探討智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

王蕓

山西工程科技職業(yè)大學(xué)，山西太原，030000

0 引言

控制系統(tǒng)在電梯的日常運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與安全，有利于保證電梯日常穩(wěn)定高效運(yùn)行，而控制系統(tǒng)同樣需要保持良好的運(yùn)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(jìn)行控制，其具備了一些較為簡(jiǎn)單的邏輯操作功能。但是，隨著近年來(lái)現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，對(duì)電梯控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。隨著智能技術(shù)的發(fā)展以及廣泛應(yīng)用，為電梯控制系統(tǒng)的升級(jí)、改造提供了技術(shù)支持。所以，針對(duì)智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，具備重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 電梯的基本構(gòu)造與運(yùn)行原理

電梯是安裝于建筑物中垂直運(yùn)送人員或貨物的一種運(yùn)輸設(shè)備，根據(jù)電梯的運(yùn)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(lèi)型。一般情況下，電梯的基本構(gòu)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(dǎo)向、轎廂與門(mén)等組成。電梯的控制系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，其主要目標(biāo)是針對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)而有效的控制與操作。電梯的控制系統(tǒng)通常由平層設(shè)備或選層裝置等許多種類(lèi)不同的裝置所組成。當(dāng)電梯處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下，使用人員可以通過(guò)按樓層按鈕向電梯的控制系統(tǒng)發(fā)送指令信號(hào)，再由控制系統(tǒng)按照指令操作。電梯如果處于啟動(dòng)狀態(tài)中，那么各個(gè)樓層的羅生門(mén)與天門(mén)均保持關(guān)閉狀態(tài)。但是電梯轎廂中的關(guān)閉按鈕如果想完成關(guān)門(mén)任務(wù)，那么就需要通過(guò)減速控制設(shè)備與加速控制設(shè)備進(jìn)行操作。在轎廂內(nèi)進(jìn)行合理的操作，分別輸入指令信號(hào)以后，電梯就能夠根據(jù)不同的指令妥善處理任務(wù)。當(dāng)電梯到達(dá)乘客指定的樓層后，能夠根據(jù)轎廂內(nèi)的重量變化，判斷乘客是否已經(jīng)走出電梯轎廂。

2 電梯控制系統(tǒng)中智能技術(shù)的種類(lèi)

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(yùn)行過(guò)程中，將智能技術(shù)作為重要組成部分，智能化控制屬于一種較為基礎(chǔ)的系統(tǒng)種類(lèi)，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(yīng)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(kāi)發(fā)需求作為根據(jù)實(shí)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)，在運(yùn)行中智能化算法需要占據(jù)CPU處理器及內(nèi)存，但是其總體的運(yùn)行時(shí)間卻更加穩(wěn)定。實(shí)質(zhì)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(wèn)題，同時(shí)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(yùn)算時(shí)間有效控制需求為基礎(chǔ)所研發(fā)出來(lái)的一種新技術(shù)，這種技術(shù)可以采用控制運(yùn)算時(shí)間來(lái)降低能耗，并且不會(huì)影響最終的運(yùn)算結(jié)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?jiǎng)澐譃橛布⒓苫皢卧?hào)等內(nèi)容，為研發(fā)者順利完成研發(fā)與訪(fǎng)問(wèn)任務(wù)提供便利，并且其在總線(xiàn)處理與電源接口等部位也取得了良好的應(yīng)用成效。而智能化軟件主要?jiǎng)澐譃樗惴ㄜ浖c流程程序包等內(nèi)容。應(yīng)用智能化軟件有效拓展了訪(fǎng)問(wèn)的功能，從而有效滿(mǎn)足研發(fā)者的需求。必須注意的一點(diǎn)是，在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能技術(shù)，可以為硬件提供技術(shù)支撐。然而要想提升處理的效率，就應(yīng)當(dāng)借助硬件升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

2.2 智能化電網(wǎng)

