關于電梯運行速度的優化控制

陳國棟 邱旭東

摘要：電梯是現代化社會必不可少的垂直運輸工具，無論是在建筑，還是其他方面都起到了非常重要的作用。在電梯運行舒適、安全的前提下，實現電梯運行速度的優化控制，成為了人們對于電梯運行的更高要求，本文便以此為基礎來進行研究。

關鍵詞：電梯；運行速度；優化控制

引言

隨著我國現代化進程的加快，建筑業的發展，建筑高度也是在不斷的提高與刷新。對于建筑高度的不斷提高，電梯已經成為了現代建筑不可或缺的一部分，做好電梯運行速度的優化控制，已成為了現代快節奏生活人們的追求之一。

1.電梯運行速度控制方式選擇與運行速度曲線設計

現代社會，建筑業出現了前所未有的發展速度，施工技術的提高，使得建筑的高度不斷地攀升。由于建筑高度的不斷攀升，人們的生活已經越來越離不開電梯的使用。而且現在的電梯，也更加的考慮到使用者的舒適和安全性。當然這也是電梯發展的趨勢，是人們對于生活質量要求提高，必不可少的重要因素。但除此之外，人們對于電梯的運行速度也有了越來越高的要求，現在社會快節奏的生活，使得人們對于時間更為珍重，也更強調生活的速度化，所以對于電梯運行速度的優化控制也是十分重要的。電梯運行速度通常有多種控制方式，但是考慮到其各自安全、穩定、舒適性等特點，絕對距離的控制方式通常更加的突出，所以本文便以絕對值編碼器來實現絕對距離控制方式的速度優化。為了電梯運行的舒適性，電梯運行速度曲線應是平滑的，所以在此我們選用正弦-直線型速度曲線，以此來確保電梯運行安全性基礎上的舒適性[1]。

2.電梯運行速度的優化控制

2.1電梯運行速度優化的原理與方案

對于電梯運行速度優化控制的系統結構，與所使用的模塊，我們通過圖一來進行清晰的展示。

圖1 電梯運行速度優化控制系統、模塊圖

主控制器主要通過絕對值編碼器，來實現運行速度信號對絕對值剩余距離的轉化，并發送至速度優化控制模塊 。速度優化控制模塊一方面將變頻參數傳傳遞個主控制器，另一方面進行主控制器絕對剩余距離信息的接受，并發送給變頻器，以實現電梯運行速度的控制。

2.2電梯運行速度優化控制模塊設計

優化模塊的設計是電梯運行速度優化的的關鍵，通過與主控制器、變頻器的共同協作來實現運行速度的優化。

其作用主要有三點，首先是以19200波特率與主控制器進行數據交換，實現對主控制器的信息接收，得到絕對剩余距離，同時向主控制器反應變頻器狀態 。其次是通過對于剩余絕對距離的將計算，來得到優化速度。最后，通過與變頻器的通訊，將計算的優化速度與控制信號傳遞給變頻器，以此來實現電梯運行速度的控制和優化。

2.3電梯運行速度優化算法的設計

有了電梯運行速度優化控制模塊，與相互間的數據通信，那么電梯運行速度算法優化，便是使上述模塊能夠運行與相互協調的靈魂，所以接下來將對于電梯運行速度優化算法來進行設計。因為其算法是多樣的，在綜合考慮了各種因素之后，本文將采用PID控制算法中PI控制，來進行運行算法的優化。

對于常規的PI調節器來說，其積分表達式為

u（t）=Kp[e（t）+1/Ti∫e（t）dt] （1）

然后對PI算法表達式進行離散化，以方便PI對于單片機的控制，所以上式的差分方程u（t）=Kp[e（k）+To/TiΣe（j）] （2）

上式便是位置是控制算式，雖然其具有很高的計算精度，但是對于存儲空間的占用量大，而且不利于程序的書寫，所以，對此進行遞推可得到下式

u（k-1）=Kp[e（k-1）+To/TiΣe（j）] （3）

式（2）-式（3）可得 △u（k）=u（k）-u（k-1）=Kp[e（k）-e（k-1）]+Kie（k） （4）

由式（4）得 u（k）=u（k-1）+△u（k） （5）

計算式（4）和計算式（5）具有空間占用少，運算速度快，以及編程簡單的特點。

為了進行更方便與更優化的算法計算，我們將式（2）進行如下改動

u（k）=Kp[e（k）+KlTo/TiΣe（j） （6）

此外，為了防止執行機構到達極限狀態，卻無法消除偏差的慶情況，我們進行抗積分飽和的計算，并進行積分分離，便可得到下式

Umin， U（k）≤Umin

u（k）= U（k）， UminUmax， U（k）≥Umax

通過式（7）我們就能夠有效的避免積分飽和的問題，形成了改進后的PI調節，在電梯運行后由曲線函數得到理論速度，并由主控制器所傳來的絕對剩余距離，進行實際速度Vs的計算，由Vr與Vk的差值便能夠得到e（k），Kp、Ki是經驗值，u（k）就是最終的運行速度，不同階段Kp、Ki值，最終得到了多段的PI速度調節。

3.結語

對于電梯運行速度的優化，本文提供了一種可靠的優化方法，但電梯運行速度的優化方法是多種多樣的，所以對于電梯運行速度優化的探討，還是一條非常遙遠的道路。做好運行速度的優化，才能使我們賴以使用的電梯能夠更舒適、快捷的為我們提供服務，使我們的生活更加的方便簡單。

參考文獻：

[1]王行陽，范景峰.PLC實現電梯運行速度曲線控制的研究[J].濟源職業技術學院學報，2011，03（30）：47-50.