电梯位置检测系统的自动控制与分析

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【摘要】考虑到城市建筑的楼层越来越高，电梯已经成为人们日常生活所必不可少的设施。为了保证电梯的平稳安全运行，对于电梯位置的检测是十分重要的一环。本文主要对电梯控制系统的组成进行了介绍，并就电梯位置检测系统的自动控制进行了总体分析。

【关键词】电梯;位置检测;自动控制;分析

1.前言

近些年来，随着城市的快速发展，各种高楼大厦拔地而起。考虑到城市建筑的楼层越来越高，电梯已经成为人们日常生活所必不可少的设施。而为了保证电梯的平稳安全运行，需要对电梯的运行位置进行可靠的检测和控制。传统的控制模式是“变频器+PLC”式，这种控制方式具有许多缺点。

首先，电控柜的集成度不高，箱内接口较多，线缆排布复杂凌乱。一旦控制线路出现问题，排查和维护起来比较麻烦。同时，电控柜的操作比较机械化，通过按钮开关控制既复杂又不便。而且，反馈控制结果主要是由信号指示灯来进行，容易出现检测结果记录不全甚至错误的情况。随着自动控制技术的发展，目前已经可以实现一体化的控制柜系统。这种控制柜集成度很高，可以自动完成对电梯位置的精确测量和控制。

同时，其还具有非常友好的操作界面。工作人员可以方便在面板上输入各种控制程序和命令，并通过显示器直观的获取系统反馈的结果。

2.电梯控制系统的组成

一般来说，电梯的控制系统主要包括电力拖动系统和电气控制系统两部分。其中电力拖动系统作为电梯的动力来源，主要由主拖动电路和相关的开关电路组成。而电气控制系统则是控制电梯的运行参数（包括速度、位置等）及信号指示。其主要包括呼叫按钮、指示灯、传感器、控制用继电器以及PLC等。两大系统共同完成对电梯的控制，确保其安全稳定运行。

图1 电梯的控制系统原理框架

2.1 控制系统原理框图

电梯的控制系统主要是由轿厢的内指令电路、主拖动电机电路门厅呼叫电路、开关门电路、按钮记忆灯电路、楼层显示电路、旋转编码器和PLC电路等组成的，其原理框图如图1所示。电梯的运行状态主要受两方面信号控制，一是轿内指令、厅外呼唤，这主要是由乘客发出的;另外一种是电梯目前所处的楼层位置信号。两方面信号经由旋转编码器分析和判断，继而控制电力拖动系统实现电梯的下一步动作。

2.2 控制系统的信号分析

电梯控制系统的信号主要包括输入信号和输出信号。其信号不仅类型多样（如开关门信号、楼层指示信号及运行方向指示信号等），而且数量较多。特别是随着楼层数的增加，其需要处理的信号量也快速增加。所有的输入信号都会接入PLC可编程控制器，并由其经过分析处理后，一方面通过输出接口将运行结果反馈给乘客，另一方面通过其通信模块将电梯的运行状态和相关数据经RS232 接口传入到计算机内，便于后期的监控及调试。其具体的信号控制分析如图2所示。

图2 电梯控制系统的信号分析

3.电梯位置检测系统总体分析

3.1 检测系统功能介绍

电梯位置自动检测系统的功能主要包括：测试电梯在执行开关门、上行下行及停止动作时，其反应时间及控制精度能否达到要求，相应的信号指示是否正常清晰;同时，按照电梯的设计要求输入相应的控制指令，判断系统能否实现预定的功能。电梯的检测系统主要由三大部分组成：指令输入、动作输出和信号传输。其核心是PLC控制器，由它对信号进行分析判断并发出控制指令。

3.2 位置检测过程介绍

电梯的位置检测过程可以分为三个阶段：

①呼叫判断;

②乘客进入;

③电梯到层。

三个阶段对电梯位置检测的要求都很高，下面逐一分析：

①呼叫判断

该阶段，空闲的电梯检测到某一楼层的呼叫信号。此时，电梯的位置检测系统马上会根据自己所处的楼层高度分析判断电梯的下一步动作是上行还是下行。然后，电梯的电力拖动系统开始工作，使电梯按照加速―匀速―减速的方式抵达呼叫楼层。

②乘客进入

电梯抵达呼叫楼层后，电梯位置控制系统在3s延时后控制电梯开门。并在电梯开门10s秒后，再执行关门动作。期间，如果电梯门碰到人或物体的阻挡，光电感应装置将启动使电梯门重新打开。直至电梯门完全关闭，电梯才会启动。而在电梯运行的过程中，为了保证内部乘客的安全，电梯门是锁止的。各厅门与轿厢门都有限制门锁开关按钮，必须将其常开触点进行串联之后才能对电梯门的关闭进行操作。

③电梯到层

电梯在运行过程中，其对楼层的准确指示是非常重要的。为了确保乘客随时掌握自己所处的楼层位置信息，电梯的位置检测系统需要较好的检测精度。对于楼层数的判断，其主要是依靠计数器来实现。通过比较实时累计值与各楼层的计数点相对应的脉冲数来判断电梯所在的准确位置。当电梯抵达目标层，位置检测系统判断无误后，才会控制电梯门开启。

4.结论

随着城市建筑楼层的增高，以及人们对电梯安全运行要求的提高，电梯位置检测系统也越来越成熟可靠。通过集成各种自动检测和控制元件，人们可以自动完成对电梯位置的精确测量和控制。这些都极大的保证了电梯在日常运行中的安全和稳定，降低了事故及故障的发生率。

参考文献

[1]何惠芳.PLC在改造电梯控制系统中的应用[J].机电产品开发与创新.2008（04）.

[2]田翔，李志梅.电梯控制柜自动检测系统的设计和实现[J].机电工程技术.2005（12）.