電梯智能化控制技術(shù)探析

吳慶功

（青海省特種設(shè)備檢驗(yàn)所，青海 西寧810008）

0 引言

電梯使用電力來(lái)驅(qū)動(dòng)，2個(gè)剛性導(dǎo)軌在垂直方向的傾斜角度不超過(guò)15°，運(yùn)行于導(dǎo)軌之間的轎廂用來(lái)輸送乘客及貨物，可以安裝在多層或高層建筑內(nèi)，垂直運(yùn)送乘客和貨物。與中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)的目標(biāo)相適應(yīng)，電梯成為人們生活中的重要運(yùn)輸設(shè)備之一。與此同時(shí)，對(duì)電梯產(chǎn)品的智能化、綠色環(huán)保和節(jié)能要求也越來(lái)越高。

1 電梯智能化概述

在現(xiàn)代社會(huì)，電梯已經(jīng)成為城市文明的象征。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。電梯通過(guò)升降設(shè)備進(jìn)行垂直運(yùn)輸，其特征是在高層建筑中所占面積很有限。同時(shí)，電氣或其他控件可以將乘客或貨物安全、合理、有效地傳遞到不同的樓層?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，在建筑領(lǐng)域，特別是高層建筑蓬勃興起的今天，電梯行業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子通信和自動(dòng)化控制使智能大廈成為現(xiàn)實(shí)，電梯在智能大廈中起到重要交通工具的作用，其技術(shù)水平和智能化程度也越來(lái)越受到人們的重視。智能電梯應(yīng)與智能大廈的自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，例如樓宇控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等，這就使得具有接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)的串行通信和信息傳輸技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越多?？傊?，智能電梯的需求和技術(shù)發(fā)展全面進(jìn)入了新時(shí)期。

目前，新技術(shù)在電梯中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：（1）數(shù)字識(shí)別技術(shù)，即所有乘客進(jìn)入電梯前要進(jìn)行識(shí)別，包括人臉識(shí)別和指紋識(shí)別；（2）數(shù)字智能安全控制技術(shù)，即通過(guò)乘客識(shí)別系統(tǒng)、IC卡、數(shù)字監(jiān)控設(shè)備，拒絕外來(lái)人員進(jìn)入；（3）第4代無(wú)機(jī)房電梯技術(shù)，速度可以達(dá)到2.0m／s，最高可在30層以上使用；（4）雙向安全保護(hù)技術(shù)，包括雙向安全鉗、雙向限速器等；（5）快速安裝技術(shù)，改變了電梯傳統(tǒng)的安裝方法，可快速組裝；（6）節(jié)能技術(shù)，更節(jié)能環(huán)保。

2 電梯智能控制技術(shù)分析

2.1 IC卡控制技術(shù)

智能化住宅小區(qū)一卡通系統(tǒng)是以一種先進(jìn)的非接觸智能卡技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)物業(yè)管理、外來(lái)訪問(wèn)、登記、查詢、電梯控制、停車場(chǎng)管理、購(gòu)物、統(tǒng)計(jì)計(jì)費(fèi)、娛樂(lè)消費(fèi)的智能整合。從智能卡系統(tǒng)的使用角度可以將IC卡分為2種，一種是住宅安全卡，一種是電子錢包。目前，大型和中型小區(qū)大多配置了住宅安全卡系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括訪問(wèn)控制、電梯智能控制、電子巡更、停車管理等功能。其中，電梯智能控制系統(tǒng)在高檔辦公區(qū)域和住宅小區(qū)應(yīng)用廣泛。一方面，它采用非接觸式、自動(dòng)控制的IC卡技術(shù)，完全能滿足高檔住宅或辦公樓的高安全性要求，可以拒絕外來(lái)人員進(jìn)入大樓，也可限制持卡人只能到達(dá)指定樓層，比以前防止建筑住宅或辦公區(qū)域被騷擾的任何方法都更有效；另一方面，它是一個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)，無(wú)需對(duì)原有的電梯系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的改變，而只要對(duì)電梯按鈕面板進(jìn)行簡(jiǎn)單的接線，就可以用IC卡控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的智能控制。因此，電梯智能控制系統(tǒng)適用于任何建筑，無(wú)論電梯是否已經(jīng)投入運(yùn)行，均可以方便地使用該技術(shù)。此外，當(dāng)電梯智能控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，僅需斷開(kāi)IC卡控制器電源，電梯就可以恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。正常使用狀態(tài)下，持卡住戶可以使用電梯，但在具體的管理情況下，可以設(shè)置電梯的自由開(kāi)放期，在這段時(shí)間里，電梯智能控制系統(tǒng)開(kāi)放所有的樓層，電梯恢復(fù)成普通電梯，任何人都可以正常使用電梯。IC卡電梯智能控制系統(tǒng)如圖1所示?？刂葡到y(tǒng)采用無(wú)源節(jié)點(diǎn)連接，跟原來(lái)的電梯系統(tǒng)完全隔離，不會(huì)對(duì)電梯的性能有影響。當(dāng)火災(zāi)信號(hào)輸入或控制系統(tǒng)掉電，該系統(tǒng)自動(dòng)離線，恢復(fù)成普通電梯正常使用。電梯設(shè)備采用RS485網(wǎng)絡(luò)，保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠通信，有利于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。每層電梯控制器可控制多達(dá)4個(gè)電梯控制擴(kuò)展板，每個(gè)電梯控制擴(kuò)展板可控制多達(dá)16層電梯控制器，通過(guò)擴(kuò)展可控制多達(dá)64層。使用非接觸式IC卡電梯系統(tǒng)，卡遺失時(shí)在管理軟件上可方便地掛失及補(bǔ)辦。

