电梯群控系统软件设计毕业论文 推荐.docx

电梯群控系统软件设计毕业论文 推荐.docx

《电梯群控系统软件设计毕业论文 推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电梯群控系统软件设计毕业论文 推荐.docx（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电梯群控系统软件设计毕业论文推荐

摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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　　　　大学可以将本学位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。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

摘要

在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的发展，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。

特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。

随着高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期,电梯控制技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。

　　本设计针对我国电梯业的现状，将可编程序控制器（PLC）应用于电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了电梯的开发周期，并提高了电梯的控制水平，改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

本文所设计的电梯与传统的电梯相比，在运行上具有良好的舒适感，在生活中可以节约电能，取得了良好的经济效益和社会效益，达到了理想的目的。

该电梯控制系统具有指层、厅召唤、选层选向、手动和自动等功能，具有集选控制的特点。

　　在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作原理，阐述了PLC的优点及特点，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。

关键词电梯模糊算法PLC控制仿真

Abstract

Inthemodernsocialandeconomicactivities,computertechnology,automaticcontroltechnologyandpowerelectronictechnologyhasbeenrapiddevelopment,thelifthasbecomeasymbolofurbanmaterial.Especiallyinthehigh-risebuilding,theelevatorisnotalackofverticaltransportationequipment.Withtherapiddevelopmentofhigh-risebuildingsoftoday,theliftindustryalsohasenteredanewperiodofdevelopment,elevatorcontroltechnologyhasbeendevelopedtotheFMspeedregulator,thelogiccontrolbythePLCtoreplacetheoriginalrelaycontrol,manyofitsfunctionstraditionalrelaycontrolsystemcannotbeachieved.

ThedesignforthestatusquoofChina'selevatorindustrywillbeaprogrammablelogiccontroller（PLC）usedforelevatorcontrollogic,throughtherationalselectionanddesign,notonlytoimprovethereliabilityoftheelevator,maintainability,andflexibility,whileextendingtheoflifeandshortenthedevelopmentcycleoftheelevatorandtheelevatorcontroltoraisetheleveloftheelevatoroperationtoimprovethecomfort,sothatthelifttoreachamoresatisfactorycontroleffect.Inthispaper,thedesignoftheelevatorbytheelevatorwhencomparedwiththetraditional,intherunwithgoodcomfort,inlifecansaveenergy,andachievedgoodeconomicandsocialbenefitstoachievethedesiredpurpose.Theelevatorcontrolsystemhasameanlayer,theOfficeofcallstothelayerselected,manualandautomaticfunctionswithasetoffeaturestocontroltheelection.

Inintroducingthebasicstructureoftheliftonthebasisofthedepthanalysisoftheworkingprincipleoftheelevator,onthemeritsandcharacteristicsofPLC,thefocusofananalysisofthelifthardwaredesignandsoftwaredesign,researchandPLCbasedcontrolsystemdesignedtolifttheachievementoftheprogram,Finally,thestudyofthisthesisaresummarizedandprospects.

KeywordselevatorFuzzyalgorithmPLCcontrolSimulation

第1章绪论

在现代社会和经济活动中，电梯不仅是代步的工具，也是城市物质文明的一种标志。

摩天大楼的高度限制，不仅是建筑技术上的困难，一个重要的因素是其受到电梯提升高度的限制，因此电梯技术的发展水平体现了社会的科学进步水平。

信息化时代的到来，推动了智能建筑的发展，人们对电梯的服务质量也提出了越来越高的要求。

单台电梯已经不能满足建筑物内的交通需要，合理安装多部电梯成为首选，因此出现了电梯群控系统（ElevatorGroupControlSystern，简称EGCS）。

所谓电梯群控系统是指将建筑物中的多部电梯根据大楼的功能及楼层人口分布状况组成梯群，由微机控制系统统一管理电梯群的召唤和指令信号，根据系统设定的优化目标和建筑物中的实际交通状况产生最优派梯决策的控制系统。

