智能技术在电梯控制系统中的应用

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摘要:

摘要:阐述了智能技术在电梯控制系统中的应用，包括智能控制和智能电网，可以优化电梯系统配置，提高故障诊断质量，提升线路处理效率。

关键词:

智能技术；系统配置；故障诊断；

简介:

电梯控制系统是电梯运输的一个组成部分，它能有效地保证电梯的平稳、安全和有效运行。我国传统的控制系统主要是通过继电器来控制电梯。虽然可以实现简单的逻辑功能，但是存在很多问题和缺点。在电梯智能化发展的背景下，智能技术可以充分融入控制系统，从而有效提高电梯的安全系数。

1、电梯的基本结构和运行原理

电梯是一种垂直运送货物和人员的输送设备。按运行速度可分为低速电梯、快速电梯、高速电梯三种。主要由落地部分、轿厢部分、地坑部分、竖井部分和机房部分组成。其运行系统具体包括牵引系统、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。控制系统的基本功能是实时控制和操纵电梯运行，通常由楼层选择器、平层装置、控制面板、显示装置、操纵装置等设备组成。在电梯运行过程中，乘客需要通过按钮发出指令信号，控制系统为乘客呼叫电梯。当电梯处于启动状态时，所有楼层的轿门和厅门都将处于关闭状态。如果电梯轿厢内的关闭按钮要实现关门任务，电梯控制系统需要分别向减速控制装置和加速控制装置输入信号，以便电梯根据实际情况处理关门任务。电梯到达指定楼层后，电梯会根据电梯内的重量变化来判断乘客是否离开电梯，然后调整电梯门的关闭时间，再执行呼梯员发出的质量。涉及的应用技术主要有指纹识别、眼球识别、安全控制、安全防护、数字监控、报警装置等技术。

2.电梯控制系统中智能技术的分类

智能电网。电梯控制系统的电网包括配电、电气设备配置、系统设计等。如果电力系统出现问题，如缺乏反馈机制，将使电梯难以达到安全运行的目的，甚至严重影响乘客的安全。各种信息和智能技术在中国的电梯工程中得到了应用。如遗传算法、模糊算法、神经网络方法等。其中，模糊算法主要以模糊数学为出发点，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。自适应算法可以通过分析电梯控制系统中的空间状态或状态空间来适应电梯中的某个特征，使得该特征可以在电梯运行中发生变化。一般来说，模糊算法和自适应算法相结合可以形成模糊自适应算法。遗传算法可以模仿生态空间中种群变异和竞争的关系，通过差分进化降低其复杂性，使数据收集、挖掘和排序的过程更加智能。最后是神经网络，它可以通过模拟人类神经元来构建多层神经网络系统，使数据分析过程更加灵活和智能。在电梯故障排除中，控制系统可以通过输入故障数据，快速分析故障类型，提高电梯的稳定性。

智能控制。智能控制是电梯控制系统中的第二类智能技术。主要包括“处理单元”和“系统应用”。首先是处理单元。处理单元主要指智能算法的硬件，即“片上系统”。在智能算法的应用中，程序需要占用大量的CPU内存，长时间运行。如果算法是“硬件化”的，将会提高CPU的利用率，优化系统的运行速度和时间，并在一定程度上降低系统功耗，提高系统运行的有效性和效果。目前，我国电梯控制系统中使用的智能单元有两种:硬件单元和软件单元。软件单元主要是指固定流量和算法软件的打包，需要技术人员设置接入接口，以便开发人员进行相应的调用。在软件单元层面，软件单元需要技术人员设置相应的电气接口，如总线接口、电源接口等。但根据相关研究，智能单元的应用程度相对较低，需要引起国内相关学者和专家的重视。其次是操作系统。操作系统可以为电梯处理器或CPU“并行处理”各种任务奠定基础，可以让PC指针和处理器在各种任务中“自由切换”。一般来说，工业领域使用的操作系统主要有Linux、Windows、Frertos、Ucos等。但是Linux和Windows都比较大，很难用在电梯操作系统中。而Ucos、Frertos等系统可以嵌入到程序简单、体积小的单片机和处理器中，提高电梯控制系统的智能化水平。目前国内的电梯控制系统主要以逻辑控制电梯为主，部分电梯系统可以集成简单的计算机操作系统，如ucos系统。电梯控制系统搭载该控制系统后，可以帮助开发者提高人机交互的便利性和任务处理的有效性。随着未来科学技术的快速发展，更多的操作系统将广泛应用于电梯控制系统中。

