1、簡介
隨著現(xiàn)代高層建筑群規(guī)模的不斷壯大，樓宇電梯作為現(xiàn)代建筑物內(nèi)部輸送人員或貨物的重要提升設(shè)備之一，其發(fā)展也越來越快。由于樓層及單元數(shù)目的不斷擴(kuò)大，許多建筑物內(nèi)部需要安裝多部協(xié)調(diào)工作電梯。因此，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)相結(jié)合研發(fā)出能夠動態(tài)對樓宇中所有電梯進(jìn)行實(shí)時調(diào)度管理的樓宇電梯群控系統(tǒng)，對提高整個小區(qū)樓宇電梯的運(yùn)行效率、小區(qū)物業(yè)服務(wù)水平等方面，具有十分大的工程實(shí)用意義。

2、樓宇群控電梯智能化監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2．1 硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)選取一個擁有三個單元的高層建筑為例，為了提高樓宇自動化控制水平，要求管理人員能夠在中控室里不僅能通過可視化人機(jī)互通界面實(shí)時了解電梯運(yùn)行工況，同時還能通過遠(yuǎn)程操作及時控制和切除故障電梯，保證電梯穩(wěn)定的運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)樓宇群控電梯智能化監(jiān)控系統(tǒng)上述功能，考慮以一臺三菱公司的Q 系列的PLC 作為整個系統(tǒng)的上位機(jī)，也就是以該臺PLC 作為整個群控電梯的控制中心，負(fù)責(zé)三臺電梯的協(xié)調(diào)運(yùn)行; 以三臺三菱公司的FX2n 系列PLC 分別獨(dú)立控制1 ～ 3#單元電梯作為整個系統(tǒng)的下位機(jī)。同時為了使得Q 系列電梯能夠動態(tài)采集各單元電梯的呼梯信號，利用CC－ Link 通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)間的實(shí)時數(shù)據(jù)通信互連，設(shè)計(jì)的樓宇群控電梯智能化監(jiān)控系統(tǒng)模型邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 群控電梯智能化監(jiān)控系統(tǒng)模型邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2．2 工業(yè)觸摸屏

在工程控制使用領(lǐng)域，工業(yè)觸摸屏通常是與PLC相互配套使用的綜合性設(shè)備，它可以取代傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制面板和人工鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，是一種智能操作的可視化顯示器，不僅可以完成整個系統(tǒng)各特征電參量數(shù)據(jù)的設(shè)置和顯示，還可以動畫等形式對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行動態(tài)模擬仿真，使運(yùn)行人員更能夠及時了解整個系統(tǒng)的自動化運(yùn)行控制過程。利用PLC 與工業(yè)觸摸屏配套使用，不僅可以擴(kuò)展PLC 控制器的綜合功能，使PLC 能夠完成具有圖形化、可視化等工作界面的獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng); 而且還可以大大簡化傳統(tǒng)操作控制臺上按鈕、儀表、接線端子等的使用數(shù)量，使運(yùn)行人員對整個系統(tǒng)的操作控制更加清晰簡便。

2．3 主要硬件的選擇

(1) 上位機(jī): 作為整個電梯監(jiān)控系統(tǒng)軟件運(yùn)行分析的主體，主要用來實(shí)現(xiàn)對整套電梯系統(tǒng)的管理。Q 型PLC 作為整個系統(tǒng)的上位機(jī)主要對下位機(jī)通過CC － Link 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送過來的各單元的電梯門廳召喚命令進(jìn)行分析、調(diào)度、分配，并配合觸摸屏，為樓宇電梯群監(jiān)控系統(tǒng)提供相關(guān)的命令和運(yùn)行參數(shù)。

(2) 下位機(jī): 是整個系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件運(yùn)行的載體，用來實(shí)現(xiàn)對單元電梯所采集到的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、分析和存儲等功能。該系統(tǒng)采用型號為FX2n －128MT 的PLC 作為系統(tǒng)的下位機(jī)。它有64 數(shù)字點(diǎn)輸入和64 點(diǎn)晶體管輸出，用于對單元單元電梯的邏輯控制。

(3) 變頻器: 把電網(wǎng)工頻電源50Hz 變換成各種頻率的交流電源，作為電機(jī)動力源，實(shí)現(xiàn)電梯電機(jī)的變速運(yùn)行。

