倾斜式客运电梯的安全控制

Berchtesgaden 盐矿的开采已经有半个世纪的历史。安装在游览隧道的一个倾斜式电梯用于运输希望能从中追溯和了解盐矿开采历史和技术的大量游客。电梯在前些时候采用新型的基于PLC 控制的安全技术实现了现代化。此项应用的一个显著特点是通过总线系统在电梯机房和客舱之间实现基于PROFIsafe 协议的故障安全PROFIBUS 通讯。

　　盐矿现在仍雇佣了40个矿工从事一些采掘“白金”的钻探工作，多年来这里已经成为旅游胜地。在导游车通过游览隧道后，由一个电缆驱动倾斜式电梯将游客带回出口处，每年有40000参观者。电梯高度落差为23.5米，路程长54米，两层客舱可以容纳50人。
如何保证安全？

　　盐矿主人和南Bavarian采矿局对安全极为强调，因而对运转了20多年的倾斜式电梯的控制系统的现代化改进设计，也被当作是更换客舱电源的一个契机，利用可移动的电缆盘代替客舱电源，采用不易受到机械影响的电源解决方案，电源线可以不断在电缆盘上卷进和拉出。由位于德国Schweitenkirchen市的 Wildmoser Steuerungstechnik 公司规划和实施整个电气设备的更换。

　　首先，固定布线的旧继电器控制被换成现代化的故障安全PLC系统。有关采纳SIMATIC的决策很快被确定，其原因在于“我们已经有了从西门子的自动化技术获得成功的经验”，先前在矿区负责电气工程的Paul Hallinger这样解释。

　　来自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带有F-CPU 315-2 DP，位于电梯机房上配电柜内的上部，同样也具有故障安全性能、分布式外围设备SIMATIC ET 200S PROFIsafe，被安装在客舱上的一个小型配电柜内。两个部件均符合对故障安全的最高要求，其中包括第4类机电工程行规DIN EN 954-1。F-CPU中的故障探测和控制信号处理基于时间分集的冗余原则。面向安全的运转采用不同算法处理。若在最后一个CPU循环上产生结果分歧，则CPU使系统切换到安全状态。

　　该种决策的优点在于，SIMATIC故障安全控制器可以处理标准信号和与安全相关的信号。不再需要单独的安全控制。此种面向安全的输入和输出信号占信号总量的一大半。有关客舱门和封堵通向电梯通道和机房的三道安全门的信号必须具有故障安全处理功能。一旦这几个门中的一个被打开，控制器立刻防止或中断电梯的运动。

安全通讯

　　位于电梯机房上端的配电柜里的控制器与客舱外部的分布式故障安全型外围设备之间通过PROFI-BUS DP进行通讯。PROFIsafe符合依据DIN EN 954-1的第4类行规，允许通过符合同样标准的PROFI-BUS DP电缆实现标准以及面向安全的通讯。通过例如连续计数、预期时间、发射器和接收器之间的识别以及额外数据备份等不同措施，利用PROFIsafe实现故障快速检测和排除。

　　为排除由于经常在电缆盘上卷进拉出电缆、而从根部发生的电缆断连事故的潜在危险，设备管理人员和操作人员选择了带有环形触点的永久安装型230V总线系统。PROFIBUS数据也可以以此种方式从客舱传出或向客舱传入。为了实现数据传输，信号在一边被调制，通过19.2 Kbits/s的环路传递并到达接收器，在另一边再被解调。以上提及的PROFIsafe机制再次在这里得到应用。如果信号未在给定时间到达，控制器将系统切换至安全状态。
熟悉的运行环境，安全的技术

　　对拥有Step 7使用经验的用户而言，首次组态和使用故障安全型SIMATIC S7不成问题。这种“分布式安全型”软件包与其他工程设计工具一样可以与Step 7集成，并可采用KOP 和 FUP语言编程。用户可以通过预汇编的符合T哣标准的程序库组件或自己生成的组件（需要得到认可）随意选择自己的安全程序。 “一旦您开始熟悉这些安全机制”，Josef Wildmoser说,“将会大大减少组态和编程时间。”Josef Wildmoser认为在未来应用中可以很容易地节省大约50%的时间。另外，目前也能应用在安全设备上的简化PROFIBUS布线技术，大大缩短了安装和调试时间。

　　PROFIBUS通讯中集成了两个SIMATIC 操作面板 OP7，一个设置在电梯机房内的控制面板上，一个设置在客舱里。通过两个面板都可以操纵电梯，这意味着可以在运动中关闭电梯门，设置电梯。一个新特性是在发生故障的情形下，电梯可以以蠕动速度连续运动至出口平台，能够疏散乘客。

　　采矿的照明控制系统也通过一个DP/DP耦合器与电梯控制系统相连接，两个控制系统通过几个中继器连接到入口区的主控制系统。可以通过两个操作面板从上面控制倾斜式电梯的开启和关闭、以及安全制动器的运行状况监测。另外还设有进行照明控制的SIMATIC按钮面板。

　　包括总线系统在内的倾斜式电梯电气设备的更换仅仅花费了两周时间。花费一周的时间完成试运转，南Bavarian矿业局对该系统非常认可，没有提出反对意见。