張振華，金衛(wèi)琴

（1.恒達富士電梯有限公司；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。如執(zhí)行器、傳感器、控制器等。該工作的特點在大型系統(tǒng)的設(shè)計過程中往往具有很大的開發(fā)優(yōu)勢。同時，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)計的基礎(chǔ)上，其自身的優(yōu)點安裝成本、工作周期、日常維護和維護實施都比較高?，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)電梯電氣控制過程中，布線本身的復(fù)雜性、維護問題、調(diào)平精度不準確等問題已成為制約電梯運行安全的主要因素。

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)通過網(wǎng)絡(luò)有效結(jié)合，形成一個封閉的控制系統(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)沒有太大的不同。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)具有三個特點，結(jié)構(gòu)廣泛：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括總線型、星型和樹型。具有嚴格的節(jié)點智能：系統(tǒng)遵循一對一對應(yīng)的原則，每個節(jié)點對應(yīng)每個細小的功能。開放性：系統(tǒng)具有一定的開放性。企業(yè)、科研院所可根據(jù)實際需要，創(chuàng)造和開發(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)計中，主要設(shè)計了實時系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。換句話說，就是考慮調(diào)度和控制之間的關(guān)系來設(shè)計系統(tǒng)。對于該系統(tǒng)來說，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，如果進行大量的周期性工作，會增加任務(wù)調(diào)度的負擔(dān)。在調(diào)度工作中，也會對控制性能產(chǎn)生一定的影響，如采樣抖動、輸入輸出延遲等。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度主要通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點發(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)先級和發(fā)送時間，以影響系統(tǒng)的控制性能。它通常涉及一系列與時間相關(guān)的問題，如到達時間、發(fā)送時間、阻塞時間、傳輸時間、完成時間等。在設(shè)計電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)時，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時顯示高層電梯服務(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時服務(wù)功能。一般在樓層較低的電梯中，底層只有一個向上的召喚按鈕，沒有向下的召喚按鈕。同樣，頂層只有向下呼叫按鈕，沒有向上呼叫按鈕。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)，分別是開啟按鈕、關(guān)閉按鈕以及樓層顯示裝置。當(dāng)乘客需要進入電梯時，只需按下召喚按鈕即可成功進入電梯。進入后，只需按下樓層按鈕即可到達自己想去的樓層。當(dāng)電梯自動打開車門，要注意確保電梯具有電梯自動開啟和關(guān)閉的自動控制功能，也就是說，電梯門已經(jīng)打開時有人可以自動開門，經(jīng)過一定延時后，有人可以自動關(guān)門。并且，上下兩層電梯內(nèi)部就相當(dāng)于有一個可以控制上下相應(yīng)的是否開啟、關(guān)閉兩層電梯之間的門的同時控制手動按鈕，隨時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，隨時手動控制2部電梯是否開門和電梯何時關(guān)閉。電梯內(nèi)部還至少每個應(yīng)該都能夠配有1個電梯指示燈，用來準確性地顯示電梯當(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)計的優(yōu)勢

3.1 提升了自動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)的實際應(yīng)用中，可以大大提高現(xiàn)有電梯系統(tǒng)的智能自動控制程度和電梯運行控制精度，提高了自動控制電梯系統(tǒng)的自動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)的功能非常強大。對于復(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 實時自動檢測故障報警和調(diào)度管理

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)軟件可以方便地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的實時自動檢測和故障報警信息的顯示，提高了系統(tǒng)日常運行的安全性，方便了系統(tǒng)在運行過程中的維護。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。國家大力發(fā)展工業(yè)化，但工業(yè)化過程需要以強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)超負荷運行，大量電梯設(shè)備滿負荷運行。在這種情況下，電梯控制系統(tǒng)在運行過程中容易出現(xiàn)各種故障和問題。應(yīng)用PLC技術(shù)可以合理設(shè)計電梯控制系統(tǒng)，保證電梯控制系統(tǒng)的科學(xué)運行，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)計方案

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)在設(shè)計中有許多優(yōu)點和缺點。其性能非常穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)也非常簡單，維修安裝方便。編程和修改也非常方便。在實際應(yīng)用中，它能完全滿足大多數(shù)電梯自動控制系統(tǒng)的需求，因此逐漸取代了舊的電梯自動控制系統(tǒng)。利用電機部分直接完成電梯的升降操作功能，并要求我們在相應(yīng)樓層設(shè)置一個可上下移動的電梯按鈕開關(guān)。在電梯運行過程中，控制系統(tǒng)不可避免地會同時接收到許多不同的信號。

4.1 硬件設(shè)計

硬件結(jié)構(gòu)由變頻器和PLC組成。一個完整的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，其中包括人與人之間的通信，如交流和位置信號、樓層通信等。硬件電路的設(shè)計在操作上有許多優(yōu)點，其設(shè)計操作上看起來比較簡單，在工作時的性能也非?？煽?。

