浅谈电梯的楼层、平层感应器取代的必要性

伍思洪

摘要：在电气实训实习教学过程中，发现即使使用了PLC，对电梯的运行控制还是比较复杂。表现在以下两方面,一是各层感应开关较多， 外围元件电气触点多故障率高,占用PLC输入的点数较多,尤其是超高层建筑问题更加突出。二是各层感应开关安装施工难度较大，维护困难。

关键词：电梯控制；PLC

随着社会的发展，现代化城市建设不断完善、规范，都市人的生活水平、物质需求越来越高，住房逐渐向着大面积化发展。要满足以上的物质追求一是大面积征用土地，二是向空间发展提高单位占地面积的利用率。根据我国的国情，加上耕地保护法、禁止在大中城市兴建别墅等相关法规的不断完善和推行，前者显然是行不通的，城市建设只能向空间发展。试想高层住宅如无电梯，其经济地位、家居是否人性化是显而易见的。聪明的房地产商和成功的人士是很容易作出明确的选择的。在寸土寸金的城市中心，要提高土地的利用率，楼宇必须向空间发展并平民化。楼宇向空间发展并使其平民化必须配置性能价格比最优越的电梯。即高层楼宇建设离不开安全、舒适的电梯，电梯要进入普通家庭，其造价、运行、安装、维护等费用都必需尽可能降低。电梯造价由厂家根据市场的需求和设备的控制技术、方案来控制和掌握。安装费用、维修费通常由用户来支付，以目前的消费观念分析，一次性投资只要合理和有需要，绝大部份人愿意支付；但长期性相对少金额支付，很多人并不那么愿意支付，即所为的“买车容易，养车难”、“小数怕长计”的道理。要把电梯运行经费（主要是安装、维护、维修经费）特别是维护经费尽量最大限度地降下来，以目前电梯所使用的传统控制、安装技术；即使使用了PLC（可编程控制器）技术、变频技术等新技术使电梯的自动化控制程度进一步提高，电器元件和触头大量减少。但楼层感应器（上行减速、下行减速和平层）。电梯平层感应器普遍还是使用干簧继电器，且每层都安装了一个有的甚至两个三个，如图1-1所示，假如建筑楼层为38层，每层设置安装两个层感应器来计算，作为电气从业人员大家都明白这是一个什么概念。电气元件多经济投入就重了；开关触头越多其电路的故障率就越高，可靠性就越低。从其所安装位置，工作方式分析其安装施工的难度较大；再从其工作方式分析其动作频率较高，极容易产生接触不良、机械疲劳等故障，故故障率较高。可以说触一及百，但从常规的控制理念分析，此元件又不能不用。不能不用就只能替代。

图1-1

能不能改用其它非接触式电器元件和取用间接位置检测等技术来进行改良呢？前者如采用光电开关、霍尔开关（传感器）即是使用无触点工作方式，此工作方式改变可降低故障率，但主要是实物就免不了要进行施工安装和调整，故研究意义不大。有必要考虑用间接位置检测取代实际位置检测。所谓间接位置检测即测量装置不是直接测量被控设备的现场位置，而是在另一位置，此位置通常安装在便于施工安装的位置；设计方案还可以尽可能不占用物理资源或少占用物理资源，检测的参数可以是电量的参数或非电量的参数。那么安装施工困难的问题就解决了。这是其一，其二从PLC控制特点来看，每个楼层感应器都占用一个或两输入端子，当层数较多时，还是采用常规的控制理念的话，PLC 输入的端口的占用是不能忽视的，PLC的I/O点数多少是其性能强弱的重要技术参数，其与PLC的价格是成正比的，通常I/O点数越多PLC的价格越高。如何在电气自动化控制设计过程中，尽可能减少占用PLC的I/O点数，尽可能使用中小型的PLC来完成或达到同样功能、比较复杂的控制电路，是电气设计技术人员首先要考虑的问题。

问题是客观存在的。要想进一步减少电器元件、触头和减少占用PLC的输入点数，就要考虑能不能不用楼层感应器、电梯平层感应器等物理元器件。改用虚拟电器元件，但如果不用感应器等物理元器件，那电梯的到站、到站是否准确、什么时间、什么位置减速、停车等等控制技术问题如何解决。使电梯的运行既安全又可靠，同时又不降低乘客的舒适感的问题又如何满足？舒适感主要是如何克服惯性问题，惯性是静止的物体突然加速运动或运动的物体突然减速停止产生的物理现象，从生理角度分析，是导致人不舒适的主要因素，主要表象为头晕，心跳加速，心律无规则等类似晕车、晕机、晕船的感觉，有一部份的人害怕乘电梯，就是此原由。

舒适感的提高实质是克服惯性问题，即克服电梯轿厢起动运行和制动停止的过程，以上的过程在电气控制有专门领域去研究，这里不再详细讨论，如果是由变频器控制的话，可以通过设定电梯曳引电动机起动时的初始速度和加速时间来确定，停车时设定减速时间和低速爬行速度来达到控制的要求。变频器的调速范围比较宽可以实现由零开始，从而克服惯性冲击和离心力造成的不舒适。在电梯控制方面已有大量的应用。变频器工作原理和应用技术请参考有关的资料在这里边不再详细阐述。

电梯的主要控制包括召梯、选层、减速、平层停站、开门、关门。以集选控制客梯为例，其能按乘客的意图运行，主要是由厅外召梯电路、轿厢内选层电路，定向电路、减速平层电路、门开关电路、主拖动电路（如用变频器控制结构将会大大简化）等控制电路互相协调运行的结果。厅外召梯（上召、下召），轿厢内选层控制电路和召梯消号，定向控制电路的定向、减速平层控制电路的减速、平层。等控制操作，从控制逻辑分析楼层感应开关（反映电梯轿厢实际位置）是不能没有的，只有把电梯轿厢实际位置反馈到控制系统上去。控制系统才能根据厅外召梯信号、轿厢内选层信

图1-2

号控制曳引电动机拖动电梯轿厢作出正确的运行方向。能不能换另一种检测方式，把直接检测换成间接检测呢？如果可以的话改良后不采用直接电梯轿厢位置检测，而是采用间接位置检测，那么电梯控制结构将如图1-2所示，每层不需再安装层感应开关了，电器元件大大减少了，施工方便了，电器触点减少了，硬件投入减少了。安装施工方便简单了，控制电路可靠性高了，可见综合经济、性能指标都有较大幅度的提高。

通过以上分析，电梯控制上大量使用的楼层、平层感应器的控制技术是落后的，用其它控制技术取代是势在必行的、必要的，在电梯智能化控制、节约安装、维护经费等方面具有一定参考价值。

参考文献：

[1]FX2NPLC使用手册.

[2]电梯维修培训讲义.