對(duì)于電梯控制系統(tǒng)中的電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，通常情況下包括了電器配置、功率分配及系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。電梯的電力系統(tǒng)如果存在問(wèn)題，比如：欠缺反饋機(jī)制，那么會(huì)致使電梯無(wú)法安全運(yùn)行，甚至可能會(huì)危害到電梯乘客的生命安全。目前，我國(guó)的電梯早已廣泛應(yīng)用多種智能化與信息化技術(shù)，其中包括模糊算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與遺傳算法等。模糊算法將模糊數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)，電梯控制系統(tǒng)中的模糊系統(tǒng)主要應(yīng)用的是隸屬度與模糊集等方程。自適應(yīng)算法可以對(duì)電梯控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間或者空間狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)電梯內(nèi)部的一些特征進(jìn)行自適應(yīng)，從而讓這些特征能夠在電梯的日常運(yùn)行中發(fā)生特定的變化。一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)模糊算法和自適應(yīng)算法進(jìn)行融合，能夠產(chǎn)生出一種新的算法，即模糊自適應(yīng)算法。而遺傳算法則能夠?qū)ψ匀唤缰械娜后w變異與競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系進(jìn)行模仿，采用減分進(jìn)化方式減少自身的復(fù)雜程度，從而讓數(shù)據(jù)信息的采集、開(kāi)發(fā)與整理等進(jìn)程更智能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可以對(duì)人類(lèi)的神經(jīng)元進(jìn)行模擬，建立起多層式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如此能夠更靈活、智能地分析數(shù)據(jù)。在檢測(cè)電梯故障的過(guò)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(yùn)行的穩(wěn)定性明顯提高。

3 智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)策

3.1 模糊控制技術(shù)

在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用模糊控制技術(shù)，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(yùn)行的安全性及故障檢測(cè)的時(shí)效性。在電梯的日常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)用模糊控制系統(tǒng)，可以使其優(yōu)點(diǎn)與作用得到充分發(fā)揮。通常情況下，電梯的穩(wěn)定運(yùn)行存在著一定的復(fù)雜性與不確定性，因此必須對(duì)其中可能會(huì)出現(xiàn)的各種類(lèi)型的突發(fā)事件進(jìn)行及時(shí)有效的處理。為了確保電梯能夠穩(wěn)定安全運(yùn)行，需要研究人員深入了解與掌握模糊控制技術(shù)，以此提升電梯運(yùn)行時(shí)的性能。電梯在日常運(yùn)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(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)合理的分析與處理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，必須將電梯運(yùn)行中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息作為依據(jù)，明確故障的類(lèi)型。與此同時(shí)，適當(dāng)調(diào)整電梯的整體方向，需要把多種類(lèi)型的智能調(diào)節(jié)技術(shù)與自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用到電梯控制系統(tǒng)中，如緊急制動(dòng)、緩沖等[3]。

3.2 節(jié)能環(huán)保技術(shù)

在電梯控制系統(tǒng)中所應(yīng)用的小機(jī)房屬于較為成熟的一種電梯技術(shù)，這種技術(shù)注重對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行綜合考量與分析。可以在電梯井的頂端對(duì)小機(jī)房實(shí)施相應(yīng)的設(shè)置與應(yīng)用。如此不但有利于節(jié)省建筑空間，同時(shí)還為電梯的后續(xù)維護(hù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。一體式控制柜和小體式主機(jī)的有效結(jié)合，可以使機(jī)房和電梯井道之間保持統(tǒng)一的尺寸，這種機(jī)房?jī)H占電梯傳統(tǒng)機(jī)房的60%。這樣機(jī)房高度明顯下降，同時(shí)也能夠美化建筑外觀，從而減少電梯機(jī)房的建設(shè)成本。其主要應(yīng)用了永磁同步拽引機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)等，可以有效控制機(jī)房的建筑面積。另外，基于專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊邏輯及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)的應(yīng)用，電梯控制系統(tǒng)可以對(duì)輸出功率進(jìn)行有效控制，從而使電梯的運(yùn)行時(shí)間縮短，明顯降低能耗。使用同步拽引機(jī)與變壓驅(qū)動(dòng)控制，可以使電梯轎廂內(nèi)的照明燈具與排風(fēng)扇具備自動(dòng)熄滅與停機(jī)的功能，如此也能夠真正減少電梯運(yùn)行過(guò)程中的電能消耗。比如當(dāng)電梯層站與操控箱在非乘客服務(wù)時(shí)間，轎廂中的照明燈具會(huì)自動(dòng)熄滅。在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以使電梯根據(jù)運(yùn)行時(shí)間、乘客數(shù)量與載荷重量等自評(píng)調(diào)整運(yùn)行的功率，也就是當(dāng)電梯處于較大載荷量與乘坐高峰期時(shí)，電梯能夠自動(dòng)增加輸出的功率，充分滿(mǎn)足乘客的使用需求。當(dāng)載荷量較小，或者處于乘坐低峰期時(shí)，電梯可以自主減少輸出功率與降低運(yùn)行速度。

