電梯速度控制系統軟硬件軟硬件應用

張保 荊華俊 金杰

摘 ?要：近年來，我國經濟水平的快速發展，同時也推動了人們生活的水平不斷提升。電梯是當前人們常使用到的出行工具，只有不斷提升到電梯的可靠安全性才能有效確保到人們的生命安全。文章主要是分析了電梯行業的現狀，同時對電梯控制系統可靠性設計方法進行了講解，望能為有關從業人員提供到一定的而幫助以及參考

關鍵詞：電梯控制系統;可靠性;設計

1、電梯發展的現狀

我國電梯行業的發展歷程較短，在改革開放之前，我國電梯的生產和安裝總量約為1萬臺左右，且多以低速直流梯和雙速梯為主，自主生產能力差。在改革開放以后，電梯產業實現了跨越式發展，根據相關統計數據顯示，到2010年，全國處于正常運行狀態的電梯共有162.8萬臺，且以每年約20%的速度高速增長。同時，VVVF交流變頻電梯取代了傳統的直流電梯，成為市場的主導，同時電梯的控制系統采用的是PLC和單片機控制技術，已經逐漸接近了世界領先水平。但是，隨著電梯的普及和廣泛應用，電梯事故也開始不斷增加，對使用人員的生命財產安全造成了嚴重威脅。根據國家質檢總局的統計，2010年，全國因電梯事故死亡43人，而2011年發生電梯事故57起，同樣造成了人員的傷亡。通過對其原因的分析，絕大部分電梯事故都是由控制系統故障引起的，另有少部分是由于電梯出現問題，而內部人員無法及時向外界求助，而導致危害的擴大。為了避免這種情況，電梯生產廠家一般都會在電梯控制系統中安裝安全監測裝置，便于及時發現問題并解決。但是，通過調查發現，這些安全監測系統和設備在實際使用中形同虛設，完全無法發揮作用。出現這種情況的原因，一方面，是由于監測系統設計不合理，使用不便，另一方面則是電梯維護人員素質低下，缺乏服務意識。面對這樣的問題，我們結合實際情況，應用計算機互聯網技術和自動化控制技術，設計了一種新型的電梯安全控制系統，以保證電梯的安全使用。

2、電梯控制系統可靠性設計方法

2.1、提升電梯控制系統的MTBF

對電梯控制系統來說，一般將系統設計的越簡單，其可靠性和穩定性將更強。對此在電梯系統中應該采取集散控制的方法，對整個系統作出合理的分解和劃分，將系統劃分成多個小單元，各小單元應該采取較為簡單的設計，從而保證電梯系統變得更加可靠，然后在運用這種設計理念的時候，應該確保各個單元保持獨立，這樣在有一個環節出現故障以后，將避免對其他單元帶來影響，這樣讓系統更加可靠與穩定。對分散控制設計理念來說，其外在表現為整體結構相對分散，如果采用這種設計方法，將為控制系統、供電系統、干擾源和負荷等因素帶來影響，讓其變得分散。如此實現了對系統的有效控制，最大限度減少了故障造成的損失，實現了系統 MTBF 的不斷提升。以傳統控制系統為例，大多數系統結構表現出一種主從結構，讓整個系統構成一個網絡，即電梯通訊內的 BITBUS，主控制系統將指令發出來以后，各個子系統在接到指令后作出相應響應。不過這樣會對讓系統出現一定的潛在風險，只要系統內某個環節發生故障，將對整個系統帶來不利的影響，控制系統也因此無法保持正常運行狀態。對此要采取 CANBUS 主線技術，可以避免發生上述問題，讓系統表現出一種多主形式，就算某個環節發生故障，其他環節也不會受到影響，能夠形成一種穩定性極強的容錯系統，有利于各系統在信息上實現無障礙傳遞，從而提升控制的便捷性和有效性。不僅如此，利用 CAN 檢測系統，可以將系統內存在的問題找出來，便于及時采取相應的控制措施，通過將故障節點與其他環節的連接切斷，防止對其他環節帶來影響，這種設計方法能夠提升電梯控制系統的可靠性。

2.2、降低系統各環節的MTTR

與復雜的電梯系統不同，進行控制系統設計時需要把整個系統劃分成多個模塊，根據具體的模塊與層次作出操作與控制，從而讓控制變得更加有效和便捷，并讓控制變得更加簡單。運用這種設計理念，可以徹底排除存在的故障，將問題癥結查找出來，提升MTTR控制效果，并實現故障修復效率的提升。在電梯控制系統可靠性設計中還要重視對故障排除的設計，確保能夠進行實時監測，將故障第一時間予以排除，讓故障節點和其他部分真正進行分隔。之后選擇相應修復措施，讓各種系統故障得到快速、及時和有效的修復，并在控制面板上顯示相關信息。對于不能排除的故障，將能夠作出進一步的控制措施。

3、電梯控制系統軟硬件的抗干擾措施

3.1、控制系統硬件干擾控制措施

分析電梯控制系統可知，其運行外部環境與設備因素會對硬件造成干擾，系統運行期間，一些潛在干擾源將帶來負面影響，讓系統無法保持正常運行狀態，嚴重時還會讓電梯不受控制，從而引起安全事故，系統也不再變得安全與可靠。通常來說，干擾基本是以脈沖形式影響系統的，主要脈沖進入系統內，會讓系統發生故障與問題。此時要盡快將控制措施做到位，減少對硬件造成的干擾，出現串模干擾后，要將雙絞線當成信號傳輸引線，這樣既減少了成本，還避免干擾為系統帶來的影響，防止系統內出現電磁感應現象。當然，還要通過低通濾波器加強對干擾的控制，減少電源高次諧波為系統帶來的干擾。將接地技術應用于電梯控制系統內，也可以加強對干擾的控制，在實行該技術的過程中，應該有計劃、有步驟的進行，保證能夠科學、合理的運用接地技術。例如：在模擬量輸入信號與屏蔽接地過程中，若是信號源不接地，差分放大電路端接地，這樣會讓屏蔽體在放大器處接地，同時控制放大器和大地之間的連接線電阻不超過1Ω，不然需要把屏蔽體在信號源處接地。

3.2、控制系統軟件干擾的控制措施

除了電梯控制系統硬件設備會受到影響以外，系統軟件也會出現一定影響作用，在設計過程中應充分考慮這一點。要在軟件系統中設置相關程序，讓設備具備自檢的功能，能夠將硬件系統內的故障及時查找出來，同時采取相應的控制措施，結合實際故障類型，發生不同的示警。操作指令也需要冗余設計，以單字節指令為主，特別是在關鍵環節要作出單字節指令設計，也可以重復輸入該指令。這種冗余指令可以促使相關設備工作效率不斷提升，防止系統出現故障。當然，還要采取各種先進技術手段，常用的有信號抗干擾技術、WATCHDOG 技術和軟件陷阱技術等，能夠保證軟件運行更加可靠，這樣電梯控制系統可靠性才能因此獲得提升。

4、結束語

由上可知，增強到對電梯控制系統可靠性的設計才能夠實現到電梯系統的穩定運行，有效避免到出現故障的情況，提升到電梯的安全、可靠性。為此有關人員應當不斷深入對電梯控制系統可靠性的研究，及時找出其中存在的問題，才能有效確保到電梯控制系統的可靠性，為我國電梯行業的發展奠定良好的基礎。

參考文獻

[1] ?張蓉. 十六層住宅電梯控制系統設計[D]. 2016.