基于CANopen高层应用层协议的电梯群控系统-建筑电气2009.8

基于 CAN0pen高层应用层协议的电梯群控系统
周卫元 高国贤 (浙江广播电视大学萧山学院，杭州市 31l201)
EleVatOr Group Control System Based on CANopen High—leVel Application Layer Protocol
Zhou Weiyuan Ga0 Gu似ian(Xia0shan C0Uege 0f Zhejiang Radi0&TV University，
Hangzhou 3ll201，China)
Abstract The c0mposition of CAN0pen high一 采用集中群控模式，群控容易解体。而目前电梯通讯
1evel applicati0n layer pn0col is intIl0duced； 工程应用主要还是以 RS485总线为主要技术 ，因此，
disadVantages of star and dng eleVat0r gr0up c0ntrol
必须用新的思路构建电梯群控系统。
m0des are analyzed； the ideas of estab1ishing eleVat0r
gIDup c0ntI．()l system based on CAN0pen high—level 1 遵循 CAN 2．0B技术规范的 CANopen
application layer pmtocol aI．e pmposed； and the main
高层应用层协议
c0ntmller 0f elevat0r． the hardware of c0llect0rs f0r
intemal caU and extemal call，as well as the design 0f
2002年德国的一些 电梯企业使用 CANoDen来
system communicatjon pmcess are expounded．
提升CAN技术在 电梯中的应用 ．由此诞生了电梯
Key w0rds EleVator gmup c0ntml system CAN
设备CAN叩en高层应用层协议 。电梯 CANopen高
bus CANopen
层应用层协议 ，是一个开放式的电梯专用协议 。该
摘 要 介绍了 CAN0Den高层应用层协议及组 协议 由CiA (CAN in Automati0n)国际组织开发和
成，分析了星形、环形电梯群控构建模式的缺点，提 维护。
出了基于 CANopen高层应用层协议电梯群控 系统构 电梯设备 CANoDen高层应用层协议文件由四个部
建思路，并阐述了电梯主控制器、内召、外召采集器 分组成 ：第 l部分 ，术语定义 和物理层内容说明；
第 2部分，电梯虚拟设备 (virtual device)定义及其
的硬件，以及 系统通讯流程的设计。
应用对象；第 3部分，预定义 PDO (过程数据对象)、
关键词 电梯群控系统 CAN总线 CAN叩en
SD0(服务数据对象)等通讯对象(communication
电梯群控系统 (EGCS)把多部电梯 (≥3台)作 0bject)；第4部分，对象字典 (object dicti0nary)描述。
为一个有机整体进行协调控制，目的是提高智能大厦 电梯 CAN0pen高层应用层协议仍然遵循 CAN
垂直交通系统的运行效率。采用何种技术构建电梯群 2．0B技术规 范 ，其 基础是 CAN总线 。基 于 电梯
控系统．使电梯群控效率得到较大提高是本文研究的 CAN叩en高层应用层协议的电梯群控系统 ，单梯楼
目的。 层可达 254层 ，电梯群控数量最大达到 8台。
目前，有基于各种总线或协议的电梯群控构建，
2 基于 CANopen高层应用层协议的电梯
如基于 MEWTOCOL—COM 专用协议的电梯群控系
群控系统构建
统 …，但其依然采用 RS485总线，RS485总线存在
通讯协议不统一，通讯效率不高的问题；基于L0nTalk 2．1 电梯群控系统构建模式
协议的 LonW0rks总线技术构建 的电梯群控系统 ]， 目前 ，工程中电梯群控 的构建模式有两种 ：一
但目前厂家生产的神经元芯片输入时钟相对较低，这 是星形群控系统，即集中式控制，典型的有日本三
对电梯群控实时性要求特别高的系统不是很理想 ；基 菱和日立的群控系统；二是环形群控系统，典型的
于 CAN现场总线的电梯群控系统的设计与实现 ]， 有奥的斯群控系统和德国奔克群控系统。两种群控
