基于网络协同的电梯生产智能调度控制系统设计研究

张振华，金卫琴

（1.恒达富士电梯有限公司；2.浙江尼邦电梯有限公司，浙江 湖州 313000）

电梯生产智能调度控制系统的生成主要是基于互联网通信网络结构，构建一个闭环空间分布式控制系统。通信网络的产生主要是将在不同空间位置逐步构建的功率结构模式完全连接起来。如执行器、传感器、控制器等。该工作的特点在大型系统的设计过程中往往具有很大的开发优势。同时，电梯生产智能调度控制系统的出现也不同于传统控制系统的结构模式。在完成设计的基础上，其自身的优点安装成本、工作周期、日常维护和维护实施都比较高。现阶段的电梯所使用的电气系统本身的元件分布较为分散，可靠性要求比较高，空间比较小。在传统电梯电气控制过程中，布线本身的复杂性、维护问题、调平精度不准确等问题已成为制约电梯运行安全的主要因素。

1 电梯生产智能调度控制系统概述

网络化控制系统就是将分散的传感器控制器与执行结构通过网络有效结合，形成一个封闭的控制系统。系统一般有两种结构：直接结构和层次结构。这两种结构的本质没有太大的不同。网络化控制系统具有三个特点，结构广泛：系统的结构包括总线型、星型和树型。具有严格的节点智能：系统遵循一对一对应的原则，每个节点对应每个细小的功能。开放性：系统具有一定的开放性。企业、科研院所可根据实际需要，创造和开发适合的产品。在电梯生产智能调度控制系统的设计中，主要设计了实时系统和控制系统。换句话说，就是考虑调度和控制之间的关系来设计系统。对于该系统来说，调度和控制是非常重要的内容，二者相互联系，相互影响。在某些情况下，二者是矛盾的关系，只有有效地解决这一矛盾，才能更有利于网络化控制系统的发展。在控制工作中，如果进行大量的周期性工作，会增加任务调度的负担。在调度工作中，也会对控制性能产生一定的影响，如采样抖动、输入输出延迟等。网络调度主要通过网络中的节点发送网络传输介质中的数据包，并指定数据包的优先级和发送时间，以影响系统的控制性能。它通常涉及一系列与时间相关的问题，如到达时间、发送时间、阻塞时间、传输时间、完成时间等。在设计电梯生产智能调度控制系统时，需要全面考虑系统的调度控制性能，从而提高网络资源的利用率。

2 电梯基础结构整体分析

2.1 外部结构

电梯外楼层共可分为3层。每层电梯应有单独的电梯召唤按钮、电梯召唤灯、上方向召唤灯和下方向召唤灯。楼层还应设置电梯电视显示屏。呼召电梯服务指示灯按钮召唤灯是比较高层电梯乘客使用的电梯人员用于实时显示高层电梯服务召唤的一种管理工具，召唤按钮灯在高层电梯服务管理人员完成客运电梯相应的召唤按钮或召唤按钮之前，需要呼叫按钮灯显示其响应已连续亮起。类似于上升高度电梯指示灯、下降高度电梯指示灯，类似于楼层服务状态信息显示，为电梯乘客提供电梯所在楼层的实时服务功能。一般在楼层较低的电梯中，底层只有一个向上的召唤按钮，没有向下的召唤按钮。同样，顶层只有向下呼叫按钮，没有向上呼叫按钮。只有底层以上楼层和顶层以下楼层可以同时设置向上呼叫按钮和向下呼叫按钮。不同楼梯升降高度下的指示灯和不同楼层楼梯高度下的显示功能相同。

2.2 内部结构

在每层起降电梯内部，应设置并具有3核心结构，分别是开启按钮、关闭按钮以及楼层显示装置。当乘客需要进入电梯时，只需按下召唤按钮即可成功进入电梯。进入后，只需按下楼层按钮即可到达自己想去的楼层。当电梯自动打开车门，要注意确保电梯具有电梯自动开启和关闭的自动控制功能，也就是说，电梯门已经打开时有人可以自动开门，经过一定延时后，有人可以自动关门。并且，上下两层电梯内部就相当于有一个可以控制上下相应的是否开启、关闭两层电梯之间的门的同时控制手动按钮，随时搭上下电梯的乘客可在上下两层电梯已完全停止的情况下，随时手动控制2部电梯是否开门和电梯何时关闭。电梯内部还至少每个应该都能够配有1个电梯指示灯，用来准确性地显示电梯当前所处的状态。

3 网络协同的电梯生产智能调度控制系统设计的优势

3.1 提升了自动抵御电磁干扰能力和工作可靠

将PLC、PLCD等技术推广应用到现有电梯生产智能调度控制系统的实际应用中，可以大大提高现有电梯系统的智能自动控制程度和电梯运行控制精度，提高了自动控制电梯系统的自动抗电磁干扰能力和工作可靠性。

3.2 以根据需求很自由地增加或者改变各种功能

电梯生产智能调度控制系统的功能非常强大。对于复杂的控制系统，电梯生产智能调度控制系统可以满足其要求，并可根据需要自由增加或更改各种功能。

3.3 实时自动检测故障报警和调度管理

电梯生产智能调度控制系统软件可以方便地实现网络故障的实时自动检测和故障报警信息的显示，提高了系统日常运行的安全性，方便了系统在运行过程中的维护。电梯生产智能调度控制系统适用于群控调度管理，在一定程度上可以提高和提高电梯的运行效率。

