一種新型的自動化車間電梯

陳敏兒

為了廠房面積的高效利用和貨物的運輸便利，電梯早已成為工廠里標配的運輸設備，可載人也可以運送貨物。隨著工業自動化的發展，工廠內的物流配送系統廣泛應用了AGV小車作為運輸工具。進一步的，需要將電梯納入工廠自動物流配送的一部分，讓AGV自主搭乘電梯，實現AGV的跨樓層配送。

然而，在現有自動化車間內，由于物料的運輸需求，AGV小車是多點網絡式分布持續運轉的，電梯設備不屬于AGV系統統一操作的部分。同時，當出現多臺AGV同時有跨樓層運輸需求且需要搭乘同一部電梯的情況時，也無法合理應對。因此，在本文中筆者介紹了一種能夠適用于AGV小車自動搭乘的電梯，能夠在不改動普通電梯電氣結構的情況下，通過電梯和AGV的通信實現自動調度，使自動化車間中的AGV能夠高效有序的使用電梯進行跨樓層運輸，提升運輸效率。

1、新型的自動化車間電梯的結構

電梯在原有的普通電梯基礎上，增加了轎廂內外接近開關、無線呼梯裝置、光電傳感器和無線操縱箱；接近開關設置在各層的電梯轎門外側以及電梯轎廂內，用于檢測AGV的到達侯梯區域以及到達轎廂內情況，檢測到AGV接近電梯層門并停留后，激活無線呼梯裝置；無線呼梯裝置安裝在普通電梯的各樓層召喚箱旁或召喚箱內；無線呼梯裝置與電梯主控制器通過CAN 總線連接，無線呼梯裝置與原電梯召喚箱呼梯優先級一致，在接近開關動作前處于待機狀態；無線呼梯裝置通過低功耗無線網絡與AGV通訊，其通訊方式可采用無線通信技術，包括Zigbee、wifi、射頻技術；光電傳感器設置在各層的電梯層門外，用于檢測電梯門的開合情況和電梯開門是否到位；無線操縱箱安裝在電梯的轎廂操縱箱內或操縱箱一側，位于轎廂內的接近開關檢測到AGV進入轎廂后，激活無線操縱箱；無線操縱箱與電梯主控制器通過CAN總線連接，無線操縱箱的優先級與原電梯操縱箱一致，在轎廂內接近開關動作激活前處于待機狀態；無線操縱箱能夠與AGV通過無線網絡通訊，其通訊方式與無線呼梯裝置相同；無線操縱箱具有樓層信號輸入、開關門信號輸入和報警信號輸入的功能，通過CAN總線發送給電梯主控制器，其基本功能與電梯操縱箱相同；電梯主控制器通過CAN總線向無線操縱箱發送開關門到位信號以及電梯到達平層信號。

2、新型的自動化車間電梯的通信原理

若AGV采用磁道航，激光導航，RFID定位等導航方式實現AGV小車的自動行駛，自動化車間電梯還需按實際需求在轎廂內鋪設磁條，或轎門處、轎廂內設置激光反射板，RFID讀寫設備等，具體情況視導航方式決定。接近開關設置在各層的電梯轎門一側，以及電梯轎廂內，用于檢測AGV的到達轎廂內以及到達侯梯區域情況，檢測到AGV接近電梯層門并停留后，激活無線呼梯裝置。無線呼梯裝置安裝在普通電梯的各樓層召喚箱旁或召喚箱內。無線呼梯裝置與電梯主控制器通過CAN 總線連接，無線呼梯裝置與原電梯召喚箱呼梯優先級一致，在接近開關動作前處于待機狀態。無線呼梯裝置通過低功耗無線網絡與AGV通訊，其通訊方式可采用包括且不限于Zigbee，wifi，射頻技術等無線通信技術。光電傳感器設置在各層的電梯層門外，用于檢測電梯門的開合情況，和電梯開門是否到位。無線操縱箱安裝在電梯的轎廂操縱箱內或操縱箱一側，上述位于轎廂內的接近開關檢測到AGV進入轎廂后，激活無線操縱箱。無線操縱箱與電梯主控制器通過CAN總線連接，無線操縱箱的優先級與原電梯操縱箱一致，在轎廂內接近開關動作激活前處于待機狀態。無線操縱箱能夠與AGV通過無線網絡通訊，其通訊方式與上述無線呼梯裝置相同。無線操縱箱具有樓層信號輸入，開關門信號輸入，報警信號輸入的功能，通過CAN總線發送給電梯主控制器，其基本功能與電梯操縱箱相同。電梯主控制器通過CAN總線向無線操縱箱發送開關門到位信號以及電梯到達平層信號。RFID讀寫設備通過標準接口RS232與無線呼梯裝置連接。由于同一個工廠、車間中由于運輸需求會采用不同尺寸的AGV小車，為了區分各個尺寸的AGV小車，可在使用前在AGV合理位置上貼附電子標簽（電子標簽采用無源背貼式電子標簽，標簽內儲存所標識AGV的型號和尺寸信息），作為AGV色身份識別。RFID讀寫器在射頻區域內可同時查詢多個標簽，并能正確區分各個標簽。其作用為，通過讀取儲存在電子標簽內的侯梯AGV身份信息發送至無線呼梯裝置。根據轎廂深度，如轎廂在AGV不需要轉彎的前提下能夠容納多臺AGV同時搭乘，無線呼梯裝置系統內預設能夠容納的AGV臺數和組合方式，同一轎廂內同時乘梯AGV數量不應超過兩臺。 若侯梯的AGV的規格符合預設的多臺AGV同時搭乘電梯，并且在電梯到達前同時處于侯梯位置。在電梯到平層開門后，按順序依次進入轎廂。

3、新型的自動化車間電梯的優勢

該自動化車間電梯結構設計簡單，無需定制設計，只需要在普通電梯人機模塊上增加通信模塊和相關傳感器，能夠在不改動普通電梯電氣結構的情況下，通過電梯和AGV的通信實現自動調度，使自動化車間中的AGV能夠高效有序的使用電梯進行跨樓層運輸，提升運輸效率。減少自動化車間的人工干預程度，提升車間的自動化程度，解決垂直空間上物料運輸的障礙。

4、結語

通過上述對新型自動化車間電梯從結構，通信方式、以及使用方式等幾方面的介紹，可以發現，該電梯在轎廂、井道以及主機等方面并不需要進行過大的改造，可以通過現有的成熟無線通信技術，使得車間常用的運輸工具AGV小車能自主的使用電梯。此外，還考慮到了不同通訊方式的應用，能夠支持采用不同通訊方式的AGV小車的使用，具有比較強的競爭力和實用性。