（天津市濱海新區(qū)檢驗(yàn)檢測(cè)中心，天津 300451）

0.引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)人的生活水平逐漸提升，人們對(duì)生活質(zhì)量的需求越來(lái)越高，不再滿足于走路上下樓，房地產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)域?yàn)榱藵M足人們的需求絞盡腦汁，最終電梯成為了人們生活必不可少的設(shè)備之一，但傳統(tǒng)電梯易發(fā)生故障，安全性能不高，而智能技術(shù)的成功加入，解決了傳統(tǒng)電梯的弊端，成為后起之秀，本文將針對(duì)智能電梯進(jìn)行開發(fā)與運(yùn)用。

1.PLC智能電梯運(yùn)行的基本原理

傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行原理是通過(guò)曳引繩將對(duì)重與轎廂進(jìn)行連接，使曳引繩分別纏繞于導(dǎo)向輪與曳引輪上，連接成功后，將電動(dòng)機(jī)安裝于電梯系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)在其中充當(dāng)減速器起到變速的作用，帶動(dòng)曳引輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，將與曳引繩產(chǎn)生摩擦力，在摩擦力的作用下帶動(dòng)對(duì)重以及轎廂進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行，但是傳統(tǒng)的電梯有許多弊端，極容易出現(xiàn)故障而引發(fā)事故，并且易出現(xiàn)到達(dá)指定樓層后電梯不開門現(xiàn)象?，F(xiàn)如今，PLC控制器的迅速發(fā)展，避免了許多不應(yīng)該發(fā)生的事故，很大程度地減少了工作人員的工作量。而PLC控制器最主要的技術(shù)為掃描技術(shù)，該技術(shù)的加入使工作過(guò)程分為3個(gè)階段，分別是輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，其中輸入采樣階段主要是PLC通過(guò)掃描的方式讀入輸入的數(shù)據(jù)以及狀態(tài)，并將其存入系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)器中，采樣結(jié)束后進(jìn)入下一階段；用戶程序執(zhí)行階段，在該階段的PLC采用由上而下地順序依次掃描用戶程序，并進(jìn)行邏輯運(yùn)算；輸出刷新階段是在系統(tǒng)掃描結(jié)束后，PLC自動(dòng)進(jìn)入輸出刷新階段，這一階段屬于PLC的真正輸出[1]。

2.智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 基于目的樓層預(yù)約呼梯的電梯模糊控制群控調(diào)度技術(shù)

在目前的技術(shù)水平下，電梯的穩(wěn)定性和運(yùn)載能力在數(shù)量足夠多的前提下可以滿足乘梯的需求。但考慮到購(gòu)買電梯成本以及電梯井道所占用的建筑面積，此種方式弊端明顯。當(dāng)建筑竣工后，電梯的配置、數(shù)量已經(jīng)成了該建筑的固有特性，所以通過(guò)改進(jìn)控制方式滿足乘客需求才是王道。傳統(tǒng)的基于最小等待時(shí)間的群控方式，因其評(píng)價(jià)指標(biāo)單一，不能滿足乘梯的整體需求。隨著人工智能（AI）技術(shù)的不斷成熟，電梯群控領(lǐng)域也注入了許多先進(jìn)控制方式，基于多個(gè)評(píng)價(jià)函數(shù)指標(biāo)的控制模型被應(yīng)用于群控系統(tǒng)當(dāng)中。模糊控制因其不需要建立精確地控制模型，且符合群控系統(tǒng)的模糊特性，所以非常適合用于電梯群控的研究。利用最前沿的先進(jìn)控制技術(shù)對(duì)群控系統(tǒng)進(jìn)行更深層次的分析和研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義：首先有助于提升電梯運(yùn)行效率，使乘梯更加高效便捷，提升乘客的乘梯質(zhì)量，增強(qiáng)乘梯的舒適性，更好地為乘客提供服務(wù)；其次可以節(jié)約電能，減少資源浪費(fèi)；再者可以加快國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)創(chuàng)新性發(fā)展，打破外企的技術(shù)壟斷。

