Lập trình PLC thang máy

machine-learning

#1

Vấn đề tối ưu hoá trong điều khiển thang máy

Như đã biết, trong các thang máy các nút ấn gọi thang được bố trí ở các tầng, tuỳ theo thiết kế mạch mà mỗi tầng sẽ có 1 hoặc 2 nút gọi thang. Ở phương án này, tất cả các tầng ( trừ tầng thượng chỉ có nút gọi xuống và tầng 1 chỉ có nút gọi lên ) đều bố trí 2 nút ấn gọi thang, một nút gọi lên và một nút gọi xuống. Trong buồng thang cũng có một bàn phím gồm các nút ấn đến tầng, đóng mở cửa nhanh, dừng khẩn cấp, báo chuông khi cần thiết.

Các tín hiệu đó tác động vào hệ điều khiển thang máy không theo một quy luật nào cả. Do đó vấn đề đặt ra là: thang máy phải có một luật điều khiển sao cho vừa thỏa mãn được các yêu cầu công nghệ, vừa đáp ứng được sự tối ưu về quãng đường mà buồng thang phải dịch chuyển, thời gian phục vụ cũng như năng lượng tiêu tốn, đồng thời mọi hành khách cảm thấy thoải mái khi sử dụng thang máy.

Như vậy, một vấn đề nữa đặt ra là làm thế nào để có thể phục vụ được tất cả hành khách một cách tối ưu nhất, có thể nhớ được nhiều tín hiệu gọi Cabin và xử lý các tín hiệu nhớ này theo một luật tối ưu. Trong trường hợp này ta sử dụng lý thuyết hàng đợi.

Lý thuyết hàng đợi

Khái niệm chung về hệ thống hàng đợi

Hệ thống hàng đợi (Queueing System) là hệ thống có các bộ phận phục vụ (Services) và các khách hàng đi đến hệ thống (Arriving Customers) để được phục vụ. Nếu khi khách hàng đến mà các bộ phận phục vụ đều bận thì các khách hàng phải sắp hàng để đợi được phục vụ. Chính vì vậy mà hệ thống này có tên là hệ thống hàng đợi. Lý thuyết toán học để khảo sát các hệ thống hàng đợi được gọi là lý thuyết phục vụ đám đông (các khách hàng được coi là một đám đông được phục vụ).

Các đặc trưng cho hàng đợi

  • 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 cho đến khi bắt đầu được phục vụ. Thời gian đợi có thể hạn chế hoặc không hạn chế.

  • Luật sắp hàng: là phương thức chọn khách hàng trong hàng đợi. Thông thường có các luật sắp hàng như sau :

  1. Đến trước phục vụ trước
  2. Đến trước phục vụ sau
  3. Ngẫu nhiên
  4. Ưu tiên …

Các thành phần chính của hệ thống hàng đợi

Hệ thống hàng đợi có ba bộ phận chính là :

  • Dòng khách hàng: là các phần tử, yêu cầu, sự kiện đi đến hệ thống để được phục vụ – được gọi chung là khách hàng. Đặc trưng cho dòng khách hàng là cường độ dòng khách hàng Ayđơn vị thời gian. Dòng khách hàng là một dòng sự kiện ngẫu nhiên, do đó khoảng cách thời gian giữa các khách hàng cũng là một đại lượng ngẫu nhiên.

  • Kênh phục vụ: là các cơ cấu để phục vụ khách hàng, thực hiện các yêu cầu của khách hàng. Thời gian phục vụ (Service time) và khoảng thời gian giữa các lần phục vụ là những đại lượng ngẫu nhiên. Tuỳ theo hệ thống có một hay nhiều điểm phục vụ mà người ta gọi là hệ thống có một hoặc nhiều kênh phục vụ. Đặc trưng cho kênh phục vụ là dòng phục vụ với cường độ là μ/đơn vị thời gian. Cường độ phục vụ là số khách hàng được phục vụ xong trên một đơn vị thời gian.

