機場電梯聯網監控系統總體方案設計

鄭恒超

（南京鐵道職業技術學院，江蘇 南京 210031）

隨著經濟的快速發展，IT技術和物聯網技術日新月異，不斷發展的城市智能化、樓宇自動化迫切需要電梯能夠融入物聯網，提高電梯運行的安全性、可靠性以及效率。電梯聯網監控系統能夠對電梯故障實時處理，對電梯故障隱患提前預見和排除掉，可以給住戶提供很大方便。本文研究的是成都雙流機場的電梯聯網監控系統，針對機場電梯需求的特殊性，設計了成都雙流機場電梯聯網監控系統的總體方案。

1 系統需求分析

電梯運行必須保證可靠、安全、快捷，需要在電梯監控里融入數據采集處理技術、通信網絡技術、計算機軟件技術等多種新技術來提高和完善，所以采集分析電梯運行信號、運行跟蹤、故障報警檢查及維修等的研發顯得尤為重要，也是實現對電梯運行的實時遠程監控和管理的重要途徑。依據電梯市場需求，總結以下幾種情況。

（1）值班人員對電梯運行所在樓層、具體位置和故障原因及種類，要能夠實時掌握，從而能夠處理得更加迅速、準確。（2）在電梯使用時出現困人故障，監控系統能夠同時給維保公司和物管發送求救信息以及故障短信，被困電梯要能夠實現對用戶進行視頻切換安撫和播放脫困短片。（3）電梯現場維保管理系統，要能夠監督維保人員維修的及時性和準確性，并且形成電子記錄可供查閱。（4）電梯聯網監控系統，能夠查詢到電梯使用基本的歷史數據以及運行軌跡。（5）通過協議解析，采集高端數據，整理并分析電梯常見狀態數據和預警數據，形成電梯自診斷預警拒載判斷的邏輯管理系統。（6）查詢維保單位的工作情況，是否符合相關法規，并且對電梯數據進行分析評價和對電梯質量進行管控及分級管理。（7）通過“電梯聯網監控系統”，對電梯情況作全面了解，為檢測提供數據支持，并減輕人員編制的壓力，形成有序的年檢體系。（8）通過電梯聯網監控系統監測產品從安裝—調試—試運行—運行—老化—衰減—報廢的全生命周期過程，為客戶有針對性的推送服務策略。（9）采集電梯的日常運行效率數據，判斷品牌在某地區的口碑。（10）根據數據表，對電梯支出相應的保養、維修、更換等費用提供判斷依據。（11）通過手持IPAD或智能手機端，實現“電梯移動檢測系統”，實時反饋設備故障前后動作數據，為現場維保作準備，監督維保結果。

2 系統總體設計概述

下面將分別描述幾種常見的電梯的邏輯控制系統，分別有繼電器—接觸器控制系統、PLC可編程邏輯控制器控制系統以及微機控制系統。

2.1 繼電器—接觸器控制系統

繼電器—接觸器控制系統使用得比較早，系統原理簡單，容易理解和掌握，但是動合觸點磨損厲害和體積大是繼電器—接觸器控制系統的主要缺點，同時也存在動作噪聲大、耗能大、電接觸不良情況以及維修花費高昂等不足。繼電器—接觸器控制系統適用一些對速度、性能要求不高的電梯控制。

2.2 PLC可編程邏輯控制器控制系統

PLC可編程邏輯控制器控制系統，屬于自動控制設備，是運用微機技術制造的，對模擬量和開關量可以進行控制，具有很高的可靠性和較強的抗干擾能力，同時可以進行定時、計數、邏輯判斷、記憶以及運算等功能，優越于繼電器控制系統，流水線和機械設備比較適用。PLC可編程邏輯控制器控制系統，可以處理電梯運行相關信息和控制電梯各種操作。

2.3 微機控制系統

微機控制系統，具體工作是通過程序存儲器中的程序進行，軟件系統完成控制算法。電梯控制系統功能需求發生改變時，微機控制系統能夠在不變化硬件系統的布線或元件情況下，對程序存貯器中的程序指令進行修改就可以達到新的功能要求。由此可見，微機控制系統具有低能耗、小體積、較低的維修及保養費用、方便快捷的優點，從而對電梯控制系統的安全性和可靠性，提供了強有力的保證。微機控制系統也有自己的不足之處，功能需求一般的電梯，則功能復雜的微機控制系統，會顯得“大材小用”。還有在控制強電方面，微型計算機接口電路通常不能滿足要求。

