智能技术在电梯控制系统中的应用

作者:检测猫     发表时间:2022-03-28 14:45:13   浏览次数:56



摘要:阐述智能技术在电梯控制系统中的应用,包括智能化控制和智能化电网能够优化电梯的系统配置,提高故障诊断质量,增强线路处理的效率。


  关键词:智能技术;系统配置;故障诊断;


  Abstract:This paper expounds the application of intelligent technology in elevator control system, including intelligent control and intelligent power grid, which can optimize the system configuration of elevator, improve the quality of fault diagnosis and enhance the efficiency of line processing.


  0 引言


  电梯控制系统是电梯运载的有机组成部分,能够切实保障电梯得到平稳、安全、有效的运行。我国传统的控制系统主要是通过继电器对电梯进行控制的。虽然能够实现较为简单的逻辑功能,然而却存在诸多的问题和弊端。而在电梯智能化发展的背景下,智能技术能够充分地融入控制系统中,使电梯的安全系数得到有效提升。


  1 电梯的基本结构与运行原理


  电梯是种垂直运送货物和人的输送设备,根据运行速度可分为低速电梯、快速电梯、高速电梯等三种。主要有层站部分、轿厢部分、底坑部分、井道部分、机房部分等部分组成。其操作系统具体包括拽引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、平衡系统、拖动系统、控制系统、保护系统等部分。其中控制系统的基本功能是实时控制和操纵电梯运行,通常由选层器、平层装置、控制屏、显示装置、操纵装置等装置构成。在电梯运行的过程中,需要乘客通过按钮发送指令信号,并由控制系统为乘客呼叫电梯。当电梯处于启动状态时,各层轿门和厅门会处于闭合状态,电梯轿厢内的关闭按钮要想实现关门任务,就需要电梯控制系统通过向减速控制装置和加速控制装置分别输入信号,从而使电梯根据实际情况,处理关门任务。而在电梯到达指定楼层后,电梯会根据电梯内的重量变化,确定乘客是否离开电梯,随后调整电梯门闭合时间,再执行呼梯者所发出的质量。其所涉及的应用技术主要包括指纹识别、眼球识别、安全控制、安全保护、数字监控、报警装置等技术。


  2 电梯控制系统中智能技术的类别


  智能化电网。电梯控制系统电网具体包括功率分配、电器配置、系统设计等内容,如果电力系统出现问题,譬如缺乏反馈机制,将导致电梯难以实现安全运行的目的,严重者甚至会影响到乘客的生命安全。我国电梯工程已经应用了多种的信息化、智能化技术。如遗传算法、模糊算法及神经网络法等。其中模糊算法主要以模糊数学为抓手,借助隶属度、模糊集等方程构建电梯控制系统平台的模糊系统。而自适应算法能够通过分析电梯控制系统中的空间状态或状态空间,自适应电梯内的某种特征,使该特征可以在电梯运行中出现特定的变化。通常来讲,将模糊算法与自适应算法相结合,可以形成模糊自适应算法。而遗传算法可以模仿生态空间中的群体变异、竞争的关系,通过差分进化的方式,降低自身的复杂性,使数据收集、挖掘及整理过程更加智能。最后是神经网络,神经网络能够通过模拟人类神经元的方式,构建多层的神经网络系统,使数据分析过程更加灵活、智能。在电梯故障排查中,可通过输入故障数据的方式,使控制系统能够快速地分析故障的类型,提高电梯的稳定性。


  智能化控制。智能化控制是电梯控制系统中智能技术的第二大类型。主要包括“处理单元”与“系统应用”两大组成内容。首先是处理单元。处理单元主要指智能算法硬件化,即“片上系统”。在智能算法应用的过程中,程序需要占据CPU大量的内存,且运行时间较长,如果将算法进行“硬件化”,将会提高CPU的利用率,优化系统运行速度和时间,也能在某种程度上,降低系统功耗,提高系统运作的实效性和有效性。现阶段,我国应用在电梯控制系统中的智能化单元主要有硬件单元和软件单元两种,其中软件单元主要指固定流程、算法软件的程序包,需要技术人员设置访问接口,以便于开发者进行相应的调用。而在软件单元的层面上,软件单元需要技术人员设置相应的电器接口,如总线接口、电源接口等。但根据相关研究发现,智能化单元的应用程度相对较低,需要我国相关学者及专家提高对此方面的重视。其次是操作系统。操作系统能够为电梯处理器或CPU“并行处理”各类任务奠定基础,可以使PC指针与处理器在各类任务中进行“自由切换”。通常来讲应用在工业领域的操作系统主要有Linux、Windows、Frertos、Ucos等系统,但Linux与Windows较为庞大,难以应用在电梯操作系统中,但Ucos、Frertos等系统程序简洁、体积较小可以嵌入在单片机与处理器中,提升电梯控制系统的智能化水平。现阶段,我国电梯控制系统还主要以逻辑控制型电梯为主,部分电梯系统能够集成简单的计算机操作系统,譬如ucos系统。电梯控制系统在搭载控制系统后,能够帮助开发者提升人机交互的便捷性、任务处理的实效性。而在未来科技快速发展的背景下,更多地操作系统将被广泛应用在电梯控制系统中。


