探討智能技術在電梯控制系統(tǒng)中的應用

王蕓

山西工程科技職業(yè)大學，山西太原，030000

0 引言

控制系統(tǒng)在電梯的日常運行中發(fā)揮著重要作用，電梯機械結構的穩(wěn)固與安全，有利于保證電梯日常穩(wěn)定高效運行，而控制系統(tǒng)同樣需要保持良好的運行狀態(tài)。通常而言，電梯的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)主要由繼電器進行控制，其具備了一些較為簡單的邏輯操作功能。但是，隨著近年來現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，對電梯控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。隨著智能技術的發(fā)展以及廣泛應用，為電梯控制系統(tǒng)的升級、改造提供了技術支持。所以，針對智能技術在電梯控制系統(tǒng)中的應用進行研究，具備重要的現(xiàn)實意義[1]。

1 電梯的基本構造與運行原理

電梯是安裝于建筑物中垂直運送人員或貨物的一種運輸設備，根據(jù)電梯的運行速度，可以將電梯分為低速電梯、快速電梯及高速電梯等多種類型。一般情況下，電梯的基本構造包括了層站、轎廂與底坑等部分。而電梯的操作系統(tǒng)主要由導向、轎廂與門等組成。電梯的控制系統(tǒng)在實際的應用過程中，其主要目標是針對電梯運行狀態(tài)進行實時而有效的控制與操作。電梯的控制系統(tǒng)通常由平層設備或選層裝置等許多種類不同的裝置所組成。當電梯處于正常的運行狀態(tài)下，使用人員可以通過按樓層按鈕向電梯的控制系統(tǒng)發(fā)送指令信號，再由控制系統(tǒng)按照指令操作。電梯如果處于啟動狀態(tài)中，那么各個樓層的羅生門與天門均保持關閉狀態(tài)。但是電梯轎廂中的關閉按鈕如果想完成關門任務，那么就需要通過減速控制設備與加速控制設備進行操作。在轎廂內進行合理的操作，分別輸入指令信號以后，電梯就能夠根據(jù)不同的指令妥善處理任務。當電梯到達乘客指定的樓層后，能夠根據(jù)轎廂內的重量變化，判斷乘客是否已經走出電梯轎廂。

2 電梯控制系統(tǒng)中智能技術的種類

2.1 電梯智能化控制系統(tǒng)

電梯智能化控制系統(tǒng)是指在控制系統(tǒng)的運行過程中，將智能技術作為重要組成部分，智能化控制屬于一種較為基礎的系統(tǒng)種類，智能化控制系統(tǒng)主要由兩大部分組成，主要包括了系統(tǒng)應用與處理單元。其中，處理單元是指硬件智能算法，即片上系統(tǒng)。通常情況下，智能化算法均將軟件程序開發(fā)需求作為根據(jù)實施相應的設計，在運行中智能化算法需要占據(jù)CPU處理器及內存，但是其總體的運行時間卻更加穩(wěn)定。實質上，出現(xiàn)算法的硬件化，不僅可以有效解決控制效率偏低的問題，同時也可以充分節(jié)約CPU，因此在算法性能提升方面具備了重要意義。智能算法的硬件化是將運算時間有效控制需求為基礎所研發(fā)出來的一種新技術，這種技術可以采用控制運算時間來降低能耗，并且不會影響最終的運算結果。目前，電梯智能化單元主要包括智能化硬件與智能化軟件兩種單元，其中智能化硬件則主要劃分為硬件化、集成化及單元號等內容，為研發(fā)者順利完成研發(fā)與訪問任務提供便利，并且其在總線處理與電源接口等部位也取得了良好的應用成效。而智能化軟件主要劃分為算法軟件包與流程程序包等內容。應用智能化軟件有效拓展了訪問的功能，從而有效滿足研發(fā)者的需求。必須注意的一點是，在電梯控制系統(tǒng)中應用智能技術，可以為硬件提供技術支撐。然而要想提升處理的效率，就應當借助硬件升級來實現(xiàn)[2]。

2.2 智能化電網(wǎng)

對于電梯控制系統(tǒng)中的電網(wǎng)來說，通常情況下包括了電器配置、功率分配及系統(tǒng)設計等內容。電梯的電力系統(tǒng)如果存在問題，比如：欠缺反饋機制，那么會致使電梯無法安全運行，甚至可能會危害到電梯乘客的生命安全。目前，我國的電梯早已廣泛應用多種智能化與信息化技術，其中包括模糊算法、神經網(wǎng)絡算法與遺傳算法等。模糊算法將模糊數(shù)學作為基礎，電梯控制系統(tǒng)中的模糊系統(tǒng)主要應用的是隸屬度與模糊集等方程。自適應算法可以對電梯控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間或者空間狀態(tài)進行分析，對電梯內部的一些特征進行自適應，從而讓這些特征能夠在電梯的日常運行中發(fā)生特定的變化。一般來說，針對模糊算法和自適應算法進行融合，能夠產生出一種新的算法，即模糊自適應算法。而遺傳算法則能夠對自然界中的群體變異與競爭關系進行模仿，采用減分進化方式減少自身的復雜程度，從而讓數(shù)據(jù)信息的采集、開發(fā)與整理等進程更智能。神經網(wǎng)絡算法可以對人類的神經元進行模擬，建立起多層式的神經網(wǎng)絡系統(tǒng)，如此能夠更靈活、智能地分析數(shù)據(jù)。在檢測電梯故障的過程中能夠錄入故障數(shù)據(jù)，幫助電梯的控制系統(tǒng)快速分析出是哪種故障，使電梯運行的穩(wěn)定性明顯提高。