2.2 穩(wěn)定操作系統(tǒng)的應(yīng)用

進(jìn)一步提升操作系統(tǒng)的可靠性，通過(guò)智能技術(shù)來(lái)滿足系統(tǒng)處理要求，借助于PC指針可以確保系統(tǒng)處理效果，能夠做好任務(wù)之間的高速切換。在工業(yè)生產(chǎn)方面，操作技術(shù)主要以Windows嵌入式機(jī)制以及UCOS系統(tǒng)為主。Windows系統(tǒng)當(dāng)中體積相對(duì)較高，穩(wěn)定性較強(qiáng)，可以試營(yíng)業(yè)電梯控制系統(tǒng)當(dāng)中，嵌入式系統(tǒng)則選擇播放器設(shè)備，數(shù)控系統(tǒng)等類型的機(jī)械，可以很好地滿足操作系統(tǒng)的控制要求?，F(xiàn)階段，多數(shù)的電梯控制系統(tǒng)都選擇簡(jiǎn)單邏輯控制模式，這種控制模式不具備智能特質(zhì)。大多數(shù)電梯集成選擇簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)，選擇UCOS系統(tǒng)的類型后，在滿足操作系統(tǒng)控制要求的情況下，做好開發(fā)者設(shè)計(jì)，提升人機(jī)界面的友好度，進(jìn)一步提高處理器性能。隨著智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，操作系統(tǒng)能夠應(yīng)用于電梯系統(tǒng)，這也是確保電梯智能化發(fā)展的需求。智能技術(shù)在操作系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，能夠很好地解決電梯操作的多元化問(wèn)題，可以根據(jù)要求進(jìn)行妥善設(shè)計(jì)，同樣也能夠解決故障率偏高的問(wèn)題，這些都是促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的必要條件。

2.3 基于電梯進(jìn)水、積水、滲水報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

報(bào)警系統(tǒng)是由一條或多條感應(yīng)線纜和一個(gè)帶報(bào)警的控制器連接電梯控制系統(tǒng)構(gòu)成。感應(yīng)線由2條輕質(zhì)的高密度聚乙烯導(dǎo)線圍繞螺旋中軸壓制而成，具有強(qiáng)韌的機(jī)械性能與耐腐蝕、耐磨損性能，感應(yīng)線靈敏度高，可以檢測(cè)到線纜上沿線任何位置水的出現(xiàn)。當(dāng)感應(yīng)線纜檢測(cè)到進(jìn)水時(shí)，感應(yīng)線纜將信號(hào)送往控制器，經(jīng)微處理器處理后，將泄漏信息上傳至電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)控制電梯向上運(yùn)行到最高層站開門?？坎⑼瑫r(shí)報(bào)警。感應(yīng)線纜由2根或4根不同類型的導(dǎo)線組成，其中兩根由導(dǎo)電聚合物加工而成，其單位長(zhǎng)度電阻被精密加工并為定值。無(wú)進(jìn)水時(shí)，其中兩根導(dǎo)線間電流值為正常，當(dāng)感應(yīng)線檢測(cè)有水時(shí)，兩根導(dǎo)電聚合物之間被短接，所測(cè)電流值發(fā)生變化，促使控制器向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，從而完成“保護(hù)狀態(tài)”?！氨Ｗo(hù)狀態(tài)”是指當(dāng)感應(yīng)線檢測(cè)到水后電梯所作出的一系列控制指令，具體為：當(dāng)感應(yīng)線纜檢測(cè)到進(jìn)水時(shí)，感應(yīng)線纜將信號(hào)送往漏水控制器，漏水控制器觸發(fā)繼電器信號(hào)并傳送至電梯控制柜。電梯控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集記錄當(dāng)前電梯轎廂所在的樓層位置，發(fā)出轎廂往上運(yùn)行至頂層的命令，同時(shí)轎廂內(nèi)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示乘客電梯進(jìn)水并引導(dǎo)乘客有序撤離轎廂。電梯轎廂運(yùn)行到頂層后轎門打開并一直維持開啟狀態(tài)，聲光報(bào)警也一直持續(xù)。電梯控制系統(tǒng)控制信息發(fā)送模塊發(fā)送故障信息給電梯保養(yǎng)單位及使用單位的管理人員。

