電梯智能化控制技術探析

吳慶功

（青海省特種設備檢驗所，青海 西寧810008）

0 引言

電梯使用電力來驅動，2個剛性導軌在垂直方向的傾斜角度不超過15°，運行于導軌之間的轎廂用來輸送乘客及貨物，可以安裝在多層或高層建筑內，垂直運送乘客和貨物。與中國國民經濟的快速發展和全面實現小康社會的目標相適應，電梯成為人們生活中的重要運輸設備之一。與此同時，對電梯產品的智能化、綠色環保和節能要求也越來越高。

1 電梯智能化概述

在現代社會，電梯已經成為城市文明的象征。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運輸設備。電梯通過升降設備進行垂直運輸，其特征是在高層建筑中所占面積很有限。同時，電氣或其他控件可以將乘客或貨物安全、合理、有效地傳遞到不同的樓層。基于這些優點，在建筑領域，特別是高層建筑蓬勃興起的今天，電梯行業也進入了一個新的發展時期。

隨著計算機技術的發展，電子通信和自動化控制使智能大廈成為現實，電梯在智能大廈中起到重要交通工具的作用，其技術水平和智能化程度也越來越受到人們的重視。智能電梯應與智能大廈的自動化系統網絡互聯，例如樓宇控制系統、消防系統、安防監控系統等，這就使得具有接線簡單等優點的串行通信和信息傳輸技術在電梯控制系統中應用越來越多。總之，智能電梯的需求和技術發展全面進入了新時期。

目前，新技術在電梯中的應用主要包括以下幾個方面：（1）數字識別技術，即所有乘客進入電梯前要進行識別，包括人臉識別和指紋識別；（2）數字智能安全控制技術，即通過乘客識別系統、IC卡、數字監控設備，拒絕外來人員進入；（3）第4代無機房電梯技術，速度可以達到2.0m／s，最高可在30層以上使用；（4）雙向安全保護技術，包括雙向安全鉗、雙向限速器等；（5）快速安裝技術，改變了電梯傳統的安裝方法，可快速組裝；（6）節能技術，更節能環保。

2 電梯智能控制技術分析

2.1 IC卡控制技術

智能化住宅小區一卡通系統是以一種先進的非接觸智能卡技術為基礎，結合計算機通信技術、數據庫應用技術等先進技術的應用系統，可以實現小區物業管理、外來訪問、登記、查詢、電梯控制、停車場管理、購物、統計計費、娛樂消費的智能整合。從智能卡系統的使用角度可以將IC卡分為2種，一種是住宅安全卡，一種是電子錢包。目前，大型和中型小區大多配置了住宅安全卡系統，該系統包括訪問控制、電梯智能控制、電子巡更、停車管理等功能。其中，電梯智能控制系統在高檔辦公區域和住宅小區應用廣泛。一方面，它采用非接觸式、自動控制的IC卡技術，完全能滿足高檔住宅或辦公樓的高安全性要求，可以拒絕外來人員進入大樓，也可限制持卡人只能到達指定樓層，比以前防止建筑住宅或辦公區域被騷擾的任何方法都更有效；另一方面，它是一個完全獨立的系統，無需對原有的電梯系統進行復雜的改變，而只要對電梯按鈕面板進行簡單的接線，就可以用IC卡控制器實現對電梯的智能控制。因此，電梯智能控制系統適用于任何建筑，無論電梯是否已經投入運行，均可以方便地使用該技術。此外，當電梯智能控制系統發生故障時，僅需斷開IC卡控制器電源，電梯就可以恢復到正常運行狀態。正常使用狀態下，持卡住戶可以使用電梯，但在具體的管理情況下，可以設置電梯的自由開放期，在這段時間里，電梯智能控制系統開放所有的樓層，電梯恢復成普通電梯，任何人都可以正常使用電梯。IC卡電梯智能控制系統如圖1所示。控制系統采用無源節點連接，跟原來的電梯系統完全隔離，不會對電梯的性能有影響。當火災信號輸入或控制系統掉電，該系統自動離線，恢復成普通電梯正常使用。電梯設備采用RS485網絡，保證整個系統的可靠通信，有利于對整個系統進行統一管理。每層電梯控制器可控制多達4個電梯控制擴展板，每個電梯控制擴展板可控制多達16層電梯控制器，通過擴展可控制多達64層。使用非接觸式IC卡電梯系統，卡遺失時在管理軟件上可方便地掛失及補辦。

圖1 IC卡電梯智能控制系統圖

2.2 智能電梯的PLC控制

以往的繼電器控制方式使用中間繼電器和時間繼電器，需要有較大面積的房間，且運行故障率高，因而已逐漸被PLC控制方式所取代。目前比較先進的電梯也廣泛采用PLC進行邏輯控制及調壓調速或變頻控制。某5層建筑中5臺電梯的PLC控制系統如圖2所示，電梯由三相交流異步電機拖動，電機正轉，轎廂上行；電機反轉，轎廂下行。

圖2 PLC控制系統圖

電梯智能控制流程如圖3所示。在電梯運行軌道內有5個編碼為1～5的站點供轎廂停靠，在每1個停靠站安裝1個行程開關以檢測小車是否到達該站點。對轎廂的控制除了啟動按鈕和停止按鈕以外，還設有5個呼叫按鈕開關（HJ1～HJ5）分別與5個停靠站點相對應。電梯運動的控制過程如下：按下啟動按鈕，系統開始工作；按下停止按鈕，系統停止工作。當轎廂當前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕HJ的編碼時，轎廂向上運行，到呼叫按鈕HJ所對應的停靠站時停止；當轎廂當前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕HJ的編碼時，轎廂向下運行，到呼叫按鈕HJ所對應的停靠站時停止；當轎廂當前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕HJ的編碼時，轎廂保持不動。呼叫按鈕開關HJ1～HJ5應具有記憶功能。

圖3 電梯智能控制流程

2.3 電梯智能控制中的先進算法

采用先進的調度規則可使控制系統的調度方式及客流交通模式得到優化。現在的群控算法已不是單一地以“乘客等待時間短”為目標，而是采用模糊理論、神經網絡、遺傳算法、專家系統等方法，將要綜合考慮的因素全部納入群控系統，這些影響因素包括乘客心理和對未知狀況的評估決策。電梯的語音通知和信息顯示功能有利于最大限度地發揮轎廂的輸送能力。

3 結語

總之，智能化系統的建設和應用可以提高電梯的運行效率，節省住戶時間，提高人們的工作和生活效率。智能建筑技術的發展和普及使電梯行業成為建筑行業中一個重要的分支產業，當前，它正變得越來越重要，因此，對電梯智能控制技術進行深入研究具有非常重要的現實意義。

［1］李惠升.電梯控制技術［M］.北京：機械工業出版社，2008

［2］朱德文.智能控制電梯工程系統［M］.北京：中國電力出版社，2012