3.3 數(shù)字技術(shù)

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(zhuǎn)變成為模擬數(shù)字電路，將硬件驅(qū)動(dòng)更換成為軟件驅(qū)動(dòng)，使電梯的運(yùn)行流程得到優(yōu)化，從而滿(mǎn)足乘客的各種需求。在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，應(yīng)具備多媒體數(shù)據(jù)傳輸功能，其可以把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)，從而使電梯運(yùn)行中的電信與網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量得到提高。研發(fā)人員可以應(yīng)用數(shù)字技術(shù)對(duì)電梯的各種技術(shù)進(jìn)行整合，使電梯的控制系統(tǒng)不僅能夠聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)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(shí)別、安全控制、數(shù)字臨近及遠(yuǎn)程報(bào)警等多種功能。除此之外，研發(fā)人員還可以應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，使電梯具備各種智能化服務(wù)功能，比如：乘客導(dǎo)向、語(yǔ)音導(dǎo)航及智能宣傳等功能。其中，智能宣傳功能主要應(yīng)用的是人臉識(shí)別技術(shù)，為乘客宣傳具有針對(duì)性的商業(yè)信息[4]。

3.4 故障智能檢測(cè)技術(shù)

故障智能檢測(cè)技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，具備了極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。科學(xué)合理的應(yīng)用智障智能檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)﹄娞葸\(yùn)行中的各種潛在的故障進(jìn)行智能化的檢測(cè)與診斷，這種技術(shù)主要涵蓋了自適應(yīng)算法與遺傳進(jìn)化算法。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與減分算法的應(yīng)用也是目前電梯電網(wǎng)系統(tǒng)安裝過(guò)程中最為重要的兩種技術(shù)手段。其中，模糊自適應(yīng)算法是較常見(jiàn)的一種智能技術(shù)，這種技術(shù)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(yùn)行成效。而應(yīng)用自適應(yīng)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(yīng)性的分析與判斷的功能。電梯在日常運(yùn)行的過(guò)程中，即使出現(xiàn)一些突發(fā)情況也可以保持運(yùn)行。模糊系統(tǒng)可以和自適應(yīng)系統(tǒng)之間形成良好的協(xié)作關(guān)系，從而產(chǎn)生一種新系統(tǒng)，即自適應(yīng)模糊系統(tǒng)。隨著這種系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與廣泛應(yīng)用，使電梯控制系統(tǒng)可以具備自適應(yīng)系統(tǒng)與模糊系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)，充分滿(mǎn)足自動(dòng)模糊對(duì)反饋控制的需求。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的研發(fā)與應(yīng)用，主要是根據(jù)人體神經(jīng)元結(jié)構(gòu)所開(kāi)發(fā)的一種新型算法。應(yīng)用這些算法可以使系統(tǒng)具備針對(duì)性的輸入、輸出能力，科學(xué)合理地應(yīng)用訓(xùn)練數(shù)據(jù)，從而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中使電梯控制系統(tǒng)具備滿(mǎn)足實(shí)際需求的故障自動(dòng)檢測(cè)與反饋的機(jī)制，如此電梯出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)各種情況，針對(duì)性地實(shí)施引導(dǎo)與操作，以此妥善處理電梯的各種實(shí)際問(wèn)題[5]。