2.4 電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

以西門子S7-300PLC電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)為例分析，該系統(tǒng)主要從6個(gè)模塊考慮，分別是電梯識(shí)別模塊、定向回路模塊、運(yùn)行方向模塊、顯示模塊、開關(guān)控制模塊和召喚信號(hào)模塊。其中電梯識(shí)別模塊主要負(fù)責(zé)根據(jù)指令識(shí)別電梯位置，從而執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯進(jìn)行拖拽過(guò)程；定向回路模塊在系統(tǒng)中起決定性作用，負(fù)責(zé)控制電梯上下運(yùn)行狀態(tài)；運(yùn)行方向模塊與顯示模塊部分主要負(fù)責(zé)電梯運(yùn)行的速度快慢問(wèn)題，該部分對(duì)電梯進(jìn)行控制，才可以實(shí)現(xiàn)各樓層之間相互運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題；開關(guān)控制模塊以及召喚信號(hào)模塊部分主要負(fù)責(zé)對(duì)電梯門的開關(guān)狀態(tài)以及運(yùn)行情況進(jìn)行控制，開關(guān)控制模塊負(fù)責(zé)電梯到達(dá)指定樓層后，對(duì)電梯門進(jìn)行開關(guān)指令，召喚信號(hào)模塊主要負(fù)責(zé)接收指令，對(duì)其他模塊進(jìn)行分配，指令結(jié)束后對(duì)其記憶進(jìn)行消除[2]。

2.5 基于S7-1200與WinCC的電梯控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和城市的發(fā)展，高樓大廈如群峰林立，電梯成為高樓大廈的重要設(shè)備。而高樓大廈中，特別是辦公大樓，乘梯人員眾多，單部、雙部電梯顯然不能滿足人們上下班高峰時(shí)期的需求，使用三部及以上電梯成為必然，因此對(duì)電梯的運(yùn)行性能提出更高要求。電梯的安全性、舒適性和高效性成為電梯控制系統(tǒng)主要考量的問(wèn)題。而電梯的仿真設(shè)計(jì)可為實(shí)際安裝運(yùn)行做好充分的準(zhǔn)備。該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是PLC程序設(shè)計(jì)和WINCC監(jiān)控畫面制作。其程序設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，體現(xiàn)了控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，所以程序設(shè)計(jì)極為重要。設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃，做好流程圖，做到心中有數(shù)。然后確定I/O分配表，該系統(tǒng)的輸入/輸出點(diǎn)眾多，在添加變量表時(shí)要極為細(xì)心慎重。根據(jù)各樓層開關(guān)量選定的輸入、輸出點(diǎn)，建立兩個(gè)DB數(shù)據(jù)塊：一個(gè)為與電梯各樓層內(nèi)、外呼按鈕、門鎖及光幕信號(hào)傳感器等連接的輸入量DB數(shù)據(jù)塊；一個(gè)為與電梯各樓層指示燈、LED顯示器、接觸器等連接的輸出量DB數(shù)據(jù)塊。注意要嚴(yán)格按照電梯仿真軟件中變量表給定的順序添加變量。DB數(shù)據(jù)塊中的變量是間接尋址，所以要在DB塊“屬性”中，勾掉“優(yōu)化地塊訪問(wèn)”前的復(fù)選框，才能正常尋址。博圖編程軟件一般默認(rèn)勾選，所以要去掉。還要在PLC設(shè)備組態(tài)常規(guī)“屬性”中設(shè)置“允許來(lái)自遠(yuǎn)程對(duì)象的PUT/GET通信訪問(wèn)”。否則數(shù)據(jù)塊不能與WINCC正常通信。通過(guò)這樣的設(shè)置，PLC才能與WINCC和電梯仿真模型正常通信。正確地設(shè)置配置和通信方式后，然后再根據(jù)要求編寫程序。電梯輸入輸出點(diǎn)有1000多個(gè)，所以編寫程序時(shí)要非常細(xì)心，各部電梯采用模塊化編程，選取FC塊編程會(huì)優(yōu)于FB塊編程，因?yàn)镕B塊編程含有背景數(shù)據(jù)塊，會(huì)增加內(nèi)存容量，在比較繁雜的程序中減少程序內(nèi)存可增加運(yùn)行速度。

3.結(jié)語(yǔ)

為了進(jìn)一步完善智能技術(shù)的應(yīng)用管理，需要加強(qiáng)故障診斷技術(shù)、電力系統(tǒng)仿真技術(shù)、智能化處理單元以及操控系統(tǒng)的結(jié)合，提升技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，更好地服務(wù)于電梯智能化目標(biāo)。