可編程計算機控制器在電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

先進的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程在線隨時掌握電梯的運行情況, 檢測電梯故障, 因而可大大提高電梯發(fā)生故障時的修復(fù)速度。將新型控制系統(tǒng)應(yīng)用于電梯控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控, 不僅是現(xiàn)代樓宇大型化和高層化的發(fā)展要求, 而且是目前樓宇智能化發(fā)展的迫切需要。

1　 PCC - 可編程計算機控制器概述

PCC ( Programmable Computer Controller ) 是奧地利貝加萊公司推出的可編程計算機控制器, 它除了具有PLC 的所有功能外, 還具有通用計算機的強大的數(shù)據(jù)處理能力、高運算速度和大存儲容量。PCC 的明顯特點在于其類似大型計算機的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件運行平臺。如圖1 所示, PCC 應(yīng)用了系統(tǒng)總線與I/O 總線分離的總線技術(shù), 存儲器、處理器、遠(yuǎn)程主站、網(wǎng)絡(luò)模塊等運行在系統(tǒng)總線上； I/O 總線上的模塊主要用于機器或系統(tǒng)接口, 如數(shù)字量和模擬量I/O 模塊、定位模塊、智能I/O 處理器等。PCC 具有網(wǎng)絡(luò)通信的能力, 如B&R2003、2005、2010 等都可以進行R IO、以太網(wǎng)、CAN BUS、PROF IBUS、N ET 2000 等網(wǎng)絡(luò)通信。

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控所應(yīng)具備的功能包括: 故障監(jiān)測、語音服務(wù)、監(jiān)控服務(wù)、遠(yuǎn)程保養(yǎng)和診斷。各功能所包括的內(nèi)容為:

(1) 故障監(jiān)測內(nèi)容: 關(guān)人故障、安全裝置動作、電源異常、控制系統(tǒng)異常、門開閉異常、不能啟動故障。

(2) 語音服務(wù): 與監(jiān)控中心直接通話引導(dǎo)語音、乘客被困在轎廂時轎廂內(nèi)自動播放安撫語音。

(3) 監(jiān)控服務(wù): 24 小時全天候聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、受困乘客與監(jiān)控中心直按通話、監(jiān)控中心與轎廂乘客主動通話、故障情報分析、維修人員工作反饋。

(4) 遠(yuǎn)程故障診斷內(nèi)容: 各樓層門開關(guān)工作狀態(tài)、各樓層門安全開關(guān)動作狀態(tài)、各樓層召喚按鈕動作狀況、轎廂各按鈕動作狀態(tài)、轎廂安全觸板動作狀態(tài)、轎廂門安全開關(guān)動作狀態(tài)、極限開關(guān)動作狀態(tài)、平層誤差狀況、超載開關(guān)狀態(tài)。

圖1　 PCC 系統(tǒng)總線與I/O 總線分離的結(jié)構(gòu)框圖

遠(yuǎn)程監(jiān)控是利用計算機網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控, 既能掌握用戶電梯的運行工作狀態(tài), 又能在用戶電梯發(fā)生故障時及時處理和排除故障。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場信號采集/發(fā)送子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)視中心子系統(tǒng)三大環(huán)節(jié)組成。信號的采集直接來自電梯控制中心, 各個電梯(現(xiàn)場) 與監(jiān)視中心之間的聯(lián)系通過公用電話網(wǎng)進行傳送。其主要功能有: 電梯緊急故障時應(yīng)答遠(yuǎn)程電梯轎廂內(nèi)受困人員的詢問; 查詢緊急狀態(tài)電梯的有關(guān)信息；非定期的特定要求電梯的數(shù)據(jù)查詢請求； 根據(jù)初步的故障分析, 統(tǒng)一調(diào)度管理安排技術(shù)人員赴現(xiàn)場維修服務(wù)等。

PCC 控制電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)如圖2 和圖3 所示, 各臺電梯的PCC 從站完成對電梯運行控制和運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集, PCC 主站通過現(xiàn)場總線PRO FIBUS 與各控制從站進行通信。并將采集到的電梯運行數(shù)據(jù)發(fā)送到本地終端計算機。遠(yuǎn)程終端計算機通過Internet 網(wǎng)絡(luò)與本地終端計算機相連, 執(zhí)行對各電梯(現(xiàn)場)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