4.2 軟件設(shè)計

軟件系統(tǒng)主要負責(zé)控制樓層電梯開關(guān)是否啟動或停止。對其進行檢測和記憶，并保持它的信號傳輸。除此之外，電梯上到底還是下到哪里停、開門或者關(guān)門都是由專業(yè)的軟件系統(tǒng)進行控制。當(dāng)我們在工作中擔(dān)心碰到危險時，電梯應(yīng)急系統(tǒng)中通常只有一個自動設(shè)置的應(yīng)急位置按鈕。在高層電梯內(nèi)部還沒有任何其他的緊急信號被我們輸入時，不論此時的整個高層電梯正常工作運行時的狀態(tài)什么情況，只要我們再次按下這個緊急位置按鈕，這時整個高層電梯就很有可能會自動地開始停止正常工作運行，此時，整個高層電梯系統(tǒng)的應(yīng)急位置也可能是整個高層電梯正常運行的一個起點。在每臺運行的電梯正常運行的任何時間，與每臺運行電梯正常運行的起點方向相同的電梯指示燈和信號，可視為每臺運行電梯在任何時間的停止點和站位。當(dāng)服務(wù)電梯繼續(xù)正常運行或到達服務(wù)終端時，下一次運行就看輸入的新的信號。

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計過程主要針對當(dāng)前電梯的實際運行狀態(tài)制定。軟件控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)初始化子程序、報警子程序、故障判斷子程序和電梯運行控制程序組成（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)生故障的過程中，控制系統(tǒng)會在第一時間發(fā)出預(yù)警。運算控制需要結(jié)合實時的網(wǎng)絡(luò)轎廂環(huán)境進行工作，促進系統(tǒng)運行管理，進一步計算分析轎廂狀態(tài)，及時更新轎廂位置，從而實現(xiàn)最優(yōu)停機檢修。本軟件設(shè)計是對電梯進行檢測報警，遠程控制電梯的運行，使電梯到達最佳樓層進行維修，優(yōu)化維修方案。因此，在遠程控制過程中，報警主要是基于終端，通過網(wǎng)絡(luò)通信，從而遠程監(jiān)控整個電梯的運行狀態(tài)。一旦出現(xiàn)風(fēng)險問題，可以通過遠程終端的操作對整個電梯設(shè)備進行全面控制，從而保證電梯的穩(wěn)定運行。

4.3 系統(tǒng)調(diào)試與仿真

為有效防止電梯門被連續(xù)、反復(fù)啟動、打開，所以嚴格禁止電梯使用直接依靠按下一個停止的動作來讓電梯暫時或者停止運轉(zhuǎn)，而是必須要經(jīng)過一些安全修理后才能夠去打開電梯門。另外，為了更好的使電梯能夠順利的打開電梯門，我們需要為它設(shè)置一個固有的延時。在電梯運行系統(tǒng)中，脈沖信號的精度至關(guān)重要。為了檢查脈沖信號是否正常，特意設(shè)置了是否有脈沖信號或不正確的脈沖信號進行檢查。實時檢測脈沖信號的準確性，從而有效地保證電梯的正常運行。

本設(shè)計本身的實驗過程主要是借助特定的電梯設(shè)備來實現(xiàn)的。針對裝置本身在智能建設(shè)的過程中與升降電梯的實際結(jié)構(gòu)保持一致，所有設(shè)備及部件與電梯的實際結(jié)構(gòu)一致。本次設(shè)計充分利用了轎廂結(jié)構(gòu)本身，進行了重力感應(yīng)、倒置圖像檢測、車門層結(jié)構(gòu)切換系統(tǒng)、機械安全保障系統(tǒng)等。同時，結(jié)合設(shè)計的實際要求，采用了電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)。外部磁盤原有的信號傳輸系統(tǒng)被通信系統(tǒng)取代。這些信號只需簡單地連接遠程終端就可以形成一個網(wǎng)絡(luò)。同時，轎廂內(nèi)的垂直碼尺和碼閱讀器取代了原有的視圖開關(guān)。同時，邊界環(huán)境更加簡單方便，小車的位置控制更加準確穩(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)，通過設(shè)計系統(tǒng)，對原系統(tǒng)進行切割、遠程控制，進而影響電梯的運行。

當(dāng)設(shè)計的系統(tǒng)與原系統(tǒng)連接時，它們之間的數(shù)據(jù)傳輸不會導(dǎo)致電梯運行失控。通過構(gòu)建一個并行系統(tǒng)，我們可以確保另一個系統(tǒng)可以在出錯的同時繼續(xù)工作。為了更好地滿足實際工作質(zhì)量，在整個遠程終端環(huán)境下編寫了專用的遠程軟件程序，通過其自身算法的計算得到了最佳的數(shù)據(jù)結(jié)果。另外，通過軟件提供的數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換，對整個遠程終端電梯系統(tǒng)進行控制，保證電梯的正常運行。

5 結(jié)語

電梯生產(chǎn)智能調(diào)度控制系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，內(nèi)容廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域多。在對其進行研究時，需要將系統(tǒng)的控制與調(diào)度結(jié)合起來。控制與調(diào)度的關(guān)系比較精確，單獨設(shè)計時效果較差。目前主要采用基于靜態(tài)和動態(tài)調(diào)度的控制與調(diào)度協(xié)同設(shè)計。該研究對于有效解決由于網(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。