TÝn hiÖu hãa vµ lý thuyÕt chung vÒ tèi −u luËt ®iÒu khiÓn thang m¸y Huy M¹nh
Chuyªn ngµnh Tù ®éng ho¸ XNCN
1
øng dông PLC

cho hÖ thèng
khèng chÕ ®iÒu khiÓn thang m¸y

Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối

u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
2

Chơng I

tín hiệu hoá và lý thuyết chung
về tối

u luật điều khiển thang máy

1.1 Tối

u hoá ch



ợc sự tối

u về
quãng đ

ờng mà buồng thang phải dịch chuyể
n, thời gian phục vụ cũng nh


năng l

ợng tiêu tốn, đồng thời
mọi hành khách cảm thấy thoải mái khi sử dụng
thang máy.
Nh

vậy, một vấn đề đặt ra là là
m thế nào để có thể phục vụ đ

ợc tất cả
hành khách một cách tối

u nhất, có thể nhớ đ

ợc nhiều tín hiệu
gọi Cabin và xử
lý các tín hiệu nhớ này theo một luật tối

u. Trong tr

* Chiều dài hàng đợi

Là số khách hàng có trong hàng đợi (hạn chế hoặc không hạn chế ).

* Thời gian đợi

Là khoảng thời gian từ khi khách
hàng đến hệ thống ch
o đến khi bắt đầu
đợc phục vụ. Thời gian đợi có thể hạn chế hoặc không hạn chế.

* Luật sắp hàng

Là ph

ơng thức chọn khách hàng
trong hàng đợi. Thông th

ờng có các luật
sắp hàng nh

sau :
1. Đến trớc phục vụ trớc
2. Đến trớc phục vụ sau
3.

Ngẫu nhiên
4.

Ưu tiên ...

dài hàng đợi cũng là một đại lợng ngẫu nhiên.

* Luật sắp hàng

Trong hệ thống hàng đợi có một kênh phục vụ thờng có luật sắp hàng
điều chỉnh sau đây:
- FIFO (First - In First - Out) : Khách hàng đến trớc phục vụ trớc . Luật
FIFO thờng đợc dùng ở những nơi nh :
+ Sắp hàng trớc quầy tính tiền của siêu thị
+ Sắp hàng vào cơ sở dịch vụ , phơng tiện vận tải .
+ Các thiết bị sắp hàng trên băng tải chờ đến lợt đợc lắp ráp .v.v.

- LIFO (Last - In First - Out) : Khách hàng đến sau đợc phục vụ trớc luật
LIFO thờng đợc dùng ở những nới nh ;
+ Ra khỏi buồng thanh máy : ngời nào vào sau cùng sẽ đợc ra trớc tiên .
+ Đọc giữ liệu trên băng từ : dữ liệu ghi sau sẽ đợc đọc trớc .
+ Hàng hoá đợc xếp vào thùng chứa : hàng xếp sau cùng (phía trên của
hàng chứa sẽ đựơc lấy ra trớc v.v...

- Ngẫu nhiên : các khách hành đều có chế độ u tiên nh nhau và đợc
phục vụ một cách ngẫu nhiên . Luật này thờng đựợc lấy ở các trờng hợp sau
nh :
+ Phụ nữ trẻ em và ng
ời tàn tật đợc u tiên phục trớc.
Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
5
+ Luật FIFO cũng là trờng hợp đặc biệt với đầu u tiên là đến trớc .
+ Thời gian phục vụ ngắn đợc phục vụ trớc (shortest job first). Ví dụ trên
nút giao thông xe nhỏ gọn nhanh đợc u tiên đi trứơc so với xe to cồng kềnh di