3 智能技術在電梯控制系統(tǒng)中的應用對策

3.1 模糊控制技術

在電梯控制系統(tǒng)中應用模糊控制技術，有利于智能化電網(wǎng)有效發(fā)揮重要作用，確保提高電梯運行的安全性及故障檢測的時效性。在電梯的日常運行過程中，應用模糊控制系統(tǒng)，可以使其優(yōu)點與作用得到充分發(fā)揮。通常情況下，電梯的穩(wěn)定運行存在著一定的復雜性與不確定性，因此必須對其中可能會出現(xiàn)的各種類型的突發(fā)事件進行及時有效的處理。為了確保電梯能夠穩(wěn)定安全運行，需要研究人員深入了解與掌握模糊控制技術，以此提升電梯運行時的性能。電梯在日常運行中，需要研發(fā)人員保證控制系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮各種功能，有效采集與使用各種數(shù)據(jù)信息，并且對數(shù)據(jù)信息進行科學合理的分析與處理。在實際應用過程中，必須將電梯運行中所產生的各種數(shù)據(jù)信息作為依據(jù)，明確故障的類型。與此同時，適當調整電梯的整體方向，需要把多種類型的智能調節(jié)技術與自動調節(jié)技術應用到電梯控制系統(tǒng)中，如緊急制動、緩沖等[3]。

3.2 節(jié)能環(huán)保技術

在電梯控制系統(tǒng)中所應用的小機房屬于較為成熟的一種電梯技術，這種技術注重對周圍的環(huán)境進行綜合考量與分析。可以在電梯井的頂端對小機房實施相應的設置與應用。如此不但有利于節(jié)省建筑空間，同時還為電梯的后續(xù)維護工作奠定良好的基礎。一體式控制柜和小體式主機的有效結合，可以使機房和電梯井道之間保持統(tǒng)一的尺寸，這種機房僅占電梯傳統(tǒng)機房的60%。這樣機房高度明顯下降，同時也能夠美化建筑外觀，從而減少電梯機房的建設成本。其主要應用了永磁同步拽引機與驅動控制技術等，可以有效控制機房的建筑面積。另外，基于專家系統(tǒng)、模糊邏輯及神經網(wǎng)絡等智能技術的應用，電梯控制系統(tǒng)可以對輸出功率進行有效控制，從而使電梯的運行時間縮短，明顯降低能耗。使用同步拽引機與變壓驅動控制，可以使電梯轎廂內的照明燈具與排風扇具備自動熄滅與停機的功能，如此也能夠真正減少電梯運行過程中的電能消耗。比如當電梯層站與操控箱在非乘客服務時間，轎廂中的照明燈具會自動熄滅。在電梯控制系統(tǒng)中應用神經網(wǎng)絡技術，可以使電梯根據(jù)運行時間、乘客數(shù)量與載荷重量等自評調整運行的功率，也就是當電梯處于較大載荷量與乘坐高峰期時，電梯能夠自動增加輸出的功率，充分滿足乘客的使用需求。當載荷量較小，或者處于乘坐低峰期時，電梯可以自主減少輸出功率與降低運行速度。

3.3 數(shù)字技術

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，電梯控制系統(tǒng)可以將傳統(tǒng)數(shù)字電路轉變成為模擬數(shù)字電路，將硬件驅動更換成為軟件驅動，使電梯的運行流程得到優(yōu)化，從而滿足乘客的各種需求。在電梯控制系統(tǒng)中應用數(shù)字技術，應具備多媒體數(shù)據(jù)傳輸功能，其可以把模擬信號轉化成為數(shù)字信號，從而使電梯運行中的電信與網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸質量得到提高。研發(fā)人員可以應用數(shù)字技術對電梯的各種技術進行整合，使電梯的控制系統(tǒng)不僅能夠聯(lián)網(wǎng)，同時還使電梯的現(xiàn)有功能體系更加豐富。比如使電梯具備人臉識別、安全控制、數(shù)字臨近及遠程報警等多種功能。除此之外，研發(fā)人員還可以應用數(shù)字技術，使電梯具備各種智能化服務功能，比如：乘客導向、語音導航及智能宣傳等功能。其中，智能宣傳功能主要應用的是人臉識別技術，為乘客宣傳具有針對性的商業(yè)信息[4]。

