電梯模塊化控制及其物聯網解決方案的構建

譚 偉 李德英 袁 練 王 茹

關鍵字模塊化；電梯；智能；物聯網；實時人機交互

0 引言

電梯廣泛應用于人民的生活與生產，而電梯的控制要求就是穩、準、響應快。其使用根本是安全，同時人們要求對實現電梯系統進行更精密的控制，在以上前提下把智能、怡人等問題加入設計考慮范圍之內。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計，以達到控制邏輯結構清晰、精確、易辨識、易改造、易維護。同時本文采用模塊化設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劃設計。

1 國內外應用現狀

PLC 以其可靠、穩定、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、最優選擇等等，其編程結構是相對復雜的。本設計采用ABB 公司AC500PLC 進行項目設計，采用模塊化設計、結構化編程、800XA 組態監控解決現有的電梯控制程序迭代和運維不及時問題。現今社會電梯已廣泛應用于人們的生活和生產，隨著技術的發展，智能控制、5G 萬物互聯等新興技術的崛起讓電梯的研究應用從過去的機械電氣控制逐漸向智能物聯方向發展。

2 電梯系統構成及運維構建

2.1 電梯基礎系統構成

眾所周知，隨著其層數增加，其外部輸入量如平層限位、外選、內選的數量也會逐次增加，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，而模塊化設計能使系統清晰明了，即將電梯控制系統分層、分部、分功能進行功能塊設計，再由主程序組織塊進行調用和配置。以下是針對電梯控制的總結分析:

針對電梯控制，本文根據現實應用環境和理論設計依據從功能實現將整個系統分為如下模塊：電梯基本功能、電梯異常監控、電梯群控、電梯狀態監控四部分。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計、集群控制、800XA 組態監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也是最全面的。單部電梯基本功能如下：系統初始化、集選、開關門、啟停、錯誤指令消除、待載休眠。電梯異常監控主要包括超載、終端越程、開關門、運行等保護模塊。電梯群控是針對多部多層電梯進行聯合控制，通過系統邏輯規則設定判斷選擇最優解對各部電梯動作進行安排。客觀來說，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整體能耗等。狀態監控主要采用800XA 監控實現，通過800XA 實現對各區位各電梯運行狀況的進行集散在線管理實時監控。

2.2 800XA 狀態監控運維與一體化智能交互分析

根據功能要求通過800XA 組態監控平臺實現對電梯運行的關鍵部位進行實時狀態監控，其目的是——通過集散專業化管理及時發現系統故障，避免事故；實時在線專業分析現場狀況，遠程協助解決現場問題；實現用戶、管理方、工程方的多維一體服務和無縫對接全方位保障等。

2.2.1 800XA 集散在線管理的優點

眾所周知，現有的電梯系統從信息網絡來說，基本都是信息數據的孤島。即是獨立式運行，離線式檢故，這樣的系統的一個缺點就是無法第一時間調集專業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的各部精確狀態而無法對故障的正確判斷和現場排故指導。而本設計立足于5G 技術逐步成熟應用，物物相聯，信息數據共享與實時驅動的萬物互聯的大時代背景，致力于將傳統電梯產業進行新構造，打造信息物聯智能化電梯系統，本設計把電梯系統、小區管理中心、專業運維站、用戶都作為物聯系統的一個節點，通過智能交互實時在線給予各方所需，實現資源最優運用。

電梯組態監控系統的模型，用戶可根據實際需要對系統進行調節和維護，通過800XA 組態監控，安全技術人員在運行維護時能夠實時找出故障所在，精準解決問題。同時，通過組態監控，技術人員可以及時發現電梯故障，通過組態監控報警信息可極大避免事故的發生。尤其是當今遠程組態監控技術發展迅速，通過遠程組態監控，遠程電梯集成管理端可以實時對電梯系統進行管理，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、低延時能夠實現推進現有產業的數字化轉型，即能實現對現有電梯系統的物聯和數字化管理運維，而從技術上說就是能實現將整個傳感檢測系統檢測到電梯各結構的狀態實時反映到集中維護端以及實現各方信息數據高效運用，通過實時在線集中解決遠程異地的各種問題。在這個系統里電梯系統、小區管理中心、專業運維站、用戶都是系統的節點，各方通過集成的智能交互平臺獲取目標信息。

而本設計采取的具體技術實現的構架便是通過將數據網關實時采集AC500PLC 控制系統的數據發送至云端，然后管理中心、運維站通過800XA 集散組態監控實現實時數據交互，而用戶端則是通過手機端應用實現對系統信息的獲取。

而隨著電子技術與軟件技術的不斷地發展，手機已經成了一個多功能集成化的智能交互應用平臺，而5G 的成熟，使萬物互聯的到來已經成為必然，而手機也逐漸成了實現對物物互聯進行搭載和應用的交互平臺，而智能電梯系統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

隨著技術的發展，社會分工是越來越細化，越來越專業。而電梯，現代生活生產垂直距離的升降工具的管理和維護也必將專業化、集成化、系統化。從技術發展上來說，5G 的強移動寬帶、海量機器通信、高可靠低延時必將使傳統產業產生巨大的變革，它將構建一個連接的、智慧的世界，其正是傳統自動化產業向數字化轉型的關鍵推力。而電梯正是未來智慧生活不可或缺的一員，而5G、AI 等技術正是電梯走向數字化、智能化實現在線智檢全方位運維保障的技術支撐。

電梯產業的創新永遠不會停止，5G 萬物互聯、智能控制、新材料各種技術的發展必將把電梯產業推至一個智能物聯的、集成管理的、遠程實時運維的高精度安全的智能工程。