電梯模塊化控制及其物聯(lián)網(wǎng)解決方案的構(gòu)建

譚 偉 李德英 袁 練 王 茹

關(guān)鍵字模塊化；電梯；智能；物聯(lián)網(wǎng)；實時人機交互

0 引言

電梯廣泛應(yīng)用于人民的生活與生產(chǎn)，而電梯的控制要求就是穩(wěn)、準、響應(yīng)快。其使用根本是安全，同時人們要求對實現(xiàn)電梯系統(tǒng)進行更精密的控制，在以上前提下把智能、怡人等問題加入設(shè)計考慮范圍之內(nèi)。本文以AC500 PLC 為電梯控制核心，采取集群模塊化編程、對電梯群進行控制設(shè)計，以達到控制邏輯結(jié)構(gòu)清晰、精確、易辨識、易改造、易維護。同時本文采用模塊化設(shè)計將電梯各個部分進行模塊化分析，使電梯運動模塊、安全維護模塊、控制模塊更合理明確的進行規(guī)劃設(shè)計。

1 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

PLC 以其可靠、穩(wěn)定、易編程而被廣泛運用于電梯控制，尤其對于電梯集群控制及多層控制所帶來的邏輯累加混亂問題有了邏輯的解決方案。電梯控制其要考慮層與層之間的最近路徑、最優(yōu)選擇等等，其編程結(jié)構(gòu)是相對復(fù)雜的。本設(shè)計采用ABB 公司AC500PLC 進行項目設(shè)計，采用模塊化設(shè)計、結(jié)構(gòu)化編程、800XA 組態(tài)監(jiān)控解決現(xiàn)有的電梯控制程序迭代和運維不及時問題。現(xiàn)今社會電梯已廣泛應(yīng)用于人們的生活和生產(chǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，智能控制、5G 萬物互聯(lián)等新興技術(shù)的崛起讓電梯的研究應(yīng)用從過去的機械電氣控制逐漸向智能物聯(lián)方向發(fā)展。

2 電梯系統(tǒng)構(gòu)成及運維構(gòu)建

2.1 電梯基礎(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成

眾所周知，隨著其層數(shù)增加，其外部輸入量如平層限位、外選、內(nèi)選的數(shù)量也會逐次增加，并且各個輸入輸出之間有著相互約束的條件，電梯控制邏輯是互相干涉的，而模塊化設(shè)計能使系統(tǒng)清晰明了，即將電梯控制系統(tǒng)分層、分部、分功能進行功能塊設(shè)計，再由主程序組織塊進行調(diào)用和配置。以下是針對電梯控制的總結(jié)分析:

針對電梯控制，本文根據(jù)現(xiàn)實應(yīng)用環(huán)境和理論設(shè)計依據(jù)從功能實現(xiàn)將整個系統(tǒng)分為如下模塊：電梯基本功能、電梯異常監(jiān)控、電梯群控、電梯狀態(tài)監(jiān)控四部分。對于電梯的集群控制維護，本文采取分模塊、分層次進行研究論述，主要從單部電梯功能設(shè)計、集群控制、800XA 組態(tài)監(jiān)控維護三個大模塊進行研究論述，而其中單部電梯的功能是最基礎(chǔ)也是最全面的。單部電梯基本功能如下：系統(tǒng)初始化、集選、開關(guān)門、啟停、錯誤指令消除、待載休眠。電梯異常監(jiān)控主要包括超載、終端越程、開關(guān)門、運行等保護模塊。電梯群控是針對多部多層電梯進行聯(lián)合控制，通過系統(tǒng)邏輯規(guī)則設(shè)定判斷選擇最優(yōu)解對各部電梯動作進行安排?？陀^來說，一般主要考慮載客量、乘客平均候梯時間、乘客平均乘梯時間及系統(tǒng)整體能耗等。狀態(tài)監(jiān)控主要采用800XA 監(jiān)控實現(xiàn)，通過800XA 實現(xiàn)對各區(qū)位各電梯運行狀況的進行集散在線管理實時監(jiān)控。

2.2 800XA 狀態(tài)監(jiān)控運維與一體化智能交互分析

根據(jù)功能要求通過800XA 組態(tài)監(jiān)控平臺實現(xiàn)對電梯運行的關(guān)鍵部位進行實時狀態(tài)監(jiān)控，其目的是——通過集散專業(yè)化管理及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，避免事故；實時在線專業(yè)分析現(xiàn)場狀況，遠程協(xié)助解決現(xiàn)場問題；實現(xiàn)用戶、管理方、工程方的多維一體服務(wù)和無縫對接全方位保障等。