3.4 电梯生产智能调度控制系统可以提高电梯的安全性

电梯生产智能调度控制系统可以提高电梯控制系统的安全性。国家大力发展工业化，但工业化过程需要以强大的功率输出为基础，导致现阶段大多数电梯控制系统超负荷运行，大量电梯设备满负荷运行。在这种情况下，电梯控制系统在运行过程中容易出现各种故障和问题。应用PLC技术可以合理设计电梯控制系统，保证电梯控制系统的科学运行，大大提高了电梯控制系统的安全性。

4 基于网络协同的电梯生产智能调度控制系统设计方案

电梯生产智能调度控制系统在设计中有许多优点和缺点。其性能非常稳定，结构也非常简单，维修安装方便。编程和修改也非常方便。在实际应用中，它能完全满足大多数电梯自动控制系统的需求，因此逐渐取代了旧的电梯自动控制系统。利用电机部分直接完成电梯的升降操作功能，并要求我们在相应楼层设置一个可上下移动的电梯按钮开关。在电梯运行过程中，控制系统不可避免地会同时接收到许多不同的信号。

4.1 硬件设计

硬件结构由变频器和PLC组成。一个完整的PLC，基本上是由控制电路和主回路组成。主电路包括逆变器、整流器，滤波器等许多部件。PLC可以接收到很多信号，其中包括人与人之间的通信，如交流和位置信号、楼层通信等。硬件电路的设计在操作上有许多优点，其设计操作上看起来比较简单，在工作时的性能也非常可靠。

4.2 软件设计

软件系统主要负责控制楼层电梯开关是否启动或停止。对其进行检测和记忆，并保持它的信号传输。除此之外，电梯上到底还是下到哪里停、开门或者关门都是由专业的软件系统进行控制。当我们在工作中担心碰到危险时，电梯应急系统中通常只有一个自动设置的应急位置按钮。在高层电梯内部还没有任何其他的紧急信号被我们输入时，不论此时的整个高层电梯正常工作运行时的状态什么情况，只要我们再次按下这个紧急位置按钮，这时整个高层电梯就很有可能会自动地开始停止正常工作运行，此时，整个高层电梯系统的应急位置也可能是整个高层电梯正常运行的一个起点。在每台运行的电梯正常运行的任何时间，与每台运行电梯正常运行的起点方向相同的电梯指示灯和信号，可视为每台运行电梯在任何时间的停止点和站位。当服务电梯继续正常运行或到达服务终端时，下一次运行就看输入的新的信号。

电梯生产智能调度控制系统设计过程主要针对当前电梯的实际运行状态制定。软件控制系统主要由系统初始化子程序、报警子程序、故障判断子程序和电梯运行控制程序组成（如图1）。系统的初始化主要用于电梯上电过程中的调试，然后逐步完成参数的初始化和建设，设备网络的建设和设备运行状态的分析等。当所有的系统筹备完成之后形成工作循环模式，在系统设备发生故障的过程中，控制系统会在第一时间发出预警。运算控制需要结合实时的网络轿厢环境进行工作，促进系统运行管理，进一步计算分析轿厢状态，及时更新轿厢位置，从而实现最优停机检修。本软件设计是对电梯进行检测报警，远程控制电梯的运行，使电梯到达最佳楼层进行维修，优化维修方案。因此，在远程控制过程中，报警主要是基于终端，通过网络通信，从而远程监控整个电梯的运行状态。一旦出现风险问题，可以通过远程终端的操作对整个电梯设备进行全面控制，从而保证电梯的稳定运行。

4.3 系统调试与仿真

为有效防止电梯门被连续、反复启动、打开，所以严格禁止电梯使用直接依靠按下一个停止的动作来让电梯暂时或者停止运转，而是必须要经过一些安全修理后才能够去打开电梯门。另外，为了更好的使电梯能够顺利的打开电梯门，我们需要为它设置一个固有的延时。在电梯运行系统中，脉冲信号的精度至关重要。为了检查脉冲信号是否正常，特意设置了是否有脉冲信号或不正确的脉冲信号进行检查。实时检测脉冲信号的准确性，从而有效地保证电梯的正常运行。

本设计本身的实验过程主要是借助特定的电梯设备来实现的。针对装置本身在智能建设的过程中与升降电梯的实际结构保持一致，所有设备及部件与电梯的实际结构一致。本次设计充分利用了轿厢结构本身，进行了重力感应、倒置图像检测、车门层结构切换系统、机械安全保障系统等。同时，结合设计的实际要求，采用了电梯生产智能调度控制系统。外部磁盘原有的信号传输系统被通信系统取代。这些信号只需简单地连接远程终端就可以形成一个网络。同时，轿厢内的垂直码尺和码阅读器取代了原有的视图开关。同时，边界环境更加简单方便，小车的位置控制更加准确稳定。电梯信息采集就是读取原电梯操作系统的传输数据，通过设计系统，对原系统进行切割、远程控制，进而影响电梯的运行。

当设计的系统与原系统连接时，它们之间的数据传输不会导致电梯运行失控。通过构建一个并行系统，我们可以确保另一个系统可以在出错的同时继续工作。为了更好地满足实际工作质量，在整个远程终端环境下编写了专用的远程软件程序，通过其自身算法的计算得到了最佳的数据结果。另外，通过软件提供的数据的传输和转换，对整个远程终端电梯系统进行控制，保证电梯的正常运行。

5 结语

电梯生产智能调度控制系统是一个比较复杂的系统，内容广泛，应用领域多。在对其进行研究时，需要将系统的控制与调度结合起来。控制与调度的关系比较精确，单独设计时效果较差。目前主要采用基于静态和动态调度的控制与调度协同设计。该研究对于有效解决由于网络的加入而引起的控制系统的不确定性具有重要意义。