(4) 工業(yè)觸摸屏: 選用GT1595 型觸摸屏，它屬于三菱GT1000 系列產(chǎn)品。在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)中采用三菱公司的GT Designer2 軟件完成整個系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

3、樓宇群控電梯智能化監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3．1 典型的群控流程

由圖1可知，每臺FX2n 型PLC 均作為獨(dú)立下位機(jī)負(fù)責(zé)一臺電梯的運(yùn)動控制。而Q 系列PLC 在接受到FX2n 型PLC 傳送過來的門廳呼梯請求信號，就會按照一定的調(diào)度算法，獲得由哪臺電梯響應(yīng)的*控制策略; 每臺電梯轎廂內(nèi)的呼梯信號則由相應(yīng)的FX2n 型PLC 獨(dú)自進(jìn)行分析處理，不參與Q 系列PLC的調(diào)度，其典型的群控流程圖如圖2 所示。

圖2 典型群控流程

3．2 下位機(jī)FX2n 軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)FX2n 型PLC 主要完成對單元電梯控制，其軟件編程流程如圖3 所示。由圖3 可知，下位機(jī)FX2n 的軟件具有數(shù)據(jù)通信、單元電梯的邏輯控制和電梯控制系統(tǒng)故障診斷等功能; 完成單元電梯上行、下行和空閑狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集及邏輯控制; 完成對FX2n 型PLC 通信網(wǎng)絡(luò)的故障檢測。

圖3 單元電梯控制流程

3．3 上位機(jī)Q 型PLC 軟件設(shè)計(jì)當(dāng)Q 型PLC 啟動后，就會自動進(jìn)入掃描程序。在每個掃描周期內(nèi)，都對整個監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及各單元電梯的運(yùn)行工況進(jìn)行巡檢分析判斷。當(dāng)某臺電梯出現(xiàn)故障或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊中斷時，會將該電梯的門廳召喚任務(wù)分配給其它運(yùn)行正常的電梯，并在該故障電梯顯示牌上設(shè)置相關(guān)聲光提示語引導(dǎo)客戶完成選梯任務(wù)。在電梯群控系統(tǒng)中，設(shè)置目的尋優(yōu)的邏輯程序，可以動態(tài)對各門廳召喚任務(wù)進(jìn)行分析對比，進(jìn)行合理的任務(wù)調(diào)度保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。

4、人機(jī)界面

為了方便物業(yè)電梯運(yùn)行管理人員對整個電梯群的監(jiān)控，使用三菱公司的GT Designer2 設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出基于觸摸屏GT1595 的電梯監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面。通過觸摸屏上人機(jī)界面，可以清晰、方便的監(jiān)測各單元電梯不同運(yùn)動工況。

4．1 電梯群控系統(tǒng)的人機(jī)界面

人機(jī)界面主要包括: 主界面、故障詳情界面和參數(shù)設(shè)置界面。主界面如圖4 所示，主界面屬于整個電梯控制系統(tǒng)的基本畫面，它用來顯示各單元電梯的整體運(yùn)行工況，并根據(jù)各單元電梯的編碼器的數(shù)值，用模擬動畫效果形象的描繪出各電梯上升和下降情況。特別是在某些特殊緊急情況下，運(yùn)行管理人員可以通過主畫面進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)電梯緊急停車，防止事故的發(fā)生或擴(kuò)大。

圖4 電梯群控系統(tǒng)的人機(jī)主界面

4．2 故障詳情界面

電梯控制系統(tǒng)中的故障詳情界面屬于主界面的重疊窗口，可以顯示出故障電梯的詳細(xì)運(yùn)行工況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺電梯出現(xiàn)事故或故障時，運(yùn)行人員可以通過點(diǎn)擊主界面上的"故障詳情"按鈕就會彈出具體故障詳情窗口，在上面用指示燈或數(shù)值表格指示出故障電梯的故障類型及對應(yīng)的參數(shù)值。

4． 3 參數(shù)設(shè)置窗口

電梯控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置窗口主要用來設(shè)置各單元電梯調(diào)度時間段和各電梯的運(yùn)行工況等具體數(shù)據(jù)信息。