  3 智能技术在电梯控制系统中的应用


  在综合探究电梯控制系统中智能技术的类型后,我们能够初步地了解智能技术的应用方向和应用途径。譬如智能化电网是以电力系统智能化为抓手,融入故障诊断系统、电力优化系统、故障自适应性等内容,可以切实减少电梯故障的发生概率。而智能化控制主要从控制单元与操控系统等角度出发,提高电梯控制系统的智能化水平。然而在智能技术的具体应用中,我们需要从以下角度出发。


  节能环保技术。(1)小机房电梯。由于小机房井道与面积截面相同,通常为传统机房的一半。能够凭借永磁同步拽引机、驱动控制技术,降低机房的建筑面积。(2)在神经网络、模糊逻辑、专家系统等智能技术的支持下,电梯控制系统能够通过控制输出功率的大小,减小电梯运行的时间,降低能源消耗的程度。(3)在变压驱动控制与同步曳引机的支持下,电梯轿厢风扇、电灯能够获得自动停止、熄灭的功能,可以切实减少电梯运行所耗费的电能。譬如在操纵箱、电梯层站难以为乘客提供相关服务的时候,内部的电灯会自动熄灭。(4)在神经网络技术的支持下,电梯能够根据电梯运行时间、荷载重量及乘客数量,自动调整运行功率,即在大荷载或电梯乘坐高峰期,电梯会自动提高输出功率,尽量满足乘客的乘梯需求,而当荷载量小时,电梯则会降低运行速度和输出功率。


  数字电梯技术。在现代科技快速发展的过程中,电梯控制系统能够将传统的数字电路发展为模拟电路,通过软件驱动代替硬件驱动的方式,优化电梯的运行过程,满足乘客乘坐电梯的基本需求。(1)数字化电梯技术在应用过程中,需要实现多媒体数据传播的功能,能够将模拟信号转变为数字信号,提升电梯运行中网络数据、电信数据传播的质量。(2)研发人员需要利用数字电梯技术整合各类电梯技术,使电梯控制系统在联网的前提下,丰富电梯固有的功能体系。譬如用户人脸识别功能、安全控制功能、数字监控功能、远程报警功能等。(3)研发人员还应利用数字电梯技术实现各类智能服务功能。如语音导航、乘客引导、智能宣传等。其中智能宣传主要指通过人脸识别的方式,宣传针对性较强的商业推广信息。


  模糊控制技术。模糊控制技术能够在智能化电网中发挥出难以替代的功能和作用,可以提高电梯运行的安全系数,提高故障检测的实效性。而在电梯运行的过程中,模糊控制技术还能发挥出突出的优势和作用。通常来讲电梯在运行的过程中拥有不确定性和复杂性的特征,通常会出现各类突发状况和问题。为切实提升电梯整体的稳定性,研发人员需要通过模糊控制技术的“自主学习”,来提升电梯运行的基本性能。使电梯能够规避各类干扰因素,提高垂直运行的质量。在具体的应用过程中,研发人员还需要使电梯控制系统拥有信息收集、数据分析、智能处理等功能。即通过收集电梯在运行过程中所产生的各类数据,明确问题类型及运行调整方向。此外,电梯控制系统还需要将各类智能调节、自动调节技术融入其中,如缓冲、限速及紧急制动等技术。


  4 结语


  将智能技术充分应用在电梯控制系统中,能够切实提升电梯运行的智能化水平,增强电梯运行的安全性与舒适性。然而在智能技术应用的过程中,我们需要从电梯控制系统中的智能技术类型出发,对其进行整体地了解,随后从电梯使用,运行的层面,探究智能技术的应用方向和方法,才能切实发挥智能技术在电梯控制系统中的应用价值。


  参考文献


  [1]李东,王伟,邵诚电梯群控智能系统与智能控制技术[J] .控制与决策, 2001(05):513-517.


  [2]韩宇.多联机型曳引机驱动与控制器的硬件设计与实现[D].江苏,南京理I大学,2019.


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