由于电梯群控系统能够有效地改善客流调度及运输效果而一直受到国际电梯业的高度重视，而作为电梯群控系统的核心——群控算法的研究更是一个引人注目的课题。

人工智能的出现使人们在研究方向上做出了一定的转变，从过去研究电梯交通系统的统计特性到如今更多地利用人工智能技术来研究电梯交通系统的动态特性，其目的是更好地提高电梯群控系统的运行效率。

我国电梯配置与电梯系统特征的研究与国外相比还处于较落后的状态，直到1986年，国内才开始对电梯配置理论和电梯系统特性进行研究，到1990年开始对电梯系统的动态特性进行了研究。

但在电梯群控方面，仍有许多理论及技术问题急待解决，因此开展电梯群控算法研究具有重要的理论意义和实际意义，这对于电梯群控系统性能是十分必要的，同时也可以改变我国目前电梯技术主要依赖于进口的不利局面。

1.1电梯群控系统概述

自从电梯问世以来，从单梯运行到双梯并联运行，再到电梯群控系统运行，己逐步形成了电梯交通配置理论。

人工智能的出现，使人们在研究方向上做出了一定的转变：

从过去研究电梯交通系统的统计特性到如今更多地利用人工智能技术来研究电梯交通系统的动态特性。

目的是更好地提高电梯群控系统的运行效率。

1.1.1电梯群控系统的起源

随着高层建筑的出现和建筑面积的扩大，需要并排设置几台电梯，以完成大楼内的垂直运输任务，这样便存在着电梯相互联结的问题。

安装在一起的多台电梯，要求单梯的控制系统相互联结，且装有监控系统。

在这样的系统中，厅层召唤按钮对所有并联电梯来说是共有的，监控系统确定梯群中哪一台电梯去应答厅层召唤信号。

这样就形成了电梯群控系统，统一分配呼梯信号，统一调度电梯。

简单的两台电梯组成的梯群，粗略的分区是两台电梯分别服务于交替的楼层。

可用静态和动态两种方法将厅层召唤进行分区。

静态分区时，一定数目的厅层组合在一起构成一个区域；也可将相邻的上行厅层召唤安排到若干向上需求领域，相邻的下行厅层召唤安排到若干独立的向下需求区域，由此定义方向区域。

动态分区时，区域的数目和每个区域的位置和范围，取决于各个轿厢运行的瞬时状态、位置和方向。

动态分区是在正常的电梯运行期间定义的，按事先定义好的规则产生新的分区，并且是不断连续变化的。

分区控制缩短了电梯的单台运行周期，运行效率有所提高。

动态分区的算法比较复杂，因此主要以静态分区法为主。

近年来，动态分区法的研究受到了重视。

随着集成电路的发展和应用，1970年以后，厅层呼叫分配系统开始发展起来。

当一个新的厅层呼叫产生时，选择一部最合适的电梯来响应呼叫，该呼叫就分配给电梯了。

这就把群控系统和单台电梯控制器简单地联系在一起，提高了整个系统的可靠性和服务质量。

这种系统使用了集成电路，可以进行一些更加复杂的逻辑运算，但对候梯时间预测的计算却无法精确进行。

它在后来的十几年里非常流行，目前国内的部分群控电梯使用这种系统。

1.1.2电梯群控系统的发展状况

电梯群控系统从二十世纪四十年代至今己经发展了几代。

最初时使用继电器，接着集成电路的应用使系统更完善，直到今日发展成为应用计算机的现代化电梯群控阶段。

1941-1971年，电梯群控系统的最初阶段使用的是继电器顺序控制，也称自动模式选择系统，它是根据特定时间段内的交通模式选择与之对应的运行方式。

交通模式分为上行高峰期、下行高峰期、非高峰期等，控制方式采用时间间隔控制。

时间间隔控制是指：

为使梯群中的轿厢沿井道高度均匀分配，特别是在繁忙的交通需要期间，电梯群控系统以适当的时间间隔从层站楼层发出轿厢，就象公共汽车一样运行，群控系统从响应需求分配轿厢的意义上说，不依赖层站呼梯信号而工作，而是按照程序从层站楼层分派轿厢，这种控制方式的缺点是：