圖1 IC卡電梯智能控制系統(tǒng)圖

2.2 智能電梯的PLC控制

以往的繼電器控制方式使用中間繼電器和時(shí)間繼電器，需要有較大面積的房間，且運(yùn)行故障率高，因而已逐漸被PLC控制方式所取代。目前比較先進(jìn)的電梯也廣泛采用PLC進(jìn)行邏輯控制及調(diào)壓調(diào)速或變頻控制。某5層建筑中5臺(tái)電梯的PLC控制系統(tǒng)如圖2所示，電梯由三相交流異步電機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，轎廂上行；電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎廂下行。

圖2 PLC控制系統(tǒng)圖

電梯智能控制流程如圖3所示。在電梯運(yùn)行軌道內(nèi)有5個(gè)編碼為1～5的站點(diǎn)供轎廂停靠，在每1個(gè)?？空景惭b1個(gè)行程開(kāi)關(guān)以檢測(cè)小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)轎廂的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕以外，還設(shè)有5個(gè)呼叫按鈕開(kāi)關(guān)（HJ1～HJ5）分別與5個(gè)停靠站點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。電梯運(yùn)動(dòng)的控制過(guò)程如下：按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始工作；按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。當(dāng)轎廂當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，轎廂向上運(yùn)行，到呼叫按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的停靠站時(shí)停止；當(dāng)轎廂當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，轎廂向下運(yùn)行，到呼叫按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；當(dāng)轎廂當(dāng)前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，轎廂保持不動(dòng)。呼叫按鈕開(kāi)關(guān)HJ1～HJ5應(yīng)具有記憶功能。

圖3 電梯智能控制流程

2.3 電梯智能控制中的先進(jìn)算法

采用先進(jìn)的調(diào)度規(guī)則可使控制系統(tǒng)的調(diào)度方式及客流交通模式得到優(yōu)化。現(xiàn)在的群控算法已不是單一地以“乘客等待時(shí)間短”為目標(biāo)，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、專家系統(tǒng)等方法，將要綜合考慮的因素全部納入群控系統(tǒng)，這些影響因素包括乘客心理和對(duì)未知狀況的評(píng)估決策。電梯的語(yǔ)音通知和信息顯示功能有利于最大限度地發(fā)揮轎廂的輸送能力。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，智能化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用可以提高電梯的運(yùn)行效率，節(jié)省住戶時(shí)間，提高人們的工作和生活效率。智能建筑技術(shù)的發(fā)展和普及使電梯行業(yè)成為建筑行業(yè)中一個(gè)重要的分支產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前，它正變得越來(lái)越重要，因此，對(duì)電梯智能控制技術(shù)進(jìn)行深入研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］李惠升.電梯控制技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008

［2］朱德文.智能控制電梯工程系統(tǒng)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2012