3.智能技术在电梯控制系统中的应用。

在全面探讨了电梯控制系统中智能技术的类型后，可以初步了解智能技术的应用方向和途径。比如智能电网，是基于电力系统的智能化，通过集成故障诊断系统、电力优化系统、故障适应能力，有效降低电梯故障的概率。智能控制主要从控制单元和控制系统入手，提高电梯控制系统的智能化水平。但是，在智能技术的具体应用中，我们需要从以下几个角度出发。

节能环保技术。

(1)小机房电梯。因为小机房的竖井面积和横截面一样，通常是传统机房的一半。通过永磁同步曳引机和驱动控制技术，可以减少机房的建筑面积。

(2)电梯控制系统在神经网络、模糊逻辑、专家系统等智能技术的支持下，通过控制输出功率，减少电梯运行时间和能耗。

(3)在变压驱动控制和同步曳引机的支持下，电梯轿厢风扇和电灯可自动停止和熄灭，可有效降低电梯运行消耗的电能。比如在控制箱和电梯层站难以为乘客提供相关服务时，内部灯会自动熄灭。

(4)在神经网络技术的支持下，电梯可以根据运行时间、负载重量和乘客数量自动调整运行功率，即在重负载或电梯乘坐高峰期，电梯会自动增加输出功率，尽可能满足乘客的需求，而在负载较小时，电梯会降低运行速度和输出功率。

数字电梯技术。在现代科学技术飞速发展的过程中，电梯控制系统可以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来优化电梯的运行过程，满足乘客的基本需求。

(1)在数字电梯技术的应用过程中，需要实现多媒体数据传输的功能，可以将模拟信号转化为数字信号，提高电梯运行中网络数据和电信数据传输的质量。

(2) R&D人员需要利用数字电梯技术整合各种电梯技术，使电梯控制系统在网络化的前提下丰富电梯固有的功能体系。如用户人脸识别功能、安防控制功能、数字监控功能、远程报警功能等。

(3) R&D人员还应利用数字电梯技术实现各种智能服务功能。如语音导航、乘客引导、智能宣传等。其中，智能宣传主要是指通过人脸识别进行有针对性的商业推广信息的宣传。

模糊控制技术。模糊控制技术可以在智能电网中发挥不可替代的作用，提高电梯运行的安全系数和故障检测的有效性。在电梯运行过程中，模糊控制技术也能发挥突出的优势和作用。一般来说，电梯在运行过程中具有不确定性和复杂性的特点，通常会出现各种意想不到的情况和问题。为了有效地提高电梯的整体稳定性，研究人员需要通过模糊控制技术的“自主学习”来改善电梯运行的基本性能。电梯可以避免各种干扰因素，提高垂直运行质量。在具体应用过程中，R&D人员还需要使电梯控制系统具有信息采集、数据分析和智能处理等功能。即通过收集电梯运行过程中产生的各种数据，明确问题类型和运行调整方向。此外，电梯控制系统还需要集成各种智能调节和自动调节技术，如缓冲、限速和紧急制动等。

4.结论

智能技术在电梯控制系统中的充分应用，可以有效提高电梯运行的智能化水平，增强电梯运行的安全性和舒适性。但在智能技术的应用中，需要从电梯控制系统中智能技术的类型入手，进而从电梯使用和运行的层面探索智能技术的应用方向和方法，才能有效发挥智能技术在电梯控制系统中的应用价值。

参考

[1]董力，王伟，邵成.电梯群控智能系统与智能控制技术[J].控制与决策，2006 54 38+0(05):513-517。

[2]韩愈。多线曳引机驱动及控制器的硬件设计与实现[D]。江苏，南京理工大学，2019。

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