圖2 為PCC控制電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng), 系統(tǒng)中PCC 主站與下位機PCC 從站之間采用RIO (遠(yuǎn)程擴展) 方式進行通信, PCC 主站通過各PCC 從站完成對各電梯的運行控制及其運行數(shù)據(jù)采集任務(wù)；PCC 主站與上位機本地終端計算機之間采用PROFIBUS 方式進行通信, PCC 主站將采集到的電梯運行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖镜亟K端計算機； 本地終端計算機與遠(yuǎn)程終端計算機之間通過公用電話網(wǎng)絡(luò)進行通信, 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心得到電梯運行數(shù)據(jù)信息后, 通過監(jiān)控中心的故障診斷專家系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進行處理, 并根據(jù)診斷結(jié)果將相應(yīng)的緊急處理控制指令通過公用電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到本地終端計算機, 由PCC 主站將控制指令傳送到對應(yīng)的PCC 從站, 完成對電梯運行故障的緊急處理。

圖2　 PCC 控制電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

圖3 為PCC 從站電梯的主控制系統(tǒng), 其控制功能有: 采集轎廂外上/下呼梯信號、轎廂內(nèi)選層信號、轎廂位置信號和電梯門狀態(tài)信號, 通過對這些信號的綜合分析處理和判斷, 決定轎廂的運動方式后, 將控制指令發(fā)送給VVVF 變頻器、主回路接觸器、轎廂開關(guān)門電路、運行狀態(tài)顯示電路和抱閘電路, 完成最優(yōu)服務(wù)。

圖3　 PCC 從站電梯主控系統(tǒng)圖

微機控制電梯的故障信號是通過信號采集器來采集受監(jiān)控電梯設(shè)備的運行信號、層樓信號、安全回路信號, 在整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中每臺電梯需要設(shè)置一套信號采集器, 與本地終端計算機進行串行通信。PCC 控制電梯的故障信號可以通過系統(tǒng)的各控制從站PCC 來采集, 不需要增加信號采集器。

電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)要完成遠(yuǎn)程監(jiān)控的任務(wù), 需要采集以下信號: 快車信號、慢車信號、上行信號、下行信號、轎廂位置信號、開門信號、關(guān)門信號、開門限位信號、關(guān)門限位信號、門鎖信號、檢修信號、司機(或自動)信號、重復(fù)開門信號、重復(fù)關(guān)門信號、直駛信號、超載信號、門區(qū)信號、上行減速信號、下行減速信號、上行強迫減速信號、下行強迫減速信號、上行方向限位信號、下行方向限位信號、轎頂安全窗開關(guān)信號、轎頂急停開關(guān)信號、安全鉗開關(guān)信號、轎廂限速器開關(guān)、熱保護繼電器信號、各層樓層門鎖開關(guān)信號、轎門鎖開關(guān)信號。

為了確保采集的信號不影響電梯控制系統(tǒng)的正常工作, 信號采集一般采用并聯(lián)引出法, 即各控制從站的PCC 除了執(zhí)行對本臺電梯的運行控制外, 還負(fù)責(zé)采集本臺電梯的運行信號、層樓信號、安全回路信號。因為電梯控制系統(tǒng)的輸入和輸出都是數(shù)字量信號, 所以其信號采集不需要專用的A/D 轉(zhuǎn)換信號采集裝置, 而是可以通過PCC 遠(yuǎn)程擴展主站模塊和各個PCC 遠(yuǎn)程擴展從站的通信, 由PCC 主站通過軟件控制程序讀取各個PCC 從站I/O 模塊的狀態(tài)來完成故障信號的數(shù)據(jù)采集。

將PCC - 可編程計算機控制器這一自動化產(chǎn)品的新銳應(yīng)用于電梯控制, PCC 從站和主站和本地用戶終端計算機之間通過CAN 總線技術(shù)進行數(shù)據(jù)通信, 利用互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將遠(yuǎn)程控制計算機和本地用戶終端連接從而實現(xiàn)對PCC 控制電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控, 在線掌握電梯的運行情況, 實時在線檢測電梯運行故障, 確保電梯安全運行, 是現(xiàn)代樓宇智能化的發(fā)展要求。