一种新型的自动化车间电梯

陈敏儿

为了厂房面积的高效利用和货物的运输便利，电梯早已成为工厂里标配的运输设备，可载人也可以运送货物。随着工业自动化的发展，工厂内的物流配送系统广泛应用了AGV小车作为运输工具。进一步的，需要将电梯纳入工厂自动物流配送的一部分，让AGV自主搭乘电梯，实现AGV的跨楼层配送。

然而，在现有自动化车间内，由于物料的运输需求，AGV小车是多点网络式分布持续运转的，电梯设备不属于AGV系统统一操作的部分。同时，当出现多台AGV同时有跨楼层运输需求且需要搭乘同一部电梯的情况时，也无法合理应对。因此，在本文中笔者介绍了一种能够适用于AGV小车自动搭乘的电梯，能够在不改动普通电梯电气结构的情况下，通过电梯和AGV的通信实现自动调度，使自动化车间中的AGV能够高效有序的使用电梯进行跨楼层运输，提升运输效率。

1、新型的自动化车间电梯的结构

电梯在原有的普通电梯基础上，增加了轿厢内外接近开关、无线呼梯装置、光电传感器和无线操纵箱；接近开关设置在各层的电梯轿门外侧以及电梯轿厢内，用于检测AGV的到达侯梯区域以及到达轿厢内情况，检测到AGV接近电梯层门并停留后，激活无线呼梯装置；无线呼梯装置安装在普通电梯的各楼层召唤箱旁或召唤箱内；无线呼梯装置与电梯主控制器通过CAN 总线连接，无线呼梯装置与原电梯召唤箱呼梯优先级一致，在接近开关动作前处于待机状态；无线呼梯装置通过低功耗无线网络与AGV通讯，其通讯方式可采用无线通信技术，包括Zigbee、wifi、射频技术；光电传感器设置在各层的电梯层门外，用于检测电梯门的开合情况和电梯开门是否到位；无线操纵箱安装在电梯的轿厢操纵箱内或操纵箱一侧，位于轿厢内的接近开关检测到AGV进入轿厢后，激活无线操纵箱；无线操纵箱与电梯主控制器通过CAN总线连接，无线操纵箱的优先级与原电梯操纵箱一致，在轿厢内接近开关动作激活前处于待机状态；无线操纵箱能够与AGV通过无线网络通讯，其通讯方式与无线呼梯装置相同；无线操纵箱具有楼层信号输入、开关门信号输入和报警信号输入的功能，通过CAN总线发送给电梯主控制器，其基本功能与电梯操纵箱相同；电梯主控制器通过CAN总线向无线操纵箱发送开关门到位信号以及电梯到达平层信号。

2、新型的自动化车间电梯的通信原理

若AGV采用磁道航，激光导航，RFID定位等导航方式实现AGV小车的自动行驶，自动化车间电梯还需按实际需求在轿厢内铺设磁条，或轿门处、轿厢内设置激光反射板，RFID读写设备等，具体情况视导航方式决定。接近开关设置在各层的电梯轿门一侧，以及电梯轿厢内，用于检测AGV的到达轿厢内以及到达侯梯区域情况，检测到AGV接近电梯层门并停留后，激活无线呼梯装置。无线呼梯装置安装在普通电梯的各楼层召唤箱旁或召唤箱内。无线呼梯装置与电梯主控制器通过CAN 总线连接，无线呼梯装置与原电梯召唤箱呼梯优先级一致，在接近开关动作前处于待机状态。无线呼梯装置通过低功耗无线网络与AGV通讯，其通讯方式可采用包括且不限于Zigbee，wifi，射频技术等无线通信技术。光电传感器设置在各层的电梯层门外，用于检测电梯门的开合情况，和电梯开门是否到位。无线操纵箱安装在电梯的轿厢操纵箱内或操纵箱一侧，上述位于轿厢内的接近开关检测到AGV进入轿厢后，激活无线操纵箱。无线操纵箱与电梯主控制器通过CAN总线连接，无线操纵箱的优先级与原电梯操纵箱一致，在轿厢内接近开关动作激活前处于待机状态。无线操纵箱能够与AGV通过无线网络通讯，其通讯方式与上述无线呼梯装置相同。无线操纵箱具有楼层信号输入，开关门信号输入，报警信号输入的功能，通过CAN总线发送给电梯主控制器，其基本功能与电梯操纵箱相同。电梯主控制器通过CAN总线向无线操纵箱发送开关门到位信号以及电梯到达平层信号。RFID读写设备通过标准接口RS232与无线呼梯装置连接。由于同一个工厂、车间中由于运输需求会采用不同尺寸的AGV小车，为了区分各个尺寸的AGV小车，可在使用前在AGV合理位置上贴附电子标签（电子标签采用无源背贴式电子标签，标签内储存所標识AGV的型号和尺寸信息），作为AGV色身份识别。RFID读写器在射频区域内可同时查询多个标签，并能正确区分各个标签。其作用为，通过读取储存在电子标签内的侯梯AGV身份信息发送至无线呼梯装置。根据轿厢深度，如轿厢在AGV不需要转弯的前提下能够容纳多台AGV同时搭乘，无线呼梯装置系统内预设能够容纳的AGV台数和组合方式，同一轿厢内同时乘梯AGV数量不应超过两台。 若侯梯的AGV的规格符合预设的多台AGV同时搭乘电梯，并且在电梯到达前同时处于侯梯位置。在电梯到平层开门后，按顺序依次进入轿厢。

3、新型的自动化车间电梯的优势

该自动化车间电梯结构设计简单，无需定制设计，只需要在普通电梯人机模块上增加通信模块和相关传感器，能够在不改动普通电梯电气结构的情况下，通过电梯和AGV的通信实现自动调度，使自动化车间中的AGV能够高效有序的使用电梯进行跨楼层运输，提升运输效率。减少自动化车间的人工干预程度，提升车间的自动化程度，解决垂直空间上物料运输的障碍。

4、结语

通过上述对新型自动化车间电梯从结构，通信方式、以及使用方式等几方面的介绍，可以发现，该电梯在轿厢、井道以及主机等方面并不需要进行过大的改造，可以通过现有的成熟无线通信技术，使得车间常用的运输工具AGV小车能自主的使用电梯。此外，还考虑到了不同通讯方式的应用，能够支持采用不同通讯方式的AGV小车的使用，具有比较强的竞争力和实用性。