傾斜式客運(yùn)電梯的安全控制

　　Berchtesgaden 鹽礦的開采已經(jīng)有半個世紀(jì)的歷史。安裝在游覽隧道的一個傾斜式電梯用于運(yùn)輸希望能從中追溯和了解鹽礦開采歷史和技術(shù)的大量游客。電梯在前些時候采用新型的基于PLC 控制的安全技術(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。此項(xiàng)應(yīng)用的一個顯著特點(diǎn)是通過總線系統(tǒng)在電梯機(jī)房和客艙之間實(shí)現(xiàn)基于PROFIsafe 協(xié)議的故障安全PROFIBUS 通訊。
　　
鹽礦現(xiàn)在仍雇傭了40個礦工從事一些采掘“白金"的鉆探工作，多年來這里已經(jīng)成為旅游勝地。在導(dǎo)游車通過游覽隧道后，由一個電纜驅(qū)動傾斜式電梯將游客帶回出口處，每年有40000參觀者。電梯高度落差為23.5米，路程長54米，兩層客艙可以容納50人。

如何保證安全？
　　
鹽礦主人和南Bavarian采礦局對安全極為強(qiáng)調(diào)，因而對運(yùn)轉(zhuǎn)了20多年的傾斜式電梯的控制系統(tǒng)的現(xiàn)代化改進(jìn)設(shè)計(jì)，也被當(dāng)作是更換客艙電源的一個契機(jī)，利用可移動的電纜盤代替客艙電源，采用不易受到機(jī)械影響的電源解決方案，電源線可以不斷在電纜盤上卷進(jìn)和拉出。由位于德國Schweitenkirchen市的 Wildmoser Steuerungstechnik 公司規(guī)劃和實(shí)施整個電氣設(shè)備的更換。
　　
首先，固定布線的舊繼電器控制被換成現(xiàn)代化的故障安全PLC系統(tǒng)。有關(guān)采納SIMATIC的決策很快被確定，其原因在于“我們已經(jīng)有了從西門子的自動化技術(shù)獲得成功的經(jīng)驗(yàn)"，先前在礦區(qū)負(fù)責(zé)電氣工程的Paul Hallinger這樣解釋。
　　
來自Wildmoser的控制方案基于新的故障安全型 SIMATIC S7-300。故障安全型 SIMATIC S7-300帶有F-CPU 315-2 DP，位于電梯機(jī)房上配電柜內(nèi)的上部，同樣也具有故障安全性能、分布式外圍設(shè)備SIMATIC ET 200S PROFIsafe，被安裝在客艙上的一個小型配電柜內(nèi)。兩個部件均符合對故障安全的要求，其中包括第4類機(jī)電工程行規(guī)DIN EN 954-1。F-CPU中的故障探測和控制信號處理基于時間分集的冗余原則。面向安全的運(yùn)轉(zhuǎn)采用不同算法處理。若在個CPU循環(huán)上產(chǎn)生結(jié)果分歧，則CPU使系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。
　　
該種決策的優(yōu)點(diǎn)在于，SIMATIC故障安全控制器可以處理標(biāo)準(zhǔn)信號和與安全相關(guān)的信號。不再需要單獨(dú)的安全控制。此種面向安全的輸入和輸出信號占信號總量的一大半。有關(guān)客艙門和封堵通向電梯通道和機(jī)房的三道安全門的信號必須具有故障安全處理功能。一旦這幾個門中的一個被打開，控制器立刻防止或中斷電梯的運(yùn)動。
　　

安全通訊
　　
位于電梯機(jī)房上端的配電柜里的控制器與客艙外部的分布式故障安全型外圍設(shè)備之間通過PROFI-BUS DP進(jìn)行通訊。PROFIsafe符合依據(jù)DIN EN 954-1的第4類行規(guī)，允許通過符合同樣標(biāo)準(zhǔn)的PROFI-BUS DP電纜實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)以及面向安全的通訊。通過例如連續(xù)計(jì)數(shù)、預(yù)期時間、發(fā)射器和接收器之間的識別以及額外數(shù)據(jù)備份等不同措施，利用PROFIsafe實(shí)現(xiàn)故障快速檢測和排除。
　　
為排除由于經(jīng)常在電纜盤上卷進(jìn)拉出電纜、而從根部發(fā)生的電纜斷連事故的潛在危險，設(shè)備管理人員和操作人員選擇了帶有環(huán)形觸點(diǎn)的安裝型230V總線系統(tǒng)。PROFIBUS數(shù)據(jù)也可以以此種方式從客艙傳出或向客艙傳入。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，信號在一邊被調(diào)制，通過19.2 Kbits/s的環(huán)路傳遞并到達(dá)接收器，在另一邊再被解調(diào)。以上提及的PROFIsafe機(jī)制再次在這里得到應(yīng)用。如果信號未在給定時間到達(dá)，控制器將系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

熟悉的運(yùn)行環(huán)境，安全的技術(shù)

對擁有Step 7使用經(jīng)驗(yàn)的用戶而言，組態(tài)和使用故障安全型SIMATIC S7不成問題。這種“分布式安全型"軟件包與其他工程設(shè)計(jì)工具一樣可以與Step 7集成，并可采用KOP 和 FUP語言編程。用戶可以通過預(yù)匯編的符合T哣標(biāo)準(zhǔn)的程序庫組件或自己生成的組件（需要得到認(rèn)可）隨意選擇自己的安全程序。 “一旦您開始熟悉這些安全機(jī)制"，Josef Wildmoser說,“將會大大減少組態(tài)和編程時間。"Josef Wildmoser認(rèn)為在未來應(yīng)用中可以很容易地節(jié)省大約50%的時間。另外，目前也能應(yīng)用在安全設(shè)備上的簡化PROFIBUS布線技術(shù)，大大縮短了安裝和調(diào)試時間。
　　
PROFIBUS通訊中集成了兩個SIMATIC 操作面板 OP7，一個設(shè)置在電梯機(jī)房內(nèi)的控制面板上，一個設(shè)置在客艙里。通過兩個面板都可以操縱電梯，這意味著可以在運(yùn)動中關(guān)閉電梯門，設(shè)置電梯。一個新特性是在發(fā)生故障的情形下，電梯可以以蠕動速度連續(xù)運(yùn)動至出口平臺，能夠疏散乘客。
　　
采礦的照明控制系統(tǒng)也通過一個DP/DP耦合器與電梯控制系統(tǒng)相連接，兩個控制系統(tǒng)通過幾個中繼器連接到入口區(qū)的主控制系統(tǒng)。可以通過兩個操作面板從上面控制傾斜式電梯的開啟和關(guān)閉、以及安全制動器的運(yùn)行狀況監(jiān)測。另外還設(shè)有進(jìn)行照明控制的SIMATIC按鈕面板。
　　
包括總線系統(tǒng)在內(nèi)的傾斜式電梯電氣設(shè)備的更換僅僅花費(fèi)了兩周時間。花費(fèi)一周的時間完成試運(yùn)轉(zhuǎn)，南Bavarian礦業(yè)局對該系統(tǒng)非常認(rèn)可，沒有提出反對意見。