thiết kế hệ thống điều khiển thang máy, chương 2 pot

chng 2:
thuật toán tối

u
điều
khiển thang
máy
Khi thiết kế thuật
toán
tối
u điều
khiển thang
máy
với hệ
thống
hàng
đợi ta thấy có những
đặc điểm
cần
l

u
ý
nh

sau
:
- Nếu chiều
dài
hàng đợi lớn
quá

có thể
xảy
ra
tr

ờng
hợp
hành
khách
không đợi
đợc
đã
không
đi
thang
máy.
Trong khi đó,
đến
l

ợt
đợc
phục vụ thang
máy
v
ẫ
n
chạy đến đúng
v
ị

trí
gọi. Nh

v
ậ
y
sẽ dẫn
đến
l
ã
ng
phí
thời gian
và
giảm
hiệu suất
hoạt động
của
thang. Do đó trong
tr

ờng
hợp
này
ta chọn chiều
dài hàng đợi
là
60.
- Khi xắp xếp
hàng đợi,

một vấn
đề đặt
ra
là
có thể ở một
tầng có nhiều tín hiệu gọi thang của nhiều
ng

ời.
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
ch

a,
tr

ớc
khi
thêm vào hàng
đợi.
- Khi
hành khách đi

v
à
o
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
v
à
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
tr

ờng
hợp
thang
máy
không
phục vụ kịp thời, dẫn

đến tình trạng
mất
khách hàng
do
thang
máy đã
chuyển
động đến
tầng gọi
nh

ng
không
có
ng

ời
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
nh

ng
không
có
ng

ời
thì tín
hiệu gọi thang tiếp theo trong
hàng đợi
sẽ
đợc
phục
vụ.
Sơ
đ
ồ
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
t
í
n
hiệu
hoá cho
hệ
thống điều
khiển logic
kh
ả
trìn
h
1.3.1 Thiết kế bộ
t
ạ
o
mã
ph
ím
cho các công
tắc
và
nút
ấ
n
:
a. Bàn
phím
gọi

tần
g
Khi số tầng
ít,
việc
tạo mã phím
cho
các
nút ấn gọi tầng,
gọi thang
và các
tín hiệu
cảm
biến
v
ị
trí rất
đơn giản. Các
tín
hiệu
này
sẽ
t
á
c
động
đến
một
bộ
phát

xung
để phát
ra
các
xung
tơng
ứng với phím gọi.
Các
xung
này
sẽ
đ
ợc
đ
a
đến
một bộ
đếm để
có
đợc mã phím.
Tuy
nhiên,
khi số
tầng nhiều, việc
tạo mã
nh

trên
sẽ rất phức
tạp và phải

có
rất
nhiều
dây
dẫn
tín
hiệu.
Vì
v
ậ
y,
chúng ta sẽ lựa chọn
ph

ơng
án
thiết kế cho thang
máy
nhiều tầng với
các
bộ
tạo mã
theo
ma trận
phím
d

ới
dạng các
mã

quét (Scan
code)
.
Trong thực tế có nhiều
loại
phím
mà
khi tiếp xúc sẽ
gây ra những hiện
t

ợng nh

:
- Thay
đổi điện
trở của phím.
- Thay
đổi điện
dung của phím.
- Thay
đổi
dòng
điện chạy
qua
phím
theo
định
luật
Hall.

Để
giảm
số
l

ợng
dây dẫn
phải
biến đổi số thứ tự của
các
phím
(m
ã
hoá
các phím) thành dạng nhị phân
hoặc
dạng
số Hexa. Trong
tr

ờng
hợp
này,
ng

ời
ta sử dụng một bộ
đếm
quét
bàn phím.

