基于PAC的电梯群控系统设计
律性和随机性。电梯交通具有规律性是因为大楼内人群的生活和工作中存在着周期性，而且不同时间段的交通量之间存在着一定的内在联系。电梯交通具有随机性是因为不同工作日的每一相同时段内交通量是随机的，即每层要求服务的乘客数、乘客的起始楼层和目的楼层是随机的。电梯交通的随机性大大增加了电梯交通流分析的难度，而电梯交通的规律性使得电梯交通流分析成为可能。
一般来说对于一个写字楼而言，在早上上班时间有一个上行高峰时段，晚上下班时也有一个下行高峰时段，并且下高峰延续了较长一段时间。在早上上班之前和晚上下班以后，空闲交通模式占了较大比例。而且在下午有很多乘客下行到门厅外出，用餐或办事完毕后又回到楼内。除了一部分人员出楼用餐或办事外，在其它的上午和下午的正常工作时间段内，层间交通模式比例较大，而且在其中绝大部分比例是随机层间交通模式。因此它的交通模式一般可分为上行高峰交通模式、下行高峰交通模式和空闲交通模式[16]。不同的模式下，乘客对电梯的要求有很大的差异，对交通模式的准确判别，是有效提高电梯运行水平的基础。
（1）上行高峰交通模式
上行高峰交通模式是指全部或大多数乘客在大楼的门厅进入电梯且上行，去往大楼的各个楼层，此时主要的(或全部的)客流是上行方向典型的办公大楼里，上行高峰交通模式一般发生在早晨上班时刻，上班时刻带来相当大的乘客到达率，乘客进入电梯上行到大楼各个楼层上班。其次，强度稍小的上行高峰发生在午间休息结束时刻。上行高峰乘客到达率曲线如图7所示。
5分钟5分钟输送能力30分钟输送能力1小时输送能力30分钟1小时上班时间 图7 上行高峰乘客到达率曲线
（2）下行高峰交通模式
下行高峰交通模式是指全部或者大多数乘客是从大楼的各层乘电梯下行到门厅离
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开电梯的状况，这种交通模式下主要的客流是下行方向。在一定程度上说，发生在下班时刻的下行高峰是早晨上行高峰的反向。根据图8可以看出，客流量在午间休息开始时形成的下行高峰强度较弱，而傍晚下班时的下行高峰比早晨的上班高峰更强烈，此时下行高峰的强度比上行高峰的强度高50%左右，持续的时间长达10分钟之久。
下班时间1小时10分钟离开率图8 下行高峰乘客离开率曲线
（3）空闲交通模式
当大楼里的客流稀少，乘客的到达间隔很长时的交通状况被定义为空闲交通模式。此时只有极少数楼层有很少的乘客需要服务，在这种情况下，如果将全部电梯投入系统中，则系统的利用率低，浪费很多能源。为了合理使用系统，可以暂停部分电梯的使用，而让少数几台电梯继续服务乘客，有利于集中服务，节约能源。这种交通模式通常发生在晚上下班后到第二天早上上班前这段时间，以及中午休息的时间段。在休息日，全天之中也会有程度不同的空闲交通模式存在。
电梯群控系统的主要任务是进行电梯运行调配，给乘客提供一个舒适的乘梯环境。整个系统的运作必须适应于一天内变化的不同的交通模式，才能提高电梯群的运行效率，提供更优良的服务。乘客在不同的客流状态下，对电梯有不同的要求，当交通繁忙时，要求电梯能迅速输送乘客，把候梯时间和乘梯时间作为主要的衡量指标；当交通比较空闲时，乘客将要求电梯有良好的乘坐环境，即对轿厢的拥挤度有较高的要求。从大楼的经济性方面及环保方面考虑，电梯的运行还应满足整体能源消耗最低的原则。电梯群控系统必须对这些相互矛盾的要求综合考虑，使电梯的运行状态达到最佳。
经过以上分析，电梯群控系统的控制策略采用如下几个模式：上行高峰交通模
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式；下行高峰交通模式；空闲交通模式。在断开连接或设置为独立运行模式后可作为三台独立六层站仿真电梯使用，具体程序设计见附录，电梯控制系统程序流程图如图9所示。
开始选择群控策略是否外呼YN是否内呼YN确定与本层关系目标层与本层是否相同YN电梯定向电梯运行楼层检测是否目标层Y平层检测N电梯制动开门延时关门Y是否有呼叫N结束 图9 程序流程图
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3.3 控制系统通讯方式的设计
3.3.1 Geinus I/O总线
Geinus I/O总线是美国GE Fanuc自动化公司推出的一种产业控制总线，它既是I/O总线又是通讯网络，非常适合于大量I/O处理和数据传输。可作为一个网络、或作为一个交换实时信息的高速局域通讯网络而进行工作，对安装在不同位置上的I/O系统进行控制。
Geinus I/O总线稳定性极强，适于高速及长间隔传送，是一种确定性和开放性的总线，是为产业环境中的可靠通讯而设计的，是一种重要的产业应用总线和最具特色的PLC网络通讯。
