机场电梯联网监控系统总体方案设计

郑恒超

（南京铁道职业技术学院，江苏 南京 210031）

随着经济的快速发展，IT技术和物联网技术日新月异，不断发展的城市智能化、楼宇自动化迫切需要电梯能够融入物联网，提高电梯运行的安全性、可靠性以及效率。电梯联网监控系统能够对电梯故障实时处理，对电梯故障隐患提前预见和排除掉，可以给住户提供很大方便。本文研究的是成都双流机场的电梯联网监控系统，针对机场电梯需求的特殊性，设计了成都双流机场电梯联网监控系统的总体方案。

1 系统需求分析

电梯运行必须保证可靠、安全、快捷，需要在电梯监控里融入数据采集处理技术、通信网络技术、计算机软件技术等多种新技术来提高和完善，所以采集分析电梯运行信号、运行跟踪、故障报警检查及维修等的研发显得尤为重要，也是实现对电梯运行的实时远程监控和管理的重要途径。依据电梯市场需求，总结以下几种情况。

（1）值班人员对电梯运行所在楼层、具体位置和故障原因及种类，要能够实时掌握，从而能够处理得更加迅速、准确。（2）在电梯使用时出现困人故障，监控系统能够同时给维保公司和物管发送求救信息以及故障短信，被困电梯要能够实现对用户进行视频切换安抚和播放脱困短片。（3）电梯现场维保管理系统，要能够监督维保人员维修的及时性和准确性，并且形成电子记录可供查阅。（4）电梯联网监控系统，能够查询到电梯使用基本的历史数据以及运行轨迹。（5）通过协议解析，采集高端数据，整理并分析电梯常见状态数据和预警数据，形成电梯自诊断预警拒载判断的逻辑管理系统。（6）查询维保单位的工作情况，是否符合相关法规，并且对电梯数据进行分析评价和对电梯质量进行管控及分级管理。（7）通过“电梯联网监控系统”，对电梯情况作全面了解，为检测提供数据支持，并减轻人员编制的压力，形成有序的年检体系。（8）通过电梯联网监控系统监测产品从安装—调试—试运行—运行—老化—衰减—报废的全生命周期过程，为客户有针对性的推送服务策略。（9）采集电梯的日常运行效率数据，判断品牌在某地区的口碑。（10）根据数据表，对电梯支出相应的保养、维修、更换等费用提供判断依据。（11）通过手持IPAD或智能手机端，实现“电梯移动检测系统”，实时反馈设备故障前后动作数据，为现场维保作准备，监督维保结果。

2 系统总体设计概述

下面将分别描述几种常见的电梯的逻辑控制系统，分别有继电器—接触器控制系统、PLC可编程逻辑控制器控制系统以及微机控制系统。

2.1 继电器—接触器控制系统

继电器—接触器控制系统使用得比较早，系统原理简单，容易理解和掌握，但是动合触点磨损厉害和体积大是继电器—接触器控制系统的主要缺点，同时也存在动作噪声大、耗能大、电接触不良情况以及维修花费高昂等不足。继电器—接触器控制系统适用一些对速度、性能要求不高的电梯控制。

2.2 PLC可编程逻辑控制器控制系统

PLC可编程逻辑控制器控制系统，属于自动控制设备，是运用微机技术制造的，对模拟量和开关量可以进行控制，具有很高的可靠性和较强的抗干扰能力，同时可以进行定时、计数、逻辑判断、记忆以及运算等功能，优越于继电器控制系统，流水线和机械设备比较适用。PLC可编程逻辑控制器控制系统，可以处理电梯运行相关信息和控制电梯各种操作。

2.3 微机控制系统

微机控制系统，具体工作是通过程序存储器中的程序进行，软件系统完成控制算法。电梯控制系统功能需求发生改变时，微机控制系统能够在不变化硬件系统的布线或元件情况下，对程序存贮器中的程序指令进行修改就可以达到新的功能要求。由此可见，微机控制系统具有低能耗、小体积、较低的维修及保养费用、方便快捷的优点，从而对电梯控制系统的安全性和可靠性，提供了强有力的保证。微机控制系统也有自己的不足之处，功能需求一般的电梯，则功能复杂的微机控制系统，会显得“大材小用”。还有在控制强电方面，微型计算机接口电路通常不能满足要求。

PLC控制和微机控制是现在电梯控制的主要方式，又因为机场电梯，对控制系统的安全性、稳定性、灵活性和可扩展性有着更高的要求，由于微机控制系统的可靠性和安全性偏低，因而选用了第二种电梯远程控制方式—PLC可编程逻辑控制器控制系统。

3 系统通信网络

机场电梯联网监控系统，分为有线和无线两种通信方式设计方案，两种方案有着各自的优缺点。有线联网监控系统，布线复杂繁重，难以精确处理数据，维修以及保养比较困难。随着无线数据传输技术快速发展和出现了小型化科学传感器，很大层面上推动了，在许多电梯控制中运用了无线联网监控系统。下面将对两种设计方案进行具体阐述。

3.1 有线联网监控系统

有线联网监控系统，是采用调制解调器通讯，电话线、综合服务数字网（Integrated Services Digital Network，ISDN）是常用的通信线路。在电梯数据实时采集中，有线通信方式的通信速率可以满足要求，成本也低，但是有线通信只能够点对点通信，无法保证数据稳定可靠传输，容易掉线。

3.2 无线联网监控系统

无线联网监控系统，目前中国移动推出的GPRS是主要采用的通信方式。GPRS方式通过分组交换技术，解决了有线通信方式只能用于点对点通信的局限性，可以实现一点对多点的实时采集数据，具有很高的实时性，也很少出现掉线，计费便宜。

无线联网监控系统，采用监控原理是通过MPEG4/H.264嵌入式DSP芯片组成的服务器，把各种开关量信号、视频信号以及语音信号等，变换成标准TCP/IP协议的网络信号，再通过GPRS传输到监控中心。

3.3 电梯联网监控系统的通讯设计

机场电梯联网监控系统，有线和无线两种通信方式的共同点和不同点分别是：有线和无线方式实现相同的功能，都要实现对电梯联网监控。两者通信方式不同，有线方式数据传输是通过布线完成，无线方式则是依靠GPRS模块。

无线联网监控系统，可以省掉大量的走线布线，不易掉线。但是机场电梯本身就存在复杂性和强磁性问题，容易干扰到无线传输，进而无法保证数据传输的实时性和可靠性。机场电梯安全始终放在第一位，同时也依据众多有线联网监控系统的实例以及成熟的有线联网监控技术，最后选择了有线联网监控系统，要能够保证系统的实时性强和可靠性高。

4 系统功能

机场电梯联网监控系统包括众多功能：电梯控制、实时电梯状态显示、电梯信息、电梯状态记录、状态转换、故障代码转换和楼层转换等，如下所列。

（1）电梯控制：可以控制继电器状态。（2）实时电梯状态显示：能够显示电梯的楼层、方向，电梯特殊状态，采集器采集。（3）端状态，采集器继电器状态。（4）电梯信息：实现电梯信息登记、查询。（4）电梯状态记录：可以实现特殊状态记录，继电器操作记录，状态恢复记录。（5）状态转换：能够将有效状态转换为显示状态。（6）故障代码转换：能够将故障代码转换为显示状态。（7）楼层转换：实现将显示代码转换为显示数据。

根据系统功能的对应需求，设置了主要的功能函数，而且对功能进行了大致描述，机场电梯联网监控软件系统的主要功能函数如下所示。

comdialog：波特率和串口号的确定。configdialog：配置电梯的网络以及基本信息。

dataexplain：解析电梯数据。dataexport：导出电梯数据。dataservice：对电梯数据进行收发、校验及相关信息。inceptconfig：初始信息配置界面。item：改变方向、楼层、状态。logindlg：用户登录管理。mainwindow：数据显示。此外，机场电梯联网监控系统还能够满足安全性、主要性能和可拓展性的需求。

5 系统总体结构设计

机场电梯联网监控系统主要组成部分有监控中心、通信系统以及现场数据采集、通信装置。

（1）监控中心：指控制管理中心，发布监测和通信命令给各检测前端、收集处理监测数据、对设备的运行状况进行监督或指挥，同时能够为前端提供信息服务。

（2）通信系统：通信软件、有线通信线路等组成了通信系统，支持的数据传输协议是RS-232/ RS-485协议。

（3）现场数据采集、通信装置：负责数据采集的是CANBA数据采集器，传输电梯相关数据是通过RS-232/ RS-485通信。

该机场电梯联网监控系统高度模块化，能够具备标准的对外接口和可拓展的技术框架，为二次开发以及与系统以外的应用系统预留接口。