3.5 仿真技術(shù)

在電梯的電力系統(tǒng)中應(yīng)用仿真技術(shù)，是指在系統(tǒng)內(nèi)部逐步建立算法仿真模擬系統(tǒng)，科學(xué)合理地應(yīng)用這套系統(tǒng)，其主要是將物理模型逐步轉(zhuǎn)化成為仿真模型。在試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行模擬、分析與深層探究。在應(yīng)用電力仿真技術(shù)的過(guò)程中，可以和智能技術(shù)進(jìn)行有效融合，如此可以確保充分提升電力系統(tǒng)仿真技術(shù)的應(yīng)用效果，其在離散動(dòng)態(tài)建模等各個(gè)方面均可科學(xué)合理地構(gòu)建與應(yīng)用元器件模型。在電力系統(tǒng)應(yīng)用仿真技術(shù)的過(guò)程中，可以使電梯操作更加標(biāo)準(zhǔn)化。

3.6 操作系統(tǒng)技術(shù)

為了充分提升電梯操作系統(tǒng)運(yùn)行中的安全性與可靠性，可以在電梯系統(tǒng)中應(yīng)用智能技術(shù)，如此可以滿(mǎn)足系統(tǒng)在處理方面的各種需求。合理應(yīng)用PC指針，能夠?yàn)殡娞菹到y(tǒng)獲取處理效果提供保障。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所應(yīng)用的操作技術(shù)是將Windows嵌入式機(jī)制與UCOS系統(tǒng)作為中心。其中的Windows系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，其體積相對(duì)偏大，具備了較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于試運(yùn)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(shè)備，還可以有效應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)等各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備，以此充分滿(mǎn)足電梯系統(tǒng)的各種操作需求。現(xiàn)階段，大部分電梯在構(gòu)建與應(yīng)用操作系統(tǒng)的過(guò)程中，將較為簡(jiǎn)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(diǎn)。選擇與應(yīng)用UCOS系統(tǒng)以后，不僅可以滿(mǎn)足電梯操作系統(tǒng)的各種控制需求，還可以保證開(kāi)發(fā)人員順利開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。在提升電梯系統(tǒng)人機(jī)交互界面的穩(wěn)定性的同時(shí)，還能夠明顯增強(qiáng)系統(tǒng)處理器的性能。將智能技術(shù)科學(xué)合理地融入與應(yīng)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(wèn)題。而其中最為重要的一點(diǎn)是其能夠根據(jù)實(shí)際的電梯設(shè)計(jì)要求，明顯降低電梯運(yùn)行故障發(fā)生率，從而有效推動(dòng)社會(huì)與科技的可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用操作系統(tǒng)能夠保證處理器有效處理各種任務(wù)，可以使處理器內(nèi)的PC指針在處理各種任務(wù)的過(guò)程中進(jìn)行模式的快速切換。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以明顯提高電梯的智能化運(yùn)行水平，強(qiáng)化電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。但是，在應(yīng)用各種智能技術(shù)的過(guò)程中，我們應(yīng)當(dāng)全面了解電梯控制系統(tǒng)中各種智能技術(shù)的類(lèi)型，并對(duì)其進(jìn)行持續(xù)研究與發(fā)展，為了使智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中得到有效應(yīng)用，必須重視模糊控制技術(shù)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)、故障智能檢測(cè)技術(shù)及電力系統(tǒng)模擬技術(shù)的應(yīng)用，從而真正找到電梯控制系統(tǒng)中智能技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向，使智能技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中充分發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值，為確保電梯乘客的生命安全與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展提供技術(shù)支撐。