复杂的计算来实现的能力，从而提高电梯的运行效率和质量服务乘客。随着研究的主要 EGCS 统计特性的前两个阶段，这一阶段的内容是电梯群控系统的主要动态特性。为了满足人们 EGCS 日益增长的需求，基于呼叫分配系统加入了综合评价体系，考虑到乘客的等待时间，和乘客电梯到达预测准确率性能阶梯漫长的等待指示器，电梯群控系统相比，与之前的人工智能的应用3系统大大降低了乘客的平均等待时间，平均乘车时间，漫长的等待梯率，提高系统的整体性能。 随
21、着人工智能技术被广泛的电梯群控系统中使用，电梯群控系统进入了一个快速发展的时期，1988 年，各种新的控制技术的不断涌现。因为专家系统，神经网络，模糊控制，遗传算法，神经网络，模糊人工智能技术可以解决非线性电梯群控系统固有的不确定性，以及不完全性等信息的干扰，国内外许多专家，学者和研究机构对这些智能控制技术在电梯群控系统进行了深入的研究，旨在进一步提高了系统的整体性能。由于智能控制技术的应用，电梯群控系统的这个阶段具有一定的智能，进一步提高了电梯的效率，并在不断地发展。1.2 典型控制模式开发控制的方式越来越多的人的多样性采取不同的策略，以优化其组控制模式电梯系统中，有很多的控制模式的电梯群控
22、模式的实际应用主要有以下几类：(1)预测控制模式模型预测控制的原理是由于较长的运行的电梯系统中的进程总是有一个统计规则，乘客登机时，或在电梯的运行模式是否。流量模式的典型办公楼，惯常的交通电梯群控系统分为以下几种模式：峰值流量模式，减少高峰交通模式，双向交通模式，四路交通模式，交通模式和空闲各层之间的流量平衡图案。因此，根据总结和经验来预测未来变化的交通状况在未来的时间内，根据所建立的模型电梯的运行，以获得相对较好的传输能力，减少旅客等候时间，提高工作效率，减少一些负次要因素的影响。 (2)优化控制模式由于数量的限制，在电梯的运行过程中的电梯群控制系统中，响应于每一个呼叫信号不是在任何时间，是
23、在为了满足一个给定的条件的多个电梯呼叫，事实上的响应给出优化调度问题电梯。其主要目的是提高电梯群控服务质量乘客和降低系统功耗，这是一个多目标优化规划问题。先进的计算机技术的应用，先进的计算机技术，以现有的所有调用和响应优化模型的下一次调用之前传来的应用程序将作出优化优化规划，在计算相对使用数学方法的多目标模型调度规则来指导由决策相对程序到最优解运行电梯最佳解决方案。(3)分解协调控制模式在一些比较大的建筑群，通常使用的操作控制该模式下，是采用动态多目标优化分区规划思路。在不同的楼层，或在不同的电梯整栋楼或分解成几个较小的视地板的功能，独立的，但与小型控制系统相关的，每个小系统的最优控制模型来处理