轿厢在层站需要花费相当多的时间等待分配间隔周期，停在顶层层站常常是无用的，而且轿厢在等待分配是闲置着。

这种系统的缺点是硬件复杂、可靠性低、维修困难、效率低、不能进行较复杂的逻辑推理。

现代电梯群控系统的最初一代是1975年至1982年，在这一代电梯群控系统里，电梯到达楼层的预报准确度有了提高，但长候梯时间的发生率很高，控制方式是候梯时间预测控制。

现代电梯群控系统的第二代是1982年至1988年，这一代群控系统取得较大发展。

一是系统中加入了对交通需求的学习功能。

这一功能提高了对电梯群运行状态预报的准确率，减小了长候梯发生率。

二是这一代群控系统在派梯中使用了综合评价系统。

当呼梯信号发生后，电梯群控系统根据交通情况和梯群的状态，对每个轿厢的多个性能指标进行综合评价，从中选出最适合的轿厢去响应呼梯信号。

这一综合评价系统极大减少了乘客平均候梯时间、长候梯时间发生率等。

这主要归功于对交通需要的学习功能和综合指标评价系统。

随着智能建筑的兴起和对电梯群控系统的要求的提高，人工智能技术开始应用于电梯群控系统中，使电梯群控系统进入到现代群控系统的第三阶段（1988年至今）。

人工智能技术作为二十世纪的新兴技术，已经在各个领域取得显著成就，对解决复杂系统的控制问题比传统的控制方法有着无法比拟的优点。

这一阶段的电梯群控系统的智能化程度进一步提高，系统更趋完善，仍在进一步发展之中。

1.2国内外电梯群控算法的研究现状

早在1949年，纽约联合国大厦首次使用继电器逻辑组成的电梯群控系统，经历了由当初的预选控制到后来的分区控制;随着计算机技术的迅速发展，计算机群控代替了传统的继电器群控。

同时国际上各大电梯公司相继推出了与自己群控系统相适应的控制算法。

在我国，电梯群控的研究最早见于1990年，主要研究电梯群控系统和人工智能。

近几年我国在这方面的工作主要表现在引进国外先进技术和产品上，在此基础上力争推出自己的产品。

虽然我国电梯业大量引进国外先进技术，但是很多停留在产品引进上，对关键电梯群控技术仍未能消化或根本未能引进。

因此国内这方面的研究仍落后于国外，有待进一步赶上。

电子技术的发展使得复杂控制成为可能。

电梯群控系统采用计算机控制技术已有三十多年，计算机技术的发展推动了人工智能技术在电梯群控系统中的应用。

电梯系统智能化，不仅是在概念上缩短人们的候梯时间，减少能量损耗，还要更多地考虑到乘客的心理候梯时间，对即将要发生的情况做出评价和决策。

这些综合因素包括乘客心理因素以及环境因素等，对应到乘客候梯时间、乘客乘梯时间、拥挤度和能耗等优化目标，因此群控系统的作用是对多元目标进行优化控制。

目前，电梯群控系统中主要采用了专家系统、模糊控制、人工神经网络以及遗传算法等人工智能技术。

1.2.1专家系统的应用

在电梯控制中，电梯群控系统的特性不能完全用数学模型进行精确描述，控制经验就显得十分重要，因此专家知识对电梯群控系统的性能具有很大作用。

专家系统在群控系统中应用较早，富士通的FLEX系列，日立的CIP—52000系列，三菱的Al—2100系列，都使用了专家系统。

专家系统的功能就是有效地将一些电梯专家的知识和经验直接融合到系统的派梯优化过程中，从而对系统运行产生积极影响。

由于专家经验及知识的局限性以及知识表达的不全面性，使得控制规则并不完善，因此用这种方法并不能很好地适应各种建筑物对电梯群控系统的不同要求。

1.2.2模糊控制的应用

模糊控制建立在人类思维模糊性的基础上，是目前控制领域所采用的控制方法中最有实际意义的智能控制方法之一。

电梯交通系统中存在着大量的不确定性，当系统的复杂程度很高而系统的状态又不易精确预测时，制定控制系统的精确模型就很困难，因此许多系统都应用了基于模糊理论的近似方法。