基于CAN。pen高层应用层协议的电梯群控系统(用卫元 高田肾建藐电乞。
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z口口9年第日期I ELECTRIClTY
嚣 一线总洲一J ， q
系统的模型如图 1和图 2所示。 而图2所示的环形群控系统，虽然没有集中群控
控制器．改变了集中控制模式，使群控系统整体解体
的可能性大大减小，但当群控环中的某台电梯出现故
障时将破坏群控环的闭合，导致群控信息传递发生中
断，因此，依然会大大降低群控系统的可靠性。而且
由于环形构架群控电梯之间信息的传递环节多 ，通讯
效率比较低，群控的实时性也比较差。如果为了提高
外召总线
控制的实时性，而提高通讯波特率，将对电梯通讯的
派梯 抗干扰能力要求大大提高。特别是当群控组电梯数量
状态采集
多的时候，会造成信息传递的严重滞后，达不到电梯
群控效果，甚至不如单梯控制。
而 CANopen电梯高层应用层协议是基于CAN总
线的群控系统，克服了上述两种群控系统构建的缺
点，有效保证了群控系统的稳定性，同时保证大量群
控信息高效传输，防止信息堵塞。CAN总线的特点能
图 1 星形群控系统
Fig．1 Star gr0up contI_0l system 很好保证电梯群控性能。其群控系统的构建如图 3
所示
外
召
／主控制器 J 萋il
采
集
器
图3 CAN总线群控系统
Fig．3 CAN bus gmup contml system
从图 3可以看出，电梯主控制器和电梯信号采
集器都挂接于 CAN总线上，总线上各节点共享总线
信息，使传递路径得到极大优化 ，外召信号和群控状
图 2 环形群控系统
Fig．2 Ring gIl0up contrDl system 态信息处理的实时性相比环形群控和星型群控要好。
有很大的改善。同时，群控组各梯的内召信号也为各
从图 1可以看出，星形群控系统的电梯调度由独 主控制器共享，这样做的最大好处是各主控制器可以
立的群控控制器来完成，是集中式控制。群控组中的 在第一时间得知其余各梯的内召情况，增强群控控制
电梯都是一个完整的系统。每台电梯都有 自己的外召 信息的完整性，有利于群控电梯的调度。另外，由于
系统，但群控控制器收到的外召信号无需区分信号的 CAN总线的多主方式，使群控组的各电梯可以随时
来源，只有楼层的差异。系统硬件采用主从多CPU 获取其它电梯的状态。
方式。但系统存在一个致命缺点，即当群控控制器发 CAN总线电梯群控系统有很好的退出机制，任
生故障时，将导致整个群控系统的解体。显然，群控 一 台电梯退出群控系统不影响群控组的继续运行 。
系统的可靠性比较低。另外，群控信息传输的路由并 使群控组的可靠性得到极大的提高。
非最优，导致控制的实时性也比较差。 2．2 CAN总线群控系统硬件设计群 控 组 电 梯 主 控 制 器 以 LPC2292为 核 心 ． 设计接口电路即可。
LPC2292是 PHILIPS公司的一款基于 ARM7核的微 电梯主控制器 CAN总线接 口电路如图 4所示 。
处理器 ，集成 2个互连的 CAN接口。由于微处理器 微处理器的 CAN接收和发送信号通过高速光耦
LPC2292内部集成 CAN控制器，CAN总线外部只要 TLPll3隔离后接至 CAN收发芯片 TJA105O。
+5V
N
．
图4 电梯主控制器 CAN总线接口电路

内容描述： 在2009年8月的《建筑电气》期刊中，有一篇专题文章详细探讨了"基于CANopen高层应用层协议的电梯群控系统"。该研究论文介绍了CANopen，一种现场总线通信标准，其在电梯行业中被广泛应用作为高级别通信协议来实现多台电梯之间的协同控制与管理。 CANopen是一种面向过程自动化领域，特别是机械和楼宇设备的开放式现场总线技术，它为电梯群控系统提供了强大的实时通信能力、可靠性和可扩展性。在电梯群控系统中，CANopen的应用层协议负责协调各个电梯控制器（如主控电梯及从属电梯）之间的信息交互，包括但不限于电梯状态监控、调度命令发送、故障诊断与报告、以及乘客召唤响应等关键功能。 通过集成CANopen高层应用层协议，电梯群控系统能够实现对整个电梯网络的有效管理和优化，提升电梯运行效率，提高整体楼宇的能源利用效率，并确保乘梯安全与舒适度。因此，这篇文章对于理解现代电梯控制系统的先进技术及其在实际建筑环境中的具体应用具有重要的参考价值。