Khi có một
phím đợc
ấn bộ
đếm
sẽ
đ
ợc
lệnh dừng
lại
v
à
ở
đầu
ra của
các
bộ
đếm
sẽ thu
đợc
một
mã nhị phân tơng
ứng
với số thứ tự của
phím. Mã này đợc
gọi
là mã
quét
bàn
phím.
Nguyên

tắc
tạo mã
quét cho
bàn phím đợc
minh
hoạ
nh

s
ơ
đồ hình
2.1.
A
3
A
2
A
1
A
0
Thanh ghi
cột
E
N1
Thanh ghi
h
à
ng
V
cc

E
N2
B
3
B
2
B
1
B
0
Ngắt
Hình 2-1:
Sơ đồ tạo mã bàn
phím
Ng

ời
ta
đ
a
ra
các giá
trị 1 lần
l

ợt
quét
vào các
cột, sau
đ

ó
đọc vào
cá
c
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
m
ã
quét của
bảng
64 nút ấn
nh

hình
2-1.
Vi
mạch

4001 ( 4 cổng NOR ) 2 lối
v
à
o
)
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
đ
a
kết
quả vào
A
2
B
2
C
2
của vi
mạch giải
m
ã
4051 (demultiplexer 1-8) khống chế
các
cột của
b
à
n
phím.
Bảng
c
á
c
chế
độ làm

việc của 4051
nh

sau
:
C
B
A Z nối với
0
0
0
0
1
1
1
1
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
a
kết
quả vào
A
1
B
1
C
1
của vi
mạch
4051 khống chế
hàng
của
bàn
phím.

Khi ấn phím, hai
đầu
dây
hàng
v
à
cột của
phím
đó
đợc
nối với nhau
tạo
nên điện
á
p
+5V từ Z
2
đ
a
sang Z
1
để làm
dừng bộ
phát
xung
đồng
hồ.
Trên các
lối ra 1 6 sẽ giữ
nguyên

trạng thái
của hai tầng
đếm
lúc dừng
và đó
cũng chính
là mã
nh
ị
phân tơng
ứng với ký tự ghi
tr
ê
n
phím
ấn.
Ví
dụ khi ấn
phím
số
12 (hàng
3, cột 1), bộ
phát
xung
đồng
hồ tiếp tục
chạy, các
lối ra của bộ
đếm
cứ

liên
tục thay
đ
ổ
i
và chỉ
dừng khi A
1
B
1
C
1
=110
(Z
1
nối với 3)
v
à
A
2
B
2
C
2
=
100 (Z
2
nối với 1). Nh

v

ậ
y
ở
đầu
ra ta sẽ có
m
ã
nhị
phân
tơng
ứng với số 12
là
00001100.
Khi
nhả
phím, hai bộ
đếm lại
tiếp tục biến đổi quay vòng
chờ
đến
khi
có
một
phím khác đợc
ấn. Nếu có một
phím
thứ
2
đợc
ấn trong khi

phím
thứ
nhất
ch

a
đợc nhả thì
v
ẫ
n
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
thiết kế thang
máy
cho cao ốc 60 tầng,
bàn phím
chỉ
đ
a
ra số nhị
phân
lớn nhất
là
63, tức
là
chỉ sử
dụng hết 6
đ
ờng
truyền dữ liệu nên
chỉ
cần sử dụng 6

đầu
v
à
o
( INPUT ) của PLC.
b. Bàn
phím
gọi
thang
Bàn
phím gọi thang có cấu
tạo và
nguyên tắc
hoạt động
tơng
tự
nh

bàn
phím
gọi tầng. Tuy
nhiên
do số
l

ợng
phím
tăng lên
gấp
đôi nên

kết
c
ấ
u
của bàn
phím
gọi thang có
khác
đôi
chút, tức
là phải
t
ă
ng
thêm
số linh kiện
để
có thể
đ
a
ra
mã
quét của
c
á
c
số từ 0
đến
127; trong đó
các phím

có
mã
từ 1
đến
59 dùng
để
gọi thang lên
tơng
ứng với
các
tầng từ 1
đến
59, còn
các phím
có
mã
từ
62
đến
120 dùng
để
gọi thang xuống
tơng
ứng với
các
tầng từ 2
đến
60.
Các
tín hiệu ra từ

bàn phím
gọi thang
đợc
đ
a
vào
7
đầu vào
của PLC.
Ph
í
m
đợc
ấn
M
ã
ASCII
ra
Hình
2-2:
Bảng mã phím
gọi tầng
.