張振華，金衛(wèi)琴

（1.恒達(dá)富士電梯有限公司；2.浙江尼邦電梯有限公司，浙江 湖州 313000）

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)的生成主要是基于互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)閉環(huán)空間分布式控制系統(tǒng)。通信網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生主要是將在不同空間位置逐步構(gòu)建的功率結(jié)構(gòu)模式完全連接起來(lái)。如執(zhí)行器、傳感器、控制器等。該工作的特點(diǎn)在大型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中往往具有很大的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)的出現(xiàn)也不同于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式。在完成設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，其自身的優(yōu)點(diǎn)安裝成本、工作周期、日常維護(hù)和維護(hù)實(shí)施都比較高?，F(xiàn)階段的電梯所使用的電氣系統(tǒng)本身的元件分布較為分散，可靠性要求比較高，空間比較小。在傳統(tǒng)電梯電氣控制過(guò)程中，布線本身的復(fù)雜性、維護(hù)問(wèn)題、調(diào)平精度不準(zhǔn)確等問(wèn)題已成為制約電梯運(yùn)行安全的主要因素。

1 電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)概述

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)就是將分散的傳感器控制器與執(zhí)行結(jié)構(gòu)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)有效結(jié)合，形成一個(gè)封閉的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)一般有兩種結(jié)構(gòu)：直接結(jié)構(gòu)和層次結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)的本質(zhì)沒(méi)有太大的不同。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)具有三個(gè)特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)廣泛：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括總線型、星型和樹(shù)型。具有嚴(yán)格的節(jié)點(diǎn)智能：系統(tǒng)遵循一對(duì)一對(duì)應(yīng)的原則，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)細(xì)小的功能。開(kāi)放性：系統(tǒng)具有一定的開(kāi)放性。企業(yè)、科研院所可根據(jù)實(shí)際需要，創(chuàng)造和開(kāi)發(fā)適合的產(chǎn)品。在電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。換句話說(shuō)，就是考慮調(diào)度和控制之間的關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，調(diào)度和控制是非常重要的內(nèi)容，二者相互聯(lián)系，相互影響。在某些情況下，二者是矛盾的關(guān)系，只有有效地解決這一矛盾，才能更有利于網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的發(fā)展。在控制工作中，如果進(jìn)行大量的周期性工作，會(huì)增加任務(wù)調(diào)度的負(fù)擔(dān)。在調(diào)度工作中，也會(huì)對(duì)控制性能產(chǎn)生一定的影響，如采樣抖動(dòng)、輸入輸出延遲等。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中的數(shù)據(jù)包，并指定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)和發(fā)送時(shí)間，以影響系統(tǒng)的控制性能。它通常涉及一系列與時(shí)間相關(guān)的問(wèn)題，如到達(dá)時(shí)間、發(fā)送時(shí)間、阻塞時(shí)間、傳輸時(shí)間、完成時(shí)間等。在設(shè)計(jì)電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)時(shí)，需要全面考慮系統(tǒng)的調(diào)度控制性能，從而提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

2 電梯基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整體分析

2.1 外部結(jié)構(gòu)

電梯外樓層共可分為3層。每層電梯應(yīng)有單獨(dú)的電梯召喚按鈕、電梯召喚燈、上方向召喚燈和下方向召喚燈。樓層還應(yīng)設(shè)置電梯電視顯示屏。呼召電梯服務(wù)指示燈按鈕召喚燈是比較高層電梯乘客使用的電梯人員用于實(shí)時(shí)顯示高層電梯服務(wù)召喚的一種管理工具，召喚按鈕燈在高層電梯服務(wù)管理人員完成客運(yùn)電梯相應(yīng)的召喚按鈕或召喚按鈕之前，需要呼叫按鈕燈顯示其響應(yīng)已連續(xù)亮起。類似于上升高度電梯指示燈、下降高度電梯指示燈，類似于樓層服務(wù)狀態(tài)信息顯示，為電梯乘客提供電梯所在樓層的實(shí)時(shí)服務(wù)功能。一般在樓層較低的電梯中，底層只有一個(gè)向上的召喚按鈕，沒(méi)有向下的召喚按鈕。同樣，頂層只有向下呼叫按鈕，沒(méi)有向上呼叫按鈕。只有底層以上樓層和頂層以下樓層可以同時(shí)設(shè)置向上呼叫按鈕和向下呼叫按鈕。不同樓梯升降高度下的指示燈和不同樓層樓梯高度下的顯示功能相同。

