电梯速度控制系统软硬件软硬件应用

张保 荆华俊 金杰

摘  要：近年来，我国经济水平的快速发展，同时也推动了人们生活的水平不断提升。电梯是当前人们常使用到的出行工具，只有不断提升到电梯的可靠安全性才能有效确保到人们的生命安全。文章主要是分析了电梯行业的现状，同时对电梯控制系统可靠性设计方法进行了讲解，望能为有关从业人员提供到一定的而帮助以及参考

关键词：电梯控制系统;可靠性;设计

1、电梯发展的现状

我国电梯行业的发展历程较短，在改革开放之前，我国电梯的生产和安装总量约为1万台左右，且多以低速直流梯和双速梯为主，自主生产能力差。在改革开放以后，电梯产业实现了跨越式发展，根据相关统计数据显示，到2010年，全国处于正常运行状态的电梯共有162.8万台，且以每年约20%的速度高速增长。同时，VVVF交流变频电梯取代了传统的直流电梯，成为市场的主导，同时电梯的控制系统采用的是PLC和单片机控制技术，已经逐渐接近了世界领先水平。但是，随着电梯的普及和广泛应用，电梯事故也开始不断增加，对使用人员的生命财产安全造成了严重威胁。根据国家质检总局的统计，2010年，全国因电梯事故死亡43人，而2011年发生电梯事故57起，同样造成了人员的伤亡。通过对其原因的分析，绝大部分电梯事故都是由控制系统故障引起的，另有少部分是由于电梯出现问题，而内部人员无法及时向外界求助，而导致危害的扩大。为了避免这种情况，电梯生产厂家一般都会在电梯控制系统中安装安全监测装置，便于及时发现问题并解决。但是，通过调查发现，这些安全监测系统和设备在实际使用中形同虚设，完全无法发挥作用。出现这种情况的原因，一方面，是由于监测系统设计不合理，使用不便，另一方面则是电梯维护人员素质低下，缺乏服务意识。面对这样的问题，我们结合实际情况，应用计算机互联网技术和自动化控制技术，设计了一种新型的电梯安全控制系统，以保证电梯的安全使用。

2、电梯控制系统可靠性设计方法

2.1、提升电梯控制系统的MTBF

对电梯控制系统来说，一般将系统设计的越简单，其可靠性和稳定性将更强。对此在电梯系统中应该采取集散控制的方法，对整个系统作出合理的分解和划分，将系统划分成多个小单元，各小单元应该采取较为简单的设计，从而保证电梯系统变得更加可靠，然后在运用这种设计理念的时候，应该确保各个单元保持独立，这样在有一个环节出现故障以后，将避免对其他单元带来影响，这样让系统更加可靠与稳定。对分散控制设计理念来说，其外在表现为整体结构相对分散，如果采用这种设计方法，将为控制系统、供电系统、干扰源和负荷等因素带来影响，让其变得分散。如此实现了对系统的有效控制，最大限度减少了故障造成的损失，实现了系统 MTBF 的不断提升。以传统控制系统为例，大多数系统结构表现出一种主从结构，让整个系统构成一个网络，即电梯通讯内的 BITBUS，主控制系统将指令发出来以后，各个子系统在接到指令后作出相应响应。不过这样会对让系统出现一定的潜在风险，只要系统内某个环节发生故障，将对整个系统带来不利的影响，控制系统也因此无法保持正常运行状态。对此要采取 CANBUS 主线技术，可以避免发生上述问题，让系统表现出一种多主形式，就算某个环节发生故障，其他环节也不会受到影响，能够形成一种稳定性极强的容错系统，有利于各系统在信息上实现无障碍传递，从而提升控制的便捷性和有效性。不仅如此，利用 CAN 检测系统，可以将系统内存在的问题找出来，便于及时采取相应的控制措施，通过将故障节点与其他环节的连接切断，防止对其他环节带来影响，这种设计方法能够提升电梯控制系统的可靠性。

2.2、降低系统各环节的MTTR

与复杂的电梯系统不同，进行控制系统设计时需要把整个系统划分成多个模块，根据具体的模块与层次作出操作与控制，从而让控制变得更加有效和便捷，并让控制变得更加简单。运用这种设计理念，可以彻底排除存在的故障，将问题症结查找出来，提升MTTR控制效果，并实现故障修复效率的提升。在电梯控制系统可靠性设计中还要重视对故障排除的设计，确保能够进行实时监测，将故障第一时间予以排除，让故障节点和其他部分真正进行分隔。之后选择相应修复措施，让各种系统故障得到快速、及时和有效的修复，并在控制面板上显示相关信息。对于不能排除的故障，将能够作出进一步的控制措施。

3、电梯控制系统软硬件的抗干扰措施

3.1、控制系统硬件干扰控制措施

分析电梯控制系统可知，其运行外部环境与设备因素会对硬件造成干扰，系统运行期间，一些潜在干扰源将带来负面影响，让系统无法保持正常运行状态，严重时还会让电梯不受控制，从而引起安全事故，系统也不再变得安全与可靠。通常来说，干扰基本是以脉冲形式影响系统的，主要脉冲进入系统内，会让系统发生故障与问题。此时要尽快将控制措施做到位，减少对硬件造成的干扰，出现串模干扰后，要将双绞线当成信号传输引线，这样既减少了成本，还避免干扰为系统带来的影响，防止系统内出现电磁感应现象。当然，还要通过低通滤波器加强对干扰的控制，减少电源高次谐波为系统带来的干扰。将接地技术应用于电梯控制系统内，也可以加强对干扰的控制，在实行该技术的过程中，应该有计划、有步骤的进行，保证能够科学、合理的运用接地技术。例如：在模拟量输入信号与屏蔽接地过程中，若是信号源不接地，差分放大电路端接地，这样会让屏蔽体在放大器处接地，同时控制放大器和大地之间的连接线电阻不超过1Ω，不然需要把屏蔽体在信号源处接地。

3.2、控制系统软件干扰的控制措施

除了电梯控制系統硬件设备会受到影响以外，系统软件也会出现一定影响作用，在设计过程中应充分考虑这一点。要在软件系统中设置相关程序，让设备具备自检的功能，能够将硬件系统内的故障及时查找出来，同时采取相应的控制措施，结合实际故障类型，发生不同的示警。操作指令也需要冗余设计，以单字节指令为主，特别是在关键环节要作出单字节指令设计，也可以重复输入该指令。这种冗余指令可以促使相关设备工作效率不断提升，防止系统出现故障。当然，还要采取各种先进技术手段，常用的有信号抗干扰技术、WATCHDOG 技术和软件陷阱技术等，能够保证软件运行更加可靠，这样电梯控制系统可靠性才能因此获得提升。

4、结束语

由上可知，增强到对电梯控制系统可靠性的设计才能够实现到电梯系统的稳定运行，有效避免到出现故障的情况，提升到电梯的安全、可靠性。为此有关人员应当不断深入对电梯控制系统可靠性的研究，及时找出其中存在的问题，才能有效确保到电梯控制系统的可靠性，为我国电梯行业的发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]  张蓉. 十六层住宅电梯控制系统设计[D]. 2016.