淺談電梯的樓層、平層感應(yīng)器取代的必要性

伍思洪

摘要：在電氣實訓(xùn)實習(xí)教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)即使使用了PLC，對電梯的運行控制還是比較復(fù)雜。表現(xiàn)在以下兩方面,一是各層感應(yīng)開關(guān)較多， 外圍元件電氣觸點多故障率高,占用PLC輸入的點數(shù)較多,尤其是超高層建筑問題更加突出。二是各層感應(yīng)開關(guān)安裝施工難度較大，維護(hù)困難。

關(guān)鍵詞：電梯控制；PLC

隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)代化城市建設(shè)不斷完善、規(guī)范，都市人的生活水平、物質(zhì)需求越來越高，住房逐漸向著大面積化發(fā)展。要滿足以上的物質(zhì)追求一是大面積征用土地，二是向空間發(fā)展提高單位占地面積的利用率。根據(jù)我國的國情，加上耕地保護(hù)法、禁止在大中城市興建別墅等相關(guān)法規(guī)的不斷完善和推行，前者顯然是行不通的，城市建設(shè)只能向空間發(fā)展。試想高層住宅如無電梯，其經(jīng)濟地位、家居是否人性化是顯而易見的。聰明的房地產(chǎn)商和成功的人士是很容易作出明確的選擇的。在寸土寸金的城市中心，要提高土地的利用率，樓宇必須向空間發(fā)展并平民化。樓宇向空間發(fā)展并使其平民化必須配置性能價格比最優(yōu)越的電梯。即高層樓宇建設(shè)離不開安全、舒適的電梯，電梯要進(jìn)入普通家庭，其造價、運行、安裝、維護(hù)等費用都必需盡可能降低。電梯造價由廠家根據(jù)市場的需求和設(shè)備的控制技術(shù)、方案來控制和掌握。安裝費用、維修費通常由用戶來支付，以目前的消費觀念分析，一次性投資只要合理和有需要，絕大部份人愿意支付；但長期性相對少金額支付，很多人并不那么愿意支付，即所為的“買車容易，養(yǎng)車難”、“小數(shù)怕長計”的道理。要把電梯運行經(jīng)費（主要是安裝、維護(hù)、維修經(jīng)費）特別是維護(hù)經(jīng)費盡量最大限度地降下來，以目前電梯所使用的傳統(tǒng)控制、安裝技術(shù)；即使使用了PLC（可編程控制器）技術(shù)、變頻技術(shù)等新技術(shù)使電梯的自動化控制程度進(jìn)一步提高，電器元件和觸頭大量減少。但樓層感應(yīng)器（上行減速、下行減速和平層）。電梯平層感應(yīng)器普遍還是使用干簧繼電器，且每層都安裝了一個有的甚至兩個三個，如圖1-1所示，假如建筑樓層為38層，每層設(shè)置安裝兩個層感應(yīng)器來計算，作為電氣從業(yè)人員大家都明白這是一個什么概念。電氣元件多經(jīng)濟投入就重了；開關(guān)觸頭越多其電路的故障率就越高，可靠性就越低。從其所安裝位置，工作方式分析其安裝施工的難度較大；再從其工作方式分析其動作頻率較高，極容易產(chǎn)生接觸不良、機械疲勞等故障，故故障率較高?？梢哉f觸一及百，但從常規(guī)的控制理念分析，此元件又不能不用。不能不用就只能替代。

圖1-1

能不能改用其它非接觸式電器元件和取用間接位置檢測等技術(shù)來進(jìn)行改良呢？前者如采用光電開關(guān)、霍爾開關(guān)（傳感器）即是使用無觸點工作方式，此工作方式改變可降低故障率，但主要是實物就免不了要進(jìn)行施工安裝和調(diào)整，故研究意義不大。有必要考慮用間接位置檢測取代實際位置檢測。所謂間接位置檢測即測量裝置不是直接測量被控設(shè)備的現(xiàn)場位置，而是在另一位置，此位置通常安裝在便于施工安裝的位置；設(shè)計方案還可以盡可能不占用物理資源或少占用物理資源，檢測的參數(shù)可以是電量的參數(shù)或非電量的參數(shù)。那么安裝施工困難的問題就解決了。這是其一，其二從PLC控制特點來看，每個樓層感應(yīng)器都占用一個或兩輸入端子，當(dāng)層數(shù)較多時，還是采用常規(guī)的控制理念的話，PLC 輸入的端口的占用是不能忽視的，PLC的I/O點數(shù)多少是其性能強弱的重要技術(shù)參數(shù)，其與PLC的價格是成正比的，通常I/O點數(shù)越多PLC的價格越高。如何在電氣自動化控制設(shè)計過程中，盡可能減少占用PLC的I/O點數(shù)，盡可能使用中小型的PLC來完成或達(dá)到同樣功能、比較復(fù)雜的控制電路，是電氣設(shè)計技術(shù)人員首先要考慮的問題。