- Khi xắp xếp hàng đợi, một vấn đề đặt ra là có thể ở một tầng có nhiều tín
hiệu gọi thang của nhiều ngời. Vì vậy, mỗi khi có tín hiệu gọi thang cần phải
duyệt toàn bộ hàng đợi xem tín hiệu này đã có mặt trong hàng đợi hay cha,
trớc khi thêm vào hàng đợi.
Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
6
- Khi hành khách đi vào thang máy và ấn nút gọi tầng, sau quá trình chuyển
động, thang máy sẽ dừng lại ở vị trí tầng đã gọi. Tuy nhiên, có thể tầng này đã có
mặt trong hàng đợi và nh vậy, coi nh tín hiệu gọi thang này đã đợc phục vụ.
Vì vậy, cần phải loại tín hiệu này ra khỏi danh sách hàng đợi để quá trình phục
vụ của thang máy không bị nhầm lẫn.
- Trong quá trình phục vụ có thể có những trờng hợp thang máy không
phục vụ kịp thời, dẫn đến tình trạng mất khách hàng do thang máy đã chuyển
động đến tầng gọi nhng không có ngời đi vào thang máy. Vì vậy cần phải có
tín hiệu cảm biến sàn Cabin hoặc đặt thời gian trễ để sau khi cửa buồng thang đã
khép lại nhng không có ngời thì tín hiệu gọi thang tiếp theo trong hàng đợi sẽ
đợc phục vụ.

Sơ đồ thuật toán điều khiển đợc mô tả nh hình 3-6. Trong đó hàng đợi
HĐ là một mảng 60 phần tử chứa tối đa 60 tín hiệu gọi sắp hàng. Ký hiệu HĐ[n]
là tín hiệu gọi thứ n trong hàng đợi. Thuật toán này đợc giải thích trong phần sơ
đồ thuật toán điều khiển hệ thống.

1.3 tín hiệu hoá cho hệ thống điều khiển logic khả
trình

1.3.1 Thiết kế bộ tạo mã phím cho các công tắc và nút ấn :

a. Bàn phím gọi tầng

giá trị ứng với các cột khác nhau ở thanh ghi hàng từ đó có thể biết đợc mã của
phím.
Sơ đồ cụ thể tạo mã quét của bảng 64 nút ấn nh hình 2-1.
Vi mạch 4001 ( 4 cổng NOR ) 2 lối vào ) đợc mã thành mạch phát xung
đồng hồ 50Hz có thể điều khiển chạy hoặc dừng đợc. Khi bộ phát xung chạy,
hai tầng đếm nhị phân (dùng IC4520) sẽ đếm liên tục và thể hiện kết quả bằng
xung điện áp ở các lối ra của chúng. Tầng đếm thứ hai đa kết quả vào A
2
B
2
C
2

của vi mạch giải mã 4051 (demultiplexer 1-8) khống chế các cột của bàn phím.
EN1
EN2
Thanh ghi cột
V
cc

B
3

B
2

B
1

B


0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1

0
1
2
3
4
5
6
7

Tầng đếm thứ nhất đ



nối với 3) và A
2
B
2
C
2
= 100 (Z
2
nối với 1). Nh

vậy ở đầu ra ta
sẽ có mã nhị phân
t

ơng ứng với số 12 là 00001100.
Khi nhả phím, hai bộ đế
m lại tiếp tục biến đổi
quay vòng chờ đến khi có
một phím khác đ

ợc ấn. Nếu có mộ
t phím thứ 2 đ

ợc ấn trong khi phím thứ nhất
cha đợc nhả thì vẫn không có gì thay đổi cho đến khi phím thứ nhất đợc nhả.
Sau đó quá trình biến đổi quay vòng lại đợc tiếp tục và chỉ dừng lại ứng với mã
nhị phân của phím thứ hai.
Do thực tế đề tài thiế
t kế thang máy cho cao ốc


Mã ASCII ra

Phím đợc ấn

Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
10
*
8
16
24
32
40
48
57
2
10
18
26
34
42
50
59
3
11
19
27
35
43

47
55
Emer
1
33
49
58
41
9
17
25
56
Sensor 1
Sensor 2
Sensor 3
Sensor 4
Sensor 5
Phím gọi lên
Phím gọi xuống
Sàn tầng
Phím gọi xuống
Sàn tầng
Khối điều khiển
động cơ cửaHình 2-3: Vùng dừng cho thang máy.

Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN


1. Kiểm tra trờng hợp ngời gọi thang đứng ở đúng tầng mà Cabin thang
máy đang dừng, nếu đúng thì sang bớc 2, nếu sai thì sang bớc 3.
2. Gọi chơng trình mở - đóng cửa rồi sang bớc 7.
Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
12
3. Đa vị trí tầng ngời đứng gọi thang ( Key ) vào hàng đợi xuống; đặt giá trị
tầng lớn nhất trong hàng đợi bằng tầng đợc gọi; tăng số phần tử trong hàng
đợi xuống lên một giá trị; thiết lập cờ busy ( báo bận ) = 1; sang bớc 4.
4. So sánh vị trí tầng ngời đứng gọi thang với tầng hiện tại ( Current ), nếu
lớn hơn thì sang bớc 5, nếu sai sang bớc 6.
5. Thiết lập cờ chạy lên ( Run = 0 ), sang bớc 7.
6. Thiết lập cờ chạy xuống ( Run = 1 ), sang bớc 7.
7. Kết thúc chơng trình.

2.1.2 Có phím gọi xuống khi thang máy đang trong hành trình lên (
SBN_2 ):
*Key_dn=1
Ac_dn=1
yes
Hình 2 -2 :
Sơ đồ thuật toán của chơng trình bàn phím
gọi xuống khi thang đang chạy lên ( Run = 0 )
yes
*Key_dn=1
++Ac_dn
Dn_max<=key?
Dn_max=key
yes

yes
Key>curr?

Tín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
14
1. Kiểm tra xem đã có số tầng trong hàng đợi xuống cha, nếu đã có thì sang
bớc 9, nếu cha thì sang bớc 2.
2. Đa vị trí tầng ngời đứng gọi thang ( Key ) vào hàng đợi xuống; sang bớc
3.
3. So sánh tầng gọi ( key ) với tầng hiện tại ( current ), nếu nhỏ hơn thì sang
bớc 4, ngợc lại thì sang bớc 5.
4. Tăng số phần tử đang đợc phục vụ ( Wt_up ) trong hàng đợi lên 1 giá trị,
sang bớc 9.
5. Tăng số phần tử chờ đợc phục vụ ( Ac_up ) trong hàng đợi lên 1 giá trị,
sang bớc 9.
6. Kiểm tra xem có phải là phần tử đầu tiên đợc đa vào hàng đợi chờ phục
vụ, nếu đúng thì sang bớc 8, ngợc lại sang bớc 7.
7. So sánh phần tử nhỏ nhất trong hàng đợi lên ( Up_min ) với tầng gọi ( key ),
nếu nhỏ hơn thì sang bớc 8, ngợc lại sang bớc 9.
8. Đặt giá trị Up_min = key.
9. Kết thúc chơng trình.

2.2 Các chơng trình xử lý phím gọi lên

2.2.1 Có phím gọi lên khi thang đang dừng ( SBN_4 ).

*Key_up=1
Up_min=key
++Ac_up


*Key_up=1?
Wt_dn=1
yes
Hình 2-5 :
Sơ đồ thuật toán của chơng trình bàn phím
gọi lên khi thang đang chạy xuống ( Run = 1 ).
yes
*Key_up=1
++Wt_up
Up_min<key?
Up_min=key
yesTín hiệu hóa và lý thuyết chung về tối u luật điều khiển thang máy Huy Mạnh
Chuyên ngành Tự động hoá XNCN
16
1. Kiểm tra xem đã có số tầng trong hàng đợi lên cha, nếu đã có thì sang
bớc 6, nếu cha thì sang bớc 2.
2. Đa vị trí tầng ngời đứng gọi thang ( Key ) vào hàng đợi lên; tăng số phần
tử trong hàng đợi lên một giá trị; sang bớc 3.
3. Kiểm tra xem có phải là ngời gọi đầu tiên không, nếu đúng thì sang bớc
5, ngợc lại thì sang bớc 4.
4. Kiểm tra giá trị tầng nhỏ nhất ( Up_min ) trong hàng đợi so với tầng đợc
gọi, nếu Up_min >= key thì sang bớc 6, ngợc lại thì sang bớc 5.
5. Đặt Up_min = key.
6. Kết thúc chơng trình.
2.2.3 Có phím gọi lên khi thang máy đang trong hành trình lên (
SBN_6.