实际中经常根据群控原则来响应厅层召唤，而群控原则大多是一些模糊概念，例如乘客候梯时间的长短、厅层客流量的大小、轿厢内乘客人数的多少以及电梯响应召唤的快慢等，这些模糊概念难以用明确的数量界限定义，也难以用普通的逻辑规则综合考虑，这时就可以采用模糊数学中的隶属函数将复杂的模糊问题转化为简单清晰的形式求解。

1988年，富士通公司推出带有模糊控制技术的人工智能电梯群控系统FLEX—8800系列。

为了使电梯系统得到最优配置，该系统根据电梯交通状态和运行情况，利用30多种不同的评价指标完成了多级决策。

对每一个决策步骤，知识库都含有预先编制的模糊规则文件，而且，带有模糊逻辑的电梯群控系统FLEX引入了最新呼梯分配方法，即在呼梯分配系统中增加一个全面评价系统，采用包括候梯时间、长时间候梯几率及预测误差几率在内的若干因素为评价指标。

1.2.3人工神经网络的应用

从1994年起，神经网络技术被引入电梯群控系统，用于描述电梯群控系统的动态特性。

神经网络学习的主要优点在于它可以通过调整网络连接权来得到近似最优的输入一输出映射，因此适应于难以建模的非线性动态系统，这就使得神经网络在电梯系统中有广泛的应用前景。

带有神经网络的电梯群控系统克服了模糊群控系统无自学习能力的缺点，能灵活应付建筑物中变化的交通流，对误差进行校正。

1.2.4遗传算法的应用

遗传算法是电梯群控系统中一种新的控制方法。

遗传算法应用于电梯系统始于FI—340G，于1993年推出新产品。

电梯系统要求根据各个楼层的使用情况来改变系统的控制参数设定，使用遗传算法可以根据交通量的变化在线调整几十个控制参数，既保证了系统的稳定性，又可提高系统在使用情况发生变化时的跟随能力。

由于遗传算法的搜索求解过程时间较长，因此如何在电梯群控实时控制环境中进行应用还存在一定的难度，这就需要对编码、遗传操作以及搜索停止条件等问题进行合理安排，才能获得较为理想的结果。

1.3课题背景、目的及意义

1.3.1课题背景

随着城市高层建筑和智能化建筑的增加，人们对电梯服务质量提出越来越高的要求，单台电梯往往不能满足建筑内的交通需求，为缩短人们的候梯时间，减少能量的损耗，需要合理安装多台电梯。

安装在一起的多台电梯要求单台电梯的控制系统相互联动，且具有监控系统。

但仅仅这种方式不能适应客流量的剧烈变化，无法改善在某段时间内必然出现的长候梯现象。

对于电梯群的协调调度，要根据轿厢内的人数、上下方向的停站次数、层站及轿厢内的呼梯信号以及轿厢所在位置等因素来分析实时客流的变化情况，自动选择最适合客流的情况的输送方式。

因此，多台电梯的优化调度系统，也即电梯群控系统应运而生。

电梯群控系统是通过对电梯群的运行状态进行实时监测与分析，再根据不同的实际情况对各电梯进行优化调度和合理分配，进而实现电梯系统对乘客的服务质量和服务效率的改善和提高的目标。

本课题来源于湖北正野电器电梯公司项目：

基于控制器局域网的双电梯智能化分布式并联控制系统。

项目目标是实现电梯控制系统的分布式微机控制并为小区监控做好准备。

1.3.2课题的目的及意义

在研究一种控制系统前首先要明确其控制目标。

电梯群控的最主要目的是提高对乘客的服务质量和降低系统的能耗，故群控的控制目标为多目标，主要有：

（l）平均等候时间要短：

平均等候时间为所有乘客的侯梯时间和乘梯时间的平均量。

它是评价电梯控制系统性能的重要指标。

（2）长时等待率要低：

长时等待率为在一定时间内等待时间超过1分钟的乘客占总乘客的百分比。

统计表明，乘客的心理烦躁程度与等待时间的平方成正比。

当等待时间超过1分钟时，乘客的心理烦躁程度急剧上升，所以应尽量减少长时