3.4 故障智能檢測技術

故障智能檢測技術在電梯控制系統(tǒng)中的應用，具備了極其重要的現(xiàn)實意義?？茖W合理的應用智障智能檢測技術，能夠對電梯運行中的各種潛在的故障進行智能化的檢測與診斷，這種技術主要涵蓋了自適應算法與遺傳進化算法。另外，神經網(wǎng)絡算法與減分算法的應用也是目前電梯電網(wǎng)系統(tǒng)安裝過程中最為重要的兩種技術手段。其中，模糊自適應算法是較常見的一種智能技術，這種技術可以使電梯控制系統(tǒng)具備模糊集與隸屬度，保證控制系統(tǒng)保持良好的運行成效。而應用自適應算法，可以使電梯控制系統(tǒng)基于空間狀態(tài)背景下，具備一些適應性的分析與判斷的功能。電梯在日常運行的過程中，即使出現(xiàn)一些突發(fā)情況也可以保持運行。模糊系統(tǒng)可以和自適應系統(tǒng)之間形成良好的協(xié)作關系，從而產生一種新系統(tǒng)，即自適應模糊系統(tǒng)。隨著這種系統(tǒng)的開發(fā)與廣泛應用，使電梯控制系統(tǒng)可以具備自適應系統(tǒng)與模糊系統(tǒng)的各種優(yōu)點，充分滿足自動模糊對反饋控制的需求。神經網(wǎng)絡算法的研發(fā)與應用，主要是根據(jù)人體神經元結構所開發(fā)的一種新型算法。應用這些算法可以使系統(tǒng)具備針對性的輸入、輸出能力，科學合理地應用訓練數(shù)據(jù)，從而在實際應用過程中使電梯控制系統(tǒng)具備滿足實際需求的故障自動檢測與反饋的機制，如此電梯出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能根據(jù)各種情況，針對性地實施引導與操作，以此妥善處理電梯的各種實際問題[5]。

3.5 仿真技術

在電梯的電力系統(tǒng)中應用仿真技術，是指在系統(tǒng)內部逐步建立算法仿真模擬系統(tǒng)，科學合理地應用這套系統(tǒng)，其主要是將物理模型逐步轉化成為仿真模型。在試驗過程中進行模擬、分析與深層探究。在應用電力仿真技術的過程中，可以和智能技術進行有效融合，如此可以確保充分提升電力系統(tǒng)仿真技術的應用效果，其在離散動態(tài)建模等各個方面均可科學合理地構建與應用元器件模型。在電力系統(tǒng)應用仿真技術的過程中，可以使電梯操作更加標準化。

3.6 操作系統(tǒng)技術

為了充分提升電梯操作系統(tǒng)運行中的安全性與可靠性，可以在電梯系統(tǒng)中應用智能技術，如此可以滿足系統(tǒng)在處理方面的各種需求。合理應用PC指針，能夠為電梯系統(tǒng)獲取處理效果提供保障。在工業(yè)生產過程中所應用的操作技術是將Windows嵌入式機制與UCOS系統(tǒng)作為中心。其中的Windows系統(tǒng)在運行過程中，其體積相對偏大，具備了較強的穩(wěn)定性，能夠將其應用于試運行的電梯控制系統(tǒng)中，而Windows嵌入式系統(tǒng)可以選用播放設備，還可以有效應用數(shù)控系統(tǒng)等各種類型的機械設備，以此充分滿足電梯系統(tǒng)的各種操作需求。現(xiàn)階段，大部分電梯在構建與應用操作系統(tǒng)的過程中，將較為簡單的邏輯控制模式作為重要的組成部分，而這種邏輯控制模式卻不具有智能特點。選擇與應用UCOS系統(tǒng)以后，不僅可以滿足電梯操作系統(tǒng)的各種控制需求，還可以保證開發(fā)人員順利開展設計工作。在提升電梯系統(tǒng)人機交互界面的穩(wěn)定性的同時，還能夠明顯增強系統(tǒng)處理器的性能。將智能技術科學合理地融入與應用到電梯操作系統(tǒng)中，可以有效解決現(xiàn)階段電梯操作系統(tǒng)中存在的各種問題。而其中最為重要的一點是其能夠根據(jù)實際的電梯設計要求，明顯降低電梯運行故障發(fā)生率，從而有效推動社會與科技的可持續(xù)發(fā)展。應用操作系統(tǒng)能夠保證處理器有效處理各種任務，可以使處理器內的PC指針在處理各種任務的過程中進行模式的快速切換。

4 結語

總而言之，智能技術在電梯控制系統(tǒng)中的應用，可以明顯提高電梯的智能化運行水平，強化電梯運行的穩(wěn)定性與安全性。但是，在應用各種智能技術的過程中，我們應當全面了解電梯控制系統(tǒng)中各種智能技術的類型，并對其進行持續(xù)研究與發(fā)展，為了使智能技術在電梯控制系統(tǒng)中得到有效應用，必須重視模糊控制技術、節(jié)能環(huán)保技術、故障智能檢測技術及電力系統(tǒng)模擬技術的應用，從而真正找到電梯控制系統(tǒng)中智能技術未來發(fā)展的方向，使智能技術在電梯控制系統(tǒng)中充分發(fā)揮應用價值，為確保電梯乘客的生命安全與社會經濟的穩(wěn)定發(fā)展提供技術支撐。