电梯实时监控系统的设计

1 　电梯简介
电梯由机械和电气两部分组成。机械部分主要由轿厢、门机系统、导向系统、曳引系统、对重系统和机械安全保护系统所组成；电气部分主要是指电气传动系统和电气控制系统。

本文研究中的智能建筑实验室电梯系统,由于受5F 电梯模型的限制,其结构仅由轿厢、门系统、曳引系统、传动系统和控制系统等组成。其中,门系统没有厅门,门电机由直流12V 减速电机驱动,开、关门可缓速运行,并减小关门时的撞击声;曳引系统采用交流380V 的电机拖动,通过减速齿轮+ 变频器,降低轿厢的运行速度；控制系统主要包括电梯楼层开关,内选外呼所需按钮等。

2 　电梯控制系统设计
2. 1 　电梯工作流程
尽管电梯种类很多,类型各异,用途不同,但其基本的控制原理及运行原理没有本质的区别。

系统以电梯模型模拟工程应用电梯。电梯在支架内,作垂直方向的往返运行,行驶在始发站与终端站之间。它的定向启动,稳速运行,开、关门或换向都可在得到主令信号后自动执行。

2. 2 　方案选择
电梯操控方式多样,因需而异。在智能建筑实验室电梯系统建设过程中,经多次分析、比较,确定方案为采用可编程计算机控制器（ PCC ,Programmable Computer Controller） ,无司机操纵有基站,全集选控制电梯。

B&R PCC - 2003 控制系统具有体积小,结构紧凑,模块式硬件结构,集成化端子排技术,采用标准现场总线技术组网。使得智能建筑实验室设备自动化系统组网极为简单,并为今后本实验室的后续建设留有接口。

B&R PCC - 2003 提供了两个通信接口。一个是RS232 接口,主要用于设备控制的编程；另一个是CAN 接口,主要用于系统组网。

B&R PCC - 2003 硬件的模块式结构,不仅CPU 为独立模块,其输入、输出等也是独立模块。组成系统时,用户可按自己需要的I/ O 点数,选择不同型号的模块及功能部件,即可组成功能强大的控制系统。

B&R PCC - 2003 I/ O 模块,有模拟量AI/ AO 模块，并关量DI/ DO 模块以及数字量混合模块等多种类型。

根据B&R 产品特点,所有输出需要通过继电器的吸合/ 释放来控制设备的通断。

2. 3 　 I/ O点数估算
电梯系统I/ O 数量框图如图1 所示:

图1 　系统I/ O 数量框图

所需I/ O 点数估算如下。
输入点：1F 上召,2F 上召，3F 上召，4F 上召，2F下召，3F 下召，4F 下召，5F 下召，1F 内选，2F 内选，3F内选，4F 内选，5F 内选，1F 行程开关，2F 行程开关，3F行程开关，4F 行程开关，5F 行程开关，上限位开关，下限位开关约20 个。

输出点： 1F 上召显示, 2F 上召显示, 3F 上召显示,4F 上召显示,2F 下召显示,3F 下召显示,4F 下召显示,5F 下召显示,1F 内选显示,2F 内选显示,3F 内选显示,4F 内选显示,5F 内选显示,1F 楼层显示,2F楼层显示,3F 楼层显示,4F 楼层显示,5F 楼层显示,运行接触器,开门,关门约21 个。

为了使电梯模型的控制功能尽可能与工程应用电梯的控制功能保持一致,在设计中增加了手动开门,手动关门,慢上,慢下,检修/ 自动按钮,启动按钮,火警信号,上行显示,下行显示,轿箱上升,轿箱下降,照明,声报警等I/ O 点数。

电梯控制信号绝大多数为开关量信号,因此,电梯控制I/ O 模块均为数字量输入、输出模块。根据设计要求,电梯系统通过CAN 接口与其它设备系统连接,由中央控制台对其进行数据传输和实时监控。

在设计中,为与真实电梯的控制要求保持一致,电梯运行必须遵守如下要求:电梯必须在达到平层状态,且轿厢完全停止时才能开门；若电梯门未闭合,则轿厢不得运行；电梯在检修状态时,只能使用手动慢上慢下运行；遇到火警时,轿厢无论上行还是下行,所有的外召和内选信