2.2.1 800XA 集散在線管理的優(yōu)點

眾所周知，現(xiàn)有的電梯系統(tǒng)從信息網(wǎng)絡(luò)來說，基本都是信息數(shù)據(jù)的孤島。即是獨立式運行，離線式檢故，這樣的系統(tǒng)的一個缺點就是無法第一時間調(diào)集專業(yè)資源對問題進行解決，如電梯故障后維修排故方無法實時獲取這個系統(tǒng)的各部精確狀態(tài)而無法對故障的正確判斷和現(xiàn)場排故指導(dǎo)。而本設(shè)計立足于5G 技術(shù)逐步成熟應(yīng)用，物物相聯(lián)，信息數(shù)據(jù)共享與實時驅(qū)動的萬物互聯(lián)的大時代背景，致力于將傳統(tǒng)電梯產(chǎn)業(yè)進行新構(gòu)造，打造信息物聯(lián)智能化電梯系統(tǒng)，本設(shè)計把電梯系統(tǒng)、小區(qū)管理中心、專業(yè)運維站、用戶都作為物聯(lián)系統(tǒng)的一個節(jié)點，通過智能交互實時在線給予各方所需，實現(xiàn)資源最優(yōu)運用。

電梯組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的模型，用戶可根據(jù)實際需要對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和維護，通過800XA 組態(tài)監(jiān)控，安全技術(shù)人員在運行維護時能夠?qū)崟r找出故障所在，精準解決問題。同時，通過組態(tài)監(jiān)控，技術(shù)人員可以及時發(fā)現(xiàn)電梯故障，通過組態(tài)監(jiān)控報警信息可極大避免事故的發(fā)生。尤其是當今遠程組態(tài)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展迅速，通過遠程組態(tài)監(jiān)控，遠程電梯集成管理端可以實時對電梯系統(tǒng)進行管理，其能夠極大的提高電梯的安全性和保障性。

2.2.2 集中在線一體化智能交互分析

5G 萬物互聯(lián)將成為電梯遠程集中在線運維的催化劑，因為通過5G 的高速度、低延時能夠?qū)崿F(xiàn)推進現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，即能實現(xiàn)對現(xiàn)有電梯系統(tǒng)的物聯(lián)和數(shù)字化管理運維，而從技術(shù)上說就是能實現(xiàn)將整個傳感檢測系統(tǒng)檢測到電梯各結(jié)構(gòu)的狀態(tài)實時反映到集中維護端以及實現(xiàn)各方信息數(shù)據(jù)高效運用，通過實時在線集中解決遠程異地的各種問題。在這個系統(tǒng)里電梯系統(tǒng)、小區(qū)管理中心、專業(yè)運維站、用戶都是系統(tǒng)的節(jié)點，各方通過集成的智能交互平臺獲取目標信息。

而本設(shè)計采取的具體技術(shù)實現(xiàn)的構(gòu)架便是通過將數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)實時采集AC500PLC 控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送至云端，然后管理中心、運維站通過800XA 集散組態(tài)監(jiān)控實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交互，而用戶端則是通過手機端應(yīng)用實現(xiàn)對系統(tǒng)信息的獲取。

而隨著電子技術(shù)與軟件技術(shù)的不斷地發(fā)展，手機已經(jīng)成了一個多功能集成化的智能交互應(yīng)用平臺，而5G 的成熟，使萬物互聯(lián)的到來已經(jīng)成為必然，而手機也逐漸成了實現(xiàn)對物物互聯(lián)進行搭載和應(yīng)用的交互平臺，而智能電梯系統(tǒng)正作為智慧建筑的一員，成為用戶手機端IOT 平臺的一體是必然的。

3 研究展望

隨著技術(shù)的發(fā)展，社會分工是越來越細化，越來越專業(yè)。而電梯，現(xiàn)代生活生產(chǎn)垂直距離的升降工具的管理和維護也必將專業(yè)化、集成化、系統(tǒng)化。從技術(shù)發(fā)展上來說，5G 的強移動寬帶、海量機器通信、高可靠低延時必將使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的變革，它將構(gòu)建一個連接的、智慧的世界，其正是傳統(tǒng)自動化產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵推力。而電梯正是未來智慧生活不可或缺的一員，而5G、AI 等技術(shù)正是電梯走向數(shù)字化、智能化實現(xiàn)在線智檢全方位運維保障的技術(shù)支撐。

電梯產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新永遠不會停止，5G 萬物互聯(lián)、智能控制、新材料各種技術(shù)的發(fā)展必將把電梯產(chǎn)業(yè)推至一個智能物聯(lián)的、集成管理的、遠程實時運維的高精度安全的智能工程。