以90-30 PLC系列为例，一种简单的网络设备基本配置如下： （1）CPU模块
IC695CPU315（CPU311、CPU313、CPU323、CPU350、CPU352、CPU360、CPU363、CPU364）PAC站控制器。
（2）总线接口模块（GBC） Genius网络电缆:屏蔽双绞线或光纤； Genius I/O总线终端插头:IC693ACC307；
Genius I/O IBM PC接口卡：IC660ELB921（单通道），PCIM卡，遵守ISA总线协议。
（3）PC机
PC机，大于20g硬盘，大于128m内存，支windwods2000或windwosnt4.1操纵系统软件运行，具有ISA总线扩展插槽。 3.3.2 PROFIBUS通信
PROFIBUS是一种国际化，开放式，不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化，流程工业自动化和楼宇，交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
PROFIBUS使用混合的总线存取控制机制来实现PROFIBUS通讯，通讯分主站和从站。主站间的通讯采用逻辑令牌传递方式，拥有令牌的主站在确定的时间窗口内拥有总线控制权，决定系统的通讯，它采用主-从原理以轮循方式与从站通讯，同时采用循环或非循环报文实现主-主通讯。系统可以配置为：单主-从、多主多从或前两者的混合系统。
（1）令牌总线程序连接到PROFIBUS网络上的主站按它的总线地址的升序组成一
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个逻辑令牌环。在逻辑令牌环中主站是一个接一个地排列的，控制令牌总按这个顺序从一个站传递到下一个站。令牌提供存取传输介质的权力，并用特殊的令牌帧在主站间传递。具有总线地址HAS（最高站地址）的站点例外，它只传递令牌给具有最低总线地址的站点，以使逻辑令牌环闭合。在总线初始化和启动阶段，总线存取控制通过辨认主动节点来建立令牌环。为了治理控制令牌，MAC程序首先自动地判定总线上所有主动节点的地址，并将这些节点及它们的节点地址都记录在LAS（主动站表）中。对于令牌治理而言，使用了两个地址概念：PS节点（前一站）的地址，即下一站是从此站接收到令牌的；NS节点（下一站）的地址，即令牌传递给此站。在运行期间，为了从令牌环中往掉有故障的主动节点或增加新的主动节点到令牌环中而不影响总线上的数据通讯，也需要LAS。
（2）主-从程序在主-从系统中，主站与从站采用主-从程序实现通讯。主-从系统答应主站当前有权发送、存取指定给它的从站设备，这些从站是被动节点。主站可以发送信息给从站或从从站获取信息。典型的PROFIBUS-DP总线配置是以主-从总线存取程序为基础的，DP主站循环地与DP从站交换数据。 3.3.3 以太网
工业以太网是基于IEEE 802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络。通常认为工业以太网主要是通过采用交换式以太网、全双工通信、流量控制机虚拟局域网等技术，减轻以太网负荷，提高网络的实时响应时间，与商用以太网兼容的控制网络。利用工业以太网，SIMATIC NET提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。
以太网是统一的总线网络技术、特别是在高速数据传输方面更具优势。而现在工业界存在着几十种现场总线的协议标准，在多种协议并存且互不相让的情况下，已经被广泛采用的以太网如能向下延伸并进入控制层，那么它将成为统一现场总线的希望。以太网是当今世界上最流行也是最成熟的网络技术，具有价格低、速度高、易于组网等优点，并且易于与Internet连接。绝大多数操作系统都支持以太网的通信协议。用户运行费用大大降低。用户不需要单独学习一种新网络技术，也不必为更换设备耗费大量资金和精力。
但以太网也存在不足：①以太网的信道分配方式采用带有冲突监测的载波侦听多路访问协议CSMA/CD，适合于突发性数据的传输，不具有实时性。是一种非确定性的网络系统；②在工业环境下，以太网的可靠性会有一定程度上的降低，以太网采用超时发送机制，单点故障容易扩散到整个网络系统，从而使其瘫痪；③以太网的接口电路还比较复杂和昂贵，因而它并不适合所有的自动化设备，并不能在与简单的传感器和执行器相连时，体现出更大的优越性；④总线供电技术发展还不够完善，这对于环境恶劣危险的场合影响较大。在设置的时候一定要注意将三者的IP设置在同一号码段处。PAC的IP地址就是该通用底板上的通信模块网卡地址。
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