PLC控制和微機控制是現在電梯控制的主要方式，又因為機場電梯，對控制系統的安全性、穩定性、靈活性和可擴展性有著更高的要求，由于微機控制系統的可靠性和安全性偏低，因而選用了第二種電梯遠程控制方式—PLC可編程邏輯控制器控制系統。

3 系統通信網絡

機場電梯聯網監控系統，分為有線和無線兩種通信方式設計方案，兩種方案有著各自的優缺點。有線聯網監控系統，布線復雜繁重，難以精確處理數據，維修以及保養比較困難。隨著無線數據傳輸技術快速發展和出現了小型化科學傳感器，很大層面上推動了，在許多電梯控制中運用了無線聯網監控系統。下面將對兩種設計方案進行具體闡述。

3.1 有線聯網監控系統

有線聯網監控系統，是采用調制解調器通訊，電話線、綜合服務數字網（Integrated Services Digital Network，ISDN）是常用的通信線路。在電梯數據實時采集中，有線通信方式的通信速率可以滿足要求，成本也低，但是有線通信只能夠點對點通信，無法保證數據穩定可靠傳輸，容易掉線。

3.2 無線聯網監控系統

無線聯網監控系統，目前中國移動推出的GPRS是主要采用的通信方式。GPRS方式通過分組交換技術，解決了有線通信方式只能用于點對點通信的局限性，可以實現一點對多點的實時采集數據，具有很高的實時性，也很少出現掉線，計費便宜。

無線聯網監控系統，采用監控原理是通過MPEG4/H.264嵌入式DSP芯片組成的服務器，把各種開關量信號、視頻信號以及語音信號等，變換成標準TCP/IP協議的網絡信號，再通過GPRS傳輸到監控中心。

3.3 電梯聯網監控系統的通訊設計

機場電梯聯網監控系統，有線和無線兩種通信方式的共同點和不同點分別是：有線和無線方式實現相同的功能，都要實現對電梯聯網監控。兩者通信方式不同，有線方式數據傳輸是通過布線完成，無線方式則是依靠GPRS模塊。

無線聯網監控系統，可以省掉大量的走線布線，不易掉線。但是機場電梯本身就存在復雜性和強磁性問題，容易干擾到無線傳輸，進而無法保證數據傳輸的實時性和可靠性。機場電梯安全始終放在第一位，同時也依據眾多有線聯網監控系統的實例以及成熟的有線聯網監控技術，最后選擇了有線聯網監控系統，要能夠保證系統的實時性強和可靠性高。

4 系統功能

機場電梯聯網監控系統包括眾多功能：電梯控制、實時電梯狀態顯示、電梯信息、電梯狀態記錄、狀態轉換、故障代碼轉換和樓層轉換等，如下所列。

（1）電梯控制：可以控制繼電器狀態。（2）實時電梯狀態顯示：能夠顯示電梯的樓層、方向，電梯特殊狀態，采集器采集。（3）端狀態，采集器繼電器狀態。（4）電梯信息：實現電梯信息登記、查詢。（4）電梯狀態記錄：可以實現特殊狀態記錄，繼電器操作記錄，狀態恢復記錄。（5）狀態轉換：能夠將有效狀態轉換為顯示狀態。（6）故障代碼轉換：能夠將故障代碼轉換為顯示狀態。（7）樓層轉換：實現將顯示代碼轉換為顯示數據。

根據系統功能的對應需求，設置了主要的功能函數，而且對功能進行了大致描述，機場電梯聯網監控軟件系統的主要功能函數如下所示。

comdialog：波特率和串口號的確定。configdialog：配置電梯的網絡以及基本信息。

dataexplain：解析電梯數據。dataexport：導出電梯數據。dataservice：對電梯數據進行收發、校驗及相關信息。inceptconfig：初始信息配置界面。item：改變方向、樓層、狀態。logindlg：用戶登錄管理。mainwindow：數據顯示。此外，機場電梯聯網監控系統還能夠滿足安全性、主要性能和可拓展性的需求。

5 系統總體結構設計

機場電梯聯網監控系統主要組成部分有監控中心、通信系統以及現場數據采集、通信裝置。

（1）監控中心：指控制管理中心，發布監測和通信命令給各檢測前端、收集處理監測數據、對設備的運行狀況進行監督或指揮，同時能夠為前端提供信息服務。

（2）通信系統：通信軟件、有線通信線路等組成了通信系統，支持的數據傳輸協議是RS-232/ RS-485協議。

（3）現場數據采集、通信裝置：負責數據采集的是CANBA數據采集器，傳輸電梯相關數據是通過RS-232/ RS-485通信。

該機場電梯聯網監控系統高度模塊化，能夠具備標準的對外接口和可拓展的技術框架，為二次開發以及與系統以外的應用系統預留接口。