可編程計算機控制器在電梯遠程監(jiān)控中的應用

先進的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以遠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)生故障時的修復速度。將新型控制系統(tǒng)應用于電梯控制及遠程監(jiān)控, 不僅是現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據處理能力、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操作系統(tǒng)和多樣化的應用軟件運行平臺。如圖1 所示, PCC 應用了系統(tǒng)總線與I/O 總線分離的總線技術, 存儲器、處理器、遠程主站、網絡模塊等運行在系統(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 具有網絡通信的能力, 如B&R2003、2005、2010 等都可以進行R IO、以太網、CAN BUS、PROF IBUS、N ET 2000 等網絡通信。

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

(1) 故障監(jiān)測內容: 關人故障、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: 與監(jiān)控中心直接通話引導語音、乘客被困在轎廂時轎廂內自動播放安撫語音。

(3) 監(jiān)控服務: 24 小時全天候聯網監(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) 遠程故障診斷內容: 各樓層門開關工作狀態(tài)、各樓層門安全開關動作狀態(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)、轎廂門安全開關動作狀態(tài)、極限開關動作狀態(tài)、平層誤差狀況、超載開關狀態(tài)。

圖1　 PCC 系統(tǒng)總線與I/O 總線分離的結構框圖

遠程監(jiān)控是利用計算機網絡集中監(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。遠程監(jiān)控系統(tǒng)由現場信號采集/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(現場) 與監(jiān)視中心之間的聯系通過公用電話網進行傳送。其主要功能有: 電梯緊急故障時應答遠程電梯轎廂內受困人員的詢問; 查詢緊急狀態(tài)電梯的有關信息；非定期的特定要求電梯的數據查詢請求； 根據初步的故障分析, 統(tǒng)一調度管理安排技術人員赴現場維修服務等。

PCC 控制電梯的遠程監(jiān)控體系結構如圖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)的數據采集, PCC 主站通過現場總線PRO FIBUS 與各控制從站進行通信。并將采集到的電梯運行數據發(fā)送到本地終端計算機。遠程終端計算機通過Internet 網絡與本地終端計算機相連, 執(zhí)行對各電梯(現場)的遠程監(jiān)控。

圖2 為PCC控制電梯的遠程監(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據采集任務；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據信息傳輸到本地終端計算機； 本地終端計算機與遠程終端計算機之間通過公用電話網絡進行通信, 遠程監(jiān)控中心得到電梯運行數據信息后, 通過監(jiān)控中心的故障診斷專家系統(tǒng)對數據信息進行處理, 并根據診斷結果將相應的緊急處理控制指令通過公用電話網絡發(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 控制電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成結構圖

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、轎廂開關門電路、運行狀態(tài)顯示電路和抱閘電路, 完成最優(yōu)服務。

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)控電梯設備的運行信號、層樓信號、安全回路信號, 在整個遠程監(jiān)控系統(tǒng)中每臺電梯需要設置一套信號采集器, 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。

電梯的遠程監(jiān)控系統(tǒng)要完成遠程監(jiān)控的任務, 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、關門信號、開門限位信號、關門限位信號、門鎖信號、檢修信號、司機(或自動)信號、重復開門信號、重復關門信號、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、轎頂安全窗開關信號、轎頂急停開關信號、安全鉗開關信號、轎廂限速器開關、熱保護繼電器信號、各層樓層門鎖開關信號、轎門鎖開關信號。

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, 還負責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字量信號, 所以其信號采集不需要專用的A/D 轉換信號采集裝置, 而是可以通過PCC 遠程擴展主站模塊和各個PCC 遠程擴展從站的通信, 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據采集。

將PCC - 可編程計算機控制器這一自動化產品的新銳應用于電梯控制, PCC 從站和主站和本地用戶終端計算機之間通過CAN 總線技術進行數據通信, 利用互聯網通信技術將遠程控制計算機和本地用戶終端連接從而實現對PCC 控制電梯的遠程監(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, 是現代樓宇智能化的發(fā)展要求。