  • Hàng đợi (Queue): là số khách hàng chờ đến lượt được phục vụ. Tuỳ theo số khách hàng đến nhiều hay ít (cường độ λ lớn hay bé), khả năng phục vụ (số kênh phục vụ, thời gian phục vụ) mà số khách hàng phải đợi trong hàng đợi nhiều hay ít. Vì vậy, độ dài hàng đợi cũng là một đại lượng ngẫu nhiên.

  • Luật sắp hàng: trong hệ thống hàng đợi có một kênh phục vụ thường có luật sắp hàng điều chỉnh sau đây:

1/ FIFO (First – In First – Out) : Khách hàng đến trước phục vụ trước . Luật FIFO thường được dùng ở những nơi như :

  • Sắp hàng trước quầy tính tiền của siêu thị.
  • Sắp hàng vào cơ sở dịch vụ , phương tiện vận tải.
  • Các thiết bị sắp hàng trên băng tải chờ đến lượt được lắp ráp…

2/ LIFO (Last – In First – Out) : Khách hàng đến sau được phục vụ trước luật LIFO thường được dùng ở những nới như:

  • Ra khỏi buồng thanh máy : người nào vào sau cùng sẽ được ra trước tiên.

  • Đọc giữ liệu trên băng từ : dữ liệu ghi sau sẽ được đọc trước.

  • Hàng hoá được xếp vào thùng chứa : hàng xếp sau cùng (phía trên của hàng chứa sẽ đựơc lấy ra trước … 3/ Ngẫu nhiên: các khách hành đều có chế độ ưu tiên như nhau và được phục vụ một cách ngẫu nhiên. Luật này thường đựợc lấy ở các trường hợp sau như :

  • Phụ nữ trẻ em và người tàn tật được ưu tiên phục trước.

  • Luật FIFO cũng là trường hợp đặc biệt với đầu ưu tiên là đến trước.

  • Thời gian phục vụ ngắn được phục vụ trước (shortest job first). Ví dụ trên nút giao thông xe nhỏ gọn nhanh được ưu tiên đi trước so với xe to cồng kềnh di chuyển chậm v.v…

  • Chiều dài hàng đợi: số khách hàng đứng đợi để được phục vụ. Nếu số vị trí để đứng đợi không hạn chế thì chiều dài hàng đợi có thể dài bất kỳ. Ngược lại nếu số vị trí đứng đợi là hạn chế thì thì chiều dài hàng đứng đợi không vượt quá số đã cho trước. Trong trường hợp này nếu khách hàng đến đúng vào lúc chiều dài hàng đợi đã đầy thì phải rời bỏ hệ thống và hệ thống sẽ bị mất khách hàng. Chiều dài hàng đợi là một đại lượng ngẫu nhiên phụ thuộc vào cường độ dòng khách hàng và dòng phục vụ.

  • Thời gian sắp hàng: quãng thời gian khách hàng đứng đợi trong hàng đợi chờ để chờ đến lượt phục vụ. Có loại khách hàng có thể đợi bao lâu cũng đựơc, ngựơc lại có loại khách hàng chỉ có thể đợi trong một thời gian nhất định, hết thời gian đó khách hàng sẽ rời bỏ hệ thống mặc dầu vẫn còn chỗ để đứng đợi. Trong trường hợp này hệ thống sẽ mất khách hàng. Để giảm khả năng mất khách hàng hệ thống phải tăng cường độ dòng phục vụ hoặc tăng số kênh phục vụ. Công ty mình đang tuyển 5 bạn kỹ thuật có hiểu biết cơ bản về điện, cơ khí và tự động hóa. Sẻ được đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật. bạn nào quan tâm có thể điền form đăng ký tại đây Bạn nào quan tâm hay muốn học tập thêm về thang máy hay lập trình PLC thì cứ để lại phản hồi nhen.


#2

Theo bạn nói thì luật xếp hàng LIFO thường đường dùng trong trường hợp thang máy nhưng rõ ràng luật Ưu tiên sẽ phù hợp hơn chứ? Vì bạn đâu thể bắt người A vào đầu tiên và phải ra sau cùng khi A vào đầu tiên từ tầng 1 và muốn lên tầng 3 trong khi người B vào sau ở tầng 2 và muốn lên 81 ?