問題是客觀存在的。要想進(jìn)一步減少電器元件、觸頭和減少占用PLC的輸入點數(shù)，就要考慮能不能不用樓層感應(yīng)器、電梯平層感應(yīng)器等物理元器件。改用虛擬電器元件，但如果不用感應(yīng)器等物理元器件，那電梯的到站、到站是否準(zhǔn)確、什么時間、什么位置減速、停車等等控制技術(shù)問題如何解決。使電梯的運行既安全又可靠，同時又不降低乘客的舒適感的問題又如何滿足？舒適感主要是如何克服慣性問題，慣性是靜止的物體突然加速運動或運動的物體突然減速停止產(chǎn)生的物理現(xiàn)象，從生理角度分析，是導(dǎo)致人不舒適的主要因素，主要表象為頭暈，心跳加速，心律無規(guī)則等類似暈車、暈機、暈船的感覺，有一部份的人害怕乘電梯，就是此原由。

舒適感的提高實質(zhì)是克服慣性問題，即克服電梯轎廂起動運行和制動停止的過程，以上的過程在電氣控制有專門領(lǐng)域去研究，這里不再詳細(xì)討論，如果是由變頻器控制的話，可以通過設(shè)定電梯曳引電動機起動時的初始速度和加速時間來確定，停車時設(shè)定減速時間和低速爬行速度來達(dá)到控制的要求。變頻器的調(diào)速范圍比較寬可以實現(xiàn)由零開始，從而克服慣性沖擊和離心力造成的不舒適。在電梯控制方面已有大量的應(yīng)用。變頻器工作原理和應(yīng)用技術(shù)請參考有關(guān)的資料在這里邊不再詳細(xì)闡述。

電梯的主要控制包括召梯、選層、減速、平層停站、開門、關(guān)門。以集選控制客梯為例，其能按乘客的意圖運行，主要是由廳外召梯電路、轎廂內(nèi)選層電路，定向電路、減速平層電路、門開關(guān)電路、主拖動電路（如用變頻器控制結(jié)構(gòu)將會大大簡化）等控制電路互相協(xié)調(diào)運行的結(jié)果。廳外召梯（上召、下召），轎廂內(nèi)選層控制電路和召梯消號，定向控制電路的定向、減速平層控制電路的減速、平層。等控制操作，從控制邏輯分析樓層感應(yīng)開關(guān)（反映電梯轎廂實際位置）是不能沒有的，只有把電梯轎廂實際位置反饋到控制系統(tǒng)上去。控制系統(tǒng)才能根據(jù)廳外召梯信號、轎廂內(nèi)選層信

圖1-2

號控制曳引電動機拖動電梯轎廂作出正確的運行方向。能不能換另一種檢測方式，把直接檢測換成間接檢測呢？如果可以的話改良后不采用直接電梯轎廂位置檢測，而是采用間接位置檢測，那么電梯控制結(jié)構(gòu)將如圖1-2所示，每層不需再安裝層感應(yīng)開關(guān)了，電器元件大大減少了，施工方便了，電器觸點減少了，硬件投入減少了。安裝施工方便簡單了，控制電路可靠性高了，可見綜合經(jīng)濟、性能指標(biāo)都有較大幅度的提高。

通過以上分析，電梯控制上大量使用的樓層、平層感應(yīng)器的控制技術(shù)是落后的，用其它控制技術(shù)取代是勢在必行的、必要的，在電梯智能化控制、節(jié)約安裝、維護(hù)經(jīng)費等方面具有一定參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]FX2NPLC使用手冊.

[2]電梯維修培訓(xùn)講義.