淺談電梯的樓層、平層感應器取代的必要性

伍思洪

摘要：在電氣實訓實習教學過程中，發現即使使用了PLC，對電梯的運行控制還是比較復雜。表現在以下兩方面,一是各層感應開關較多， 外圍元件電氣觸點多故障率高,占用PLC輸入的點數較多,尤其是超高層建筑問題更加突出。二是各層感應開關安裝施工難度較大，維護困難。

關鍵詞：電梯控制；PLC

隨著社會的發展，現代化城市建設不斷完善、規范，都市人的生活水平、物質需求越來越高，住房逐漸向著大面積化發展。要滿足以上的物質追求一是大面積征用土地，二是向空間發展提高單位占地面積的利用率。根據我國的國情，加上耕地保護法、禁止在大中城市興建別墅等相關法規的不斷完善和推行，前者顯然是行不通的，城市建設只能向空間發展。試想高層住宅如無電梯，其經濟地位、家居是否人性化是顯而易見的。聰明的房地產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，樓宇必須向空間發展并平民化。樓宇向空間發展并使其平民化必須配置性能價格比最優越的電梯。即高層樓宇建設離不開安全、舒適的電梯，電梯要進入普通家庭，其造價、運行、安裝、維護等費用都必需盡可能降低。電梯造價由廠家根據市場的需求和設備的控制技術、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，養車難”、“小數怕長計”的道理。要把電梯運行經費（主要是安裝、維護、維修經費）特別是維護經費盡量最大限度地降下來，以目前電梯所使用的傳統控制、安裝技術；即使使用了PLC（可編程控制器）技術、變頻技術等新技術使電梯的自動化控制程度進一步提高，電器元件和觸頭大量減少。但樓層感應器（上行減速、下行減速和平層）。電梯平層感應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，每層設置安裝兩個層感應器來計算，作為電氣從業人員大家都明白這是一個什么概念。電氣元件多經濟投入就重了；開關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，極容易產生接觸不良、機械疲勞等故障，故故障率較高。可以說觸一及百，但從常規的控制理念分析，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來進行改良呢？前者如采用光電開關、霍爾開關（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行施工安裝和調整，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備的現場位置，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，檢測的參數可以是電量的參數或非電量的參數。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，每個樓層感應器都占用一個或兩輸入端子，當層數較多時，還是采用常規的控制理念的話，PLC 輸入的端口的占用是不能忽視的，PLC的I/O點數多少是其性能強弱的重要技術參數，其與PLC的價格是成正比的，通常I/O點數越多PLC的價格越高。如何在電氣自動化控制設計過程中，盡可能減少占用PLC的I/O點數，盡可能使用中小型的PLC來完成或達到同樣功能、比較復雜的控制電路，是電氣設計技術人員首先要考慮的問題。

問題是客觀存在的。要想進一步減少電器元件、觸頭和減少占用PLC的輸入點數，就要考慮能不能不用樓層感應器、電梯平層感應器等物理元器件。改用虛擬電器元件，但如果不用感應器等物理元器件，那電梯的到站、到站是否準確、什么時間、什么位置減速、停車等等控制技術問題如何解決。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生的物理現象，從生理角度分析，是導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域去研究，這里不再詳細討論，如果是由變頻器控制的話，可以通過設定電梯曳引電動機起動時的初始速度和加速時間來確定，停車時設定減速時間和低速爬行速度來達到控制的要求。變頻器的調速范圍比較寬可以實現由零開始，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用。變頻器工作原理和應用技術請參考有關的資料在這里邊不再詳細闡述。

電梯的主要控制包括召梯、選層、減速、平層停站、開門、關門。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、轎廂內選層電路，定向電路、減速平層電路、門開關電路、主拖動電路（如用變頻器控制結構將會大大簡化）等控制電路互相協調運行的結果。廳外召梯（上召、下召），轎廂內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開關（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上去。控制系統才能根據廳外召梯信號、轎廂內選層信

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，那么電梯控制結構將如圖1-2所示，每層不需再安裝層感應開關了，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，可見綜合經濟、性能指標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、平層感應器的控制技術是落后的，用其它控制技術取代是勢在必行的、必要的，在電梯智能化控制、節約安裝、維護經費等方面具有一定參考價值。

參考文獻：

[1]FX2NPLC使用手冊.

[2]電梯維修培訓講義.