电梯位置检测及方向选择系统的自动控制与分析

【摘要】本文分析了电梯位置检测系统及方向选择系统实现自动控制的方法，阐述了其工作过程。

【关键词】电梯；位置检测系统；方向；自动控制

一、位置检测系统的装置和功能

（一）旋转编码器：电梯一般采用光电型旋转编码器。光电型旋转编码器是将曳引机轴上的角度量转换为数字脉冲信号输出的传感器。它由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。光栅盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出脉冲信号(方向脉冲)，换算后得出可以反映出轿厢运行距离的脉冲信号（计数脉冲）。每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

（二）平层检测装置：平层检测装置一般由轿顶的永磁感应开关和井道中，每层楼层的平层相对应的隔磁板所组成。电梯运行过程中，永磁感应开关经过隔磁板时切割磁力线，使永磁感应开关动作（一般为常闭点，使“1”变为“0”），并将该信号反馈给电梯控制系统。

（三）上下限位装置：上下限位装置有两个基本功能：（1）当轿厢越出顶层或底层位置后，上下限位开关动作，迫使电梯停止当前方向的运行。如下限位开关动作时，电梯向下禁止运行，但可以向上运行。（2）当电梯运行至上下限位开关并使之动作时，轿厢位置数据恢复基准值。上限位开关动作时，控制系统使用自学习时存储的上限位位置数据，替换当前旋转编码器采集的轿厢位置数据。这样可以校正电梯在运行过程中所产生的误差，确保电梯运行以及平层的精准。

二、方向系统概述

（一）方向选择：方向选择系统，是根据电梯所在位置以及（内选、外呼）呼梯信号，自动对下一次运行的方向进行选择。主要由内选、外呼及相关控制系统所组成。

（二）系统优先顺序：内选→外呼，上呼梯→下呼梯。

（三）控制系统方向选择数据处理基本方法：根据轿厢所在位置，得出内选与外呼的上、下方向选择数据，此数据与（内选、外呼）呼梯数据进行“与”逻辑判断，从而自动选择出电梯的运行方向。

如图1：假设轿厢在3层，得出内选上方向选择数据（11111000），内选下方向选择数据（00000011）；外呼上方向选择数据（11111100），外呼下方向选择数据（00000111）。如果内选为6层（00000010）：00000010AND11111000=00000000（上行不成立），00000010AND00000011=00000010（下行成立），电梯的方向选择为“下行”；如果7层的外呼为“上呼梯”（01000000）：01000000AND11111100=01000000（上行成立），01000000AND00000111=00000000（下行不成立），电梯的方向选择为“上行”；如果8层的外呼为“下呼梯”（10000000）： 10000000AND11111100=10000000（上行成立），10000000AND00000111=00000000（下行不成立），电梯的方向选择为“上行”。

（四）呼梯检索顺序：如图2：无方向性时，即无方向指令，轿厢停于某层时，呼梯检索顺序为：①→②→③→④→⑤→⑥。

有方向性时，即已有方向指令时，呼梯检索顺序为：上方向运行时：①→③→⑤；下行方向运行：②→④→⑥。

（五）方向选择方法：根据轿厢所在位置、运行方向以及（内选、外呼）呼梯数据信息，自动判断运行方向。

如图3所示，假设电梯在3层处并且向下运行，此时，4层有上方向外呼。电梯首先检索轿厢位置“3层”，读入呼梯信息“4层上行外呼”，由于电梯已处于下行方向运行，所以进行上呼梯检索“有上呼梯”，清除下行方向选择，确立上行方向选择，即电梯（平层后，改变运行方向）向上运行。假设电梯停于3层并且无任何方向选择，此时，4层有下方向外呼，电梯首先检索轿厢位置“3层”，读入呼梯信息“4层下行外呼”，由于电梯此前无任何方向选择，所以，先进行上呼梯检索“无上呼梯”，再进行下呼梯检索“有下呼梯”，确立下行方向选择，即电梯向下开始运行。

三、结语

综上所述，电梯通过旋转编码器与楼层平层检测装置、上、下限位置开关，并根据电梯所在位置以及（内选、外呼）呼梯信号，自动对下一次运行的方向进行选择。近些年来，自动控制理论及方法得到了迅速的发展。电梯运行的自动控制是保证其正常工作的最重要的环节。电梯在现代社会和各项经济活动中的作用越来越大，并已经成为城市物质文明的一种标志。（如下图1图2图3）

（作者单位：沈阳沈西燃气有限公司）