中心議題:

• 探討靜磁柵位移傳感器在電梯控製係統中的應用

解決方案:

• 采用先進先出隊列或隨機邏輯控製
• 采用PLC控製靜磁柵位移傳感器實現電梯平層控製

1 電梯控製簡介

電梯是現代建築內關係到人民生命財產安全的重要交通工具。如何提高電梯的運行效率、降低電梯能耗以及減少機械磨損、延長電梯的使用壽命，都是非常重要的研究課題。電梯是樓層用以固定提升的成套設備
，具有安全可靠、乘坐舒適
、停層準確
、操作簡便、運輸效率高等特點。它由提升曳引係統、引導係統、安全裝置和電控係統組成。

目前電梯的控製普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控製單元，完成電梯信號的采集、運行狀態和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控製則由變頻器來完成；第二種控製方式用可編程控製器（PLC）取(qu)代(dai)微(wei)機(ji)實(shi)現(xian)信(xin)號(hao)集(ji)選(xuan)控(kong)製(zhi)。從(cong)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)和(he)性(xing)能(neng)上(shang)來(lai)說(shuo)，這(zhe)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)並(bing)沒(mei)有(you)太(tai)大(da)的(de)區(qu)別(bie)。國(guo)內(nei)廠(chang)家(jia)大(da)多(duo)選(xuan)擇(ze)第(di)二(er)種(zhong)方(fang)式(shi)，其(qi)原(yuan)因(yin)在(zai)於(yu)生(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)較(jiao)小(xiao)，自(zi)己(ji)設(she)計(ji)和(he)製(zhi)造(zao)微(wei)機(ji)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)；而PLC可靠性高，程序設計方便靈活。本設計在用三菱 FX2係列PLC控製靜磁柵位移傳感器實現電梯平層控製。

靜磁柵位移傳感器在電梯控製係統中的作用為電梯平層控製的調整，電控係統是電梯的“中樞神經”，其質量的好與壞直接影響電梯質量。客梯和醫用梯都講究乘坐舒適，而舒適感與運行時間有關。要想乘坐舒適，就要延長加、減(jian)速(su)時(shi)間(jian)，因(yin)而(er)使(shi)運(yun)行(xing)時(shi)間(jian)隨(sui)之(zhi)延(yan)長(chang)，電(dian)梯(ti)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)降(jiang)低(di)。所(suo)以(yi)，為(wei)了(le)使(shi)電(dian)梯(ti)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)，加(jia)減(jian)速(su)度(du)應(ying)該(gai)有(you)一(yi)個(ge)合(he)適(shi)的(de)限(xian)度(du)，而(er)且(qie)變(bian)化(hua)要(yao)平(ping)穩(wen)
，這(zhe)就(jiu)對(dui)電(dian)控(kong)係(xi)統(tong)提(ti)出(chu)了(le)如(ru)下(xia)要(yao)求(qiu)：

安全可靠，排除故障方便，在滿足使用要求前提下，線路越簡單越好。
噪聲和振動小，選擇元件要合理，電磁聲不能大
，安裝零件的結構件要有足夠剛度
，且有防鬆措施。
能適應頻繁起動、停止、調整及換向的工作要求
，調速性能好，工作方式易於轉換。加、減速和等速要平穩
，速度曲線平滑
，到站前無微動。
能實現自動平層，且平層必須準確。
能適應在較大範圍內變動地提升載荷，能重載起動。
根據電梯運行的特點及以上要求
，電梯的運行速度應當符合圖1所示曲線。平層誤差應符合表1規定。 2 靜磁柵位移傳感器簡介

靜磁柵位移傳感器由“靜磁柵源”和“靜磁柵尺”兩部分結合使用。“靜磁柵源”使用鋁合金壓封無源釹鐵硼磁柵組成磁柵編碼陣列；“靜磁柵尺”用yong內nei藏zang嵌qian入ru式shi微wei處chu理li器qi係xi統tong的de特te製zhi高gao強qiang度du鋁lv合he金jin管guan材cai封feng裝zhuang，使shi用yong開kai關guan型xing霍huo爾er傳chuan感gan器qi件jian組zu成cheng霍huo爾er編bian碼ma陣zhen列lie，鋁lv合he金jin管guan材cai外wai部bu使shi用yong防fang氧yang化hua