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在每層起降電梯內(nèi)部，應(yīng)設(shè)置并具有3核心結(jié)構(gòu)，分別是開(kāi)啟按鈕、關(guān)閉按鈕以及樓層顯示裝置。當(dāng)乘客需要進(jìn)入電梯時(shí)，只需按下召喚按鈕即可成功進(jìn)入電梯。進(jìn)入后，只需按下樓層按鈕即可到達(dá)自己想去的樓層。當(dāng)電梯自動(dòng)打開(kāi)車門(mén)，要注意確保電梯具有電梯自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉的自動(dòng)控制功能，也就是說(shuō)，電梯門(mén)已經(jīng)打開(kāi)時(shí)有人可以自動(dòng)開(kāi)門(mén)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后，有人可以自動(dòng)關(guān)門(mén)。并且，上下兩層電梯內(nèi)部就相當(dāng)于有一個(gè)可以控制上下相應(yīng)的是否開(kāi)啟、關(guān)閉兩層電梯之間的門(mén)的同時(shí)控制手動(dòng)按鈕，隨時(shí)搭上下電梯的乘客可在上下兩層電梯已完全停止的情況下，隨時(shí)手動(dòng)控制2部電梯是否開(kāi)門(mén)和電梯何時(shí)關(guān)閉。電梯內(nèi)部還至少每個(gè)應(yīng)該都能夠配有1個(gè)電梯指示燈，用來(lái)準(zhǔn)確性地顯示電梯當(dāng)前所處的狀態(tài)。

3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

3.1 提升了自動(dòng)抵御電磁干擾能力和工作可靠

將PLC、PLCD等技術(shù)推廣應(yīng)用到現(xiàn)有電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，可以大大提高現(xiàn)有電梯系統(tǒng)的智能自動(dòng)控制程度和電梯運(yùn)行控制精度，提高了自動(dòng)控制電梯系統(tǒng)的自動(dòng)抗電磁干擾能力和工作可靠性。

3.2 以根據(jù)需求很自由地增加或者改變各種功能

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)可以滿足其要求，并可根據(jù)需要自由增加或更改各種功能。

3.3 實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)故障報(bào)警和調(diào)度管理

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)軟件可以方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)和故障報(bào)警信息的顯示，提高了系統(tǒng)日常運(yùn)行的安全性，方便了系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)。電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)適用于群控調(diào)度管理，在一定程度上可以提高和提高電梯的運(yùn)行效率。

3.4 電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)可以提高電梯的安全性

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)可以提高電梯控制系統(tǒng)的安全性。國(guó)家大力發(fā)展工業(yè)化，但工業(yè)化過(guò)程需要以強(qiáng)大的功率輸出為基礎(chǔ)，導(dǎo)致現(xiàn)階段大多數(shù)電梯控制系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，大量電梯設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行。在這種情況下，電梯控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)各種故障和問(wèn)題。應(yīng)用PLC技術(shù)可以合理設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)，保證電梯控制系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)行，大大提高了電梯控制系統(tǒng)的安全性。

4 基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中有許多優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。其性能非常穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單，維修安裝方便。編程和修改也非常方便。在實(shí)際應(yīng)用中，它能完全滿足大多數(shù)電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求，因此逐漸取代了舊的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。利用電機(jī)部分直接完成電梯的升降操作功能，并要求我們?cè)谙鄳?yīng)樓層設(shè)置一個(gè)可上下移動(dòng)的電梯按鈕開(kāi)關(guān)。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，控制系統(tǒng)不可避免地會(huì)同時(shí)接收到許多不同的信號(hào)。

4.1 硬件設(shè)計(jì)

硬件結(jié)構(gòu)由變頻器和PLC組成。一個(gè)完整的PLC，基本上是由控制電路和主回路組成。主電路包括逆變器、整流器，濾波器等許多部件。PLC可以接收到很多信號(hào)，其中包括人與人之間的通信，如交流和位置信號(hào)、樓層通信等。硬件電路的設(shè)計(jì)在操作上有許多優(yōu)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)操作上看起來(lái)比較簡(jiǎn)單，在工作時(shí)的性能也非常可靠。

4.2 軟件設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制樓層電梯開(kāi)關(guān)是否啟動(dòng)或停止。對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和記憶，并保持它的信號(hào)傳輸。除此之外，電梯上到底還是下到哪里停、開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)都是由專業(yè)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)我們?cè)诠ぷ髦袚?dān)心碰到危險(xiǎn)時(shí)，電梯應(yīng)急系統(tǒng)中通常只有一個(gè)自動(dòng)設(shè)置的應(yīng)急位置按鈕。在高層電梯內(nèi)部還沒(méi)有任何其他的緊急信號(hào)被我們輸入時(shí)，不論此時(shí)的整個(gè)高層電梯正常工作運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)什么情況，只要我們?cè)俅伟聪逻@個(gè)緊急位置按鈕，這時(shí)整個(gè)高層電梯就很有可能會(huì)自動(dòng)地開(kāi)始停止正常工作運(yùn)行，此時(shí)，整個(gè)高層電梯系統(tǒng)的應(yīng)急位置也可能是整個(gè)高層電梯正常運(yùn)行的一個(gè)起點(diǎn)。在每臺(tái)運(yùn)行的電梯正常運(yùn)行的任何時(shí)間，與每臺(tái)運(yùn)行電梯正常運(yùn)行的起點(diǎn)方向相同的電梯指示燈和信號(hào)，可視為每臺(tái)運(yùn)行電梯在任何時(shí)間的停止點(diǎn)和站位。當(dāng)服務(wù)電梯繼續(xù)正常運(yùn)行或到達(dá)服務(wù)終端時(shí)，下一次運(yùn)行就看輸入的新的信號(hào)。

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程主要針對(duì)當(dāng)前電梯的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)制定。軟件控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)初始化子程序、報(bào)警子程序、故障判斷子程序和電梯運(yùn)行控制程序組成（如圖1）。系統(tǒng)的初始化主要用于電梯上電過(guò)程中的調(diào)試，然后逐步完成參數(shù)的初始化和建設(shè)，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的分析等。當(dāng)所有的系統(tǒng)籌備完成之后形成工作循環(huán)模式，在系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障的過(guò)程中，控制系統(tǒng)會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警。運(yùn)算控制需要結(jié)合實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)轎廂環(huán)境進(jìn)行工作，促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行管理，進(jìn)一步計(jì)算分析轎廂狀態(tài)，及時(shí)更新轎廂位置，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)停機(jī)檢修。本軟件設(shè)計(jì)是對(duì)電梯進(jìn)行檢測(cè)報(bào)警，遠(yuǎn)程控制電梯的運(yùn)行，使電梯到達(dá)最佳樓層進(jìn)行維修，優(yōu)化維修方案。因此，在遠(yuǎn)程控制過(guò)程中，報(bào)警主要是基于終端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信，從而遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)。一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，可以通過(guò)遠(yuǎn)程終端的操作對(duì)整個(gè)電梯設(shè)備進(jìn)行全面控制，從而保證電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 系統(tǒng)調(diào)試與仿真

為有效防止電梯門(mén)被連續(xù)、反復(fù)啟動(dòng)、打開(kāi)，所以嚴(yán)格禁止電梯使用直接依靠按下一個(gè)停止的動(dòng)作來(lái)讓電梯暫時(shí)或者停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而是必須要經(jīng)過(guò)一些安全修理后才能夠去打開(kāi)電梯門(mén)。另外，為了更好的使電梯能夠順利的打開(kāi)電梯門(mén)，我們需要為它設(shè)置一個(gè)固有的延時(shí)。在電梯運(yùn)行系統(tǒng)中，脈沖信號(hào)的精度至關(guān)重要。為了檢查脈沖信號(hào)是否正常，特意設(shè)置了是否有脈沖信號(hào)或不正確的脈沖信號(hào)進(jìn)行檢查。實(shí)時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)的準(zhǔn)確性，從而有效地保證電梯的正常運(yùn)行。

本設(shè)計(jì)本身的實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要是借助特定的電梯設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。針對(duì)裝置本身在智能建設(shè)的過(guò)程中與升降電梯的實(shí)際結(jié)構(gòu)保持一致，所有設(shè)備及部件與電梯的實(shí)際結(jié)構(gòu)一致。本次設(shè)計(jì)充分利用了轎廂結(jié)構(gòu)本身，進(jìn)行了重力感應(yīng)、倒置圖像檢測(cè)、車門(mén)層結(jié)構(gòu)切換系統(tǒng)、機(jī)械安全保障系統(tǒng)等。同時(shí)，結(jié)合設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，采用了電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)。外部磁盤(pán)原有的信號(hào)傳輸系統(tǒng)被通信系統(tǒng)取代。這些信號(hào)只需簡(jiǎn)單地連接遠(yuǎn)程終端就可以形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，轎廂內(nèi)的垂直碼尺和碼閱讀器取代了原有的視圖開(kāi)關(guān)。同時(shí)，邊界環(huán)境更加簡(jiǎn)單方便，小車的位置控制更加準(zhǔn)確穩(wěn)定。電梯信息采集就是讀取原電梯操作系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行切割、遠(yuǎn)程控制，進(jìn)而影響電梯的運(yùn)行。

當(dāng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)與原系統(tǒng)連接時(shí)，它們之間的數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)導(dǎo)致電梯運(yùn)行失控。通過(guò)構(gòu)建一個(gè)并行系統(tǒng)，我們可以確保另一個(gè)系統(tǒng)可以在出錯(cuò)的同時(shí)繼續(xù)工作。為了更好地滿足實(shí)際工作質(zhì)量，在整個(gè)遠(yuǎn)程終端環(huán)境下編寫(xiě)了專用的遠(yuǎn)程軟件程序，通過(guò)其自身算法的計(jì)算得到了最佳的數(shù)據(jù)結(jié)果。另外，通過(guò)軟件提供的數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換，對(duì)整個(gè)遠(yuǎn)程終端電梯系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證電梯的正常運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，內(nèi)容廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域多。在對(duì)其進(jìn)行研究時(shí)，需要將系統(tǒng)的控制與調(diào)度結(jié)合起來(lái)?？刂婆c調(diào)度的關(guān)系比較精確，單獨(dú)設(shè)計(jì)時(shí)效果較差。目前主要采用基于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)度的控制與調(diào)度協(xié)同設(shè)計(jì)。該研究對(duì)于有效解決由于網(wǎng)絡(luò)的加入而引起的控制系統(tǒng)的不確定性具有重要意義。