Интелигентно управление на асансьори

Микропроцесорите и микроконтролерите се използват в управлението на асансьорите от повече от тридесетина години, в състава на така наречената вградена система за управление. Алгоритмите за управление на асансьорите се оптимизират по много параметри и са обект на експерименти, научни изследвания и ноу-хау.
В тази статия ще се спрем на основни моменти от интелигентното управление на асансьорите.

Счита се, че асансьорите трябва да осигуряват висококачествена и безпроблемна експлоатация при всички условия, включително и извънредните ситуации. Обикновено качеството на управлението се измерва с времето на чакане, количеството и теглото на пренесените хора и товари за единица време, средното време на безотказна работа, степен на сигурност, начин на реакция и последствия от извънредни ситуации, количество и качество на подавания въздух, наличие на вградени комуникационни системи и т.н.

Съвременните асансьори се снабдяват и с интелигентни информационни табла, показващи поне посоката на движение и етажа, на който се намира асансьорът. Наличието на вградена комуникация е важна не само за по-лесно управление на извънредни ситуации, като засядане между етажите, но и за ангажиране на вниманието на превозваните хора, част от които могат да реагират неочаквано на престоя в ограниченото пространство на асансьора.

Важно е да се намали и консумацията на електроенергия от асансьорите и да се осигури безопасното им поведение при спиране на основното ел. захранване. Това става чрез по-интелигентни алгоритми за управление на електродвигателите и чрез оптимизиране на маршрута на движение. Например, интелигентният асансьор не се движи по етажите, ако в него няма товар или пътници, а има натиснати бутони.

Зониране на сградата и на движението на асансьорите
С цел подобряване на безопасността и на повишаване на ефективността, многоетажните сгради се разпределят на зони в зависимост от предназначението на помещенията и изискванията на законодателството. Изискванията към етажите в различните зони може да се различават съществено. Например, зоните със складове, гаражи, офиси и жилища се обслужват по различен начин.

Интелигентните системи в асансьорите трябва сами да се адаптират към непрекъснато променящите се условия на трафика в сградата и на околната среда (осветеност, топлина, запрашеност, поява на дим и газове и т.н.). Огромното разнообразие на влияещите фактори доведе до разделяне на сградата на зони и ограничаване на движението на асансьора в рамките на една зона, в която се предполага, че се поддържа минимално количество от шаблони на поведение, които могат да се анализират от вградената интелигентна система и да се оптимизира движението на асансьора. Например, високата сграда може да се раздели на зони от по двадесетина етажа, асансьорите да се движат вътре в зоните и между зоните да се налага смяна на асансьора. Шаблоните за поведение на хората се анализират за дълъг период от време и се запомнят в паметта на интелигентното управление.

Обикновено зонирането е твърдо фиксирано и това може да постави проблеми, когато вътре в зоната се промени предназначението на голям брой помещения, което да доведе до значителна промяна на трафика от хора и товари. Например, в някои квартали се изграждат складови помещения в многоетажните сгради, което довежда до значително увеличаване на обема на превозваните товари. На други места жилищни помещения се променят в офиси с многоброен персонал и т.н.

Съществуват опити да се направи динамично зониране, при което асансьорите обслужват само определен брой етажи, временно групирани в зони, в зависимост от моментното състояние на трафика в сградата. Тук под сграда се разбира всяко многоетажно надземно или подземно съоръжение, обслужвано от асансьори.

Като извънредни ситуации се определят претоварване на асансьора, засядане, блокиране на вратите, вибрации, земетресения, терористични актове, агресивно или неразумно поведение от страна на превозваните хора, пожари и експлозиви в превозваните товари или извън тях – накратко, всичко, което се отличава от нормалната експлоатация на сградата и на асансьора.

Управляващи устройства
Микроконтролери (microcontrollers), микропроцесори (microprocessors) и програмируемите логически матрици ( FPGA, Field-Programmable Gate Array) са най-често използваните управляващи устройства в индустриалните и експериментални управляващи устройства за асансьори. Съвременните управляващи системи са многопроцесорни и са изградени около високоскоростни интерфейси и отказоустойчиви архитектури. Някои от асансьорите имат дори графични интерфейси за комуникация с пътниците, което налага включването и на графични контролери и устройства за цифрово разпознаване и синтез на говор.

Много интелигентни контролери са всъщност системи, изградени от множество микроконтролери с ниска консумация, а понякога и с резервиране, така че да се гарантира работата им в широк набор от параметри на околната среда. Все по-сложният софтуер изисква все повече памет и други ресурси, и затова част от системите могат да се разширяват с допълнителна памет и входно-изходни устройства, включително и комуникационни устройства за отдалечено управление.

Модерните управляващи устройства са с ниска консумация и могат да работят и с акумулатори или сухи батерии. Често захранващите устройства получават енергия както от мрежата, така и от акумулатори. Това гарантира, че асансьорите, или поне комуникационните и управляващи устройста в тях, ще продължат да работят дори при отпадане на основното захранване.

Съществуват съвременни управляващи устройства за ансансьори, които могат дa се включват към локална мрежа (LAN, Local Area Network) и да комуникират не само със сградната автоматизация, но дори и с производителя. Това прави поддръжката по-ефективна, диагностиката по-пълна, а събирането на информация в реално време за работата на асансьора възможно. Свързването в мрежа може да е по жична (wired), оптична (optic fiber) или безжична (wireless communication) радиовръзка, като може да има и комбинация от тях.

Интелигентните асансьори са част от системата за сигурност на сградата или поне имат комуникация със залата с персонала по сигурността. Освен вградените системи за видео и аудио наблюдения, съвременните асансьори предупреждават персонала по сигурността за достъп до определени етажи или помещения. Асансьорите могат да запомнят десетки хиляди кодове за достъп и да ги асоциират с определено поведение. Те имат и вградени средства за самотестване и възможности, за да запомнят последователност от събития, което след това да се използва при анализ на възникнали критични ситуации.

Модерните асансьори имат развити средства за програмиране на режима на работа в зависимост от времето в денонощието, седмицата, месеца и годината. Например, по време на празници определени етажи и помещения може да са достъпни по усложнена процедура или да са забранени за повечето от служителите. Или пък достъпът до определени етажи да става след алармиране на персонала по сигурността. Контролерите в асансьорите може да бъдат програмирани да управляват определен брой контактни или аналалогови датчици в околното пространство с цел повишаване на сигурността на експлоатация. Контролерите може да използват и популярни интерфейси като RS-232C за връзка с един или повече компютри в сградата. Повечето контролери се продават с множество опции, измежду които трябва да се избира, когато се уточнява работната конфигурация на конкретната инсталация.

Основни функции на интелигентните контролери
Интелигентните контролери могат да работят в мрежа, свързани с централизираната автоматизация на сградата или самостоятелно. Те могат да работят в група, свързани с други интелигентни контролери на асансьори или самостоятелно, управлявайки един или повече асансьора. Много от тях имат разширени входно-изходни функции, като например въвеждане на индивидуален код за идентификация (PIN, Personal Identification Code), четене на различни видове карти за управление на достъпа, датчици на присъствие, датчици за измерване на теглото на обектите в асансьора, датчици за скорост и ускорение, датчици за дим, датчици за осветеност и т.н. За всеки контролер има ограничения за броя на етажите и типа на асансьорите, които може да обслужва.

Таблата за повикване, разположени на всеки етаж, вече са интелигентни и са свързани в мрежа за минимизиране на броя на свързващите проводници с централния контролер. Често пъти на тези табла има и стрелки, показващи посоката на движение на асансьора, цифрова индикация, показваща на кой етаж се намира асансьорът и други средства за информиране и комуникация с чакащите пътници, като аудио и видео устройства.

Интелигентните контролери могат да имат подсистема, свързана със сигурността, като например ръчно дезактивиране или активиране на определени функции. Контролерите обикновено имат и интерфейси, чрез които може да се включва външно контролно-диагностично оборудване. Те могат да имат и възможности за програмиране на фукциите, например да се определи кои пропуски или кодове за кой етаж ще са валидни. Програмирането може да включва и последователност от действия под формата на макроси, а не само единично действие при възникване на определено събитие.

Модерните контролери могат да управляват стотици цифрови и аналогови изходи, свързани с релета, електродвигатели, индикатори, аларми, комуникационни блокове и др. По-сложните контролери са с модулна архитектура, позволяващи добавяне на допълнителни ресурси, като например входно-изходни блокове за събиране на информация от етажите, през които преминава асансьорът, системи за аудио и видео наблюдение и т.н..