I. cơ sở của việc ứng dụng plc và các yêu cầu cho bài toán điều khiển
4. Lý thuyết hàng đợi.
a. 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).
b. Các đặc trưng cho hàng đợi - Chiều dài hàng 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 :
Đến trước phục vụ trước Đến trước phục vụ sau Ngẫu nhiên Ưu tiên ... c. 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 λ/đơn 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 à/đơn vị thời gian. Cường độ phục vụ là số khách hàng được phục vụ xong trên một đơn vị thời gian.
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:
* 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 .v.v.
* 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 v.v...
* 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.
+ 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 trứơc so với xe to cồng kềnh di chuyển chậm v.v...
- Chiều dài hàng đợi
Chiều dài hàng đợi là số khách hàng đứng đợi để đựoc 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
Thời gian sắp hàng là 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.
Tín hiệu hoá cho hệ thống điều khiển logic khả trình
* Thiết kế bộ nút ấn gọi tầng trong ca bin cho tang máy :
Do số tầng của tào nhà không cao nắm nên việc tạo ra các nút ấn gọi tầng không đòi hỏi phức tạp nắm vì vậy ta sẽ sử dụng các nút ấn tiếp xúc để gọi tầng, gọi thang. Mỗi nút ấn sẽ tương ứng với 1 tầng và được nối với đầu vào của PLC khi ta ấn 1 nút bất kỳ thì mạch điện tương ứng sẽ kín lại và gửi tín hiệu có mức 1 đến đầu vào tương ứng
của PLC. Ngoài ra do yêu cầu công nghệ về mức độ an toàn của thang máy trong ca bin ta bố trí thêm 3 nút ấn để sử dụng trong những trường hợp cần thiết.
Nút Close để báo tín hiệu đóng cửa nhanh. Nút ấn Open để báo tín hiệu mở cửa nhanh.
Nút Emer để gọi và báo tín hiệu dừng thang máy khẩn cấp.
* Thiết kế nút ấn gọi thang:
Mỗi cữa tầng được bố trí 2 nút gọi thang 1 nút gọi thang lên và 1 nút gọi thang xuống riêng tầng 1 chỉ có nút gọi thang xuống và tầng 7 chỉ có 1nút gọi thang lên. Nguyên tắc sử dụng như sau: Thông qua bộ hiển thị về vị trí hiện tại của buồng thang đặt tại cửa tầng. Hành khách có thể nhận biết được vị trí hiện tại của thang. Nếu vị trí hiện tại của buồng thang đang ở vị trí cao hơn tầng đang đứng thì hành khách sẽ bấm nút gọi xuống. Nếu vị trí hiện tại của buồng thang thấp hơn vị trí tầng đang đứng thì hành khách sẽ ấn nút gọi thang lên .
Mạch nối dây của các nút ấn gọi thang sẽ được đấu tương tự như các nút ấn gọi thang. Với các đầu vào khác PLC
* Thiết khế mạch cho các Sensor:
Như đã đề cập để dừng chính xác buồng thang thì phải có tín hiệu báo giảm tốc trước khi phanh hãm đến sàn tầng. Tại vùng dừng ta thiết kế năm sensor được bố trí như hình vẽ:
Tất cả 5 sensor này được đấu song song và đưa vào 5 đầu vào của PLC để xử lý . Vị trí đặt các sen sơ tại mỗi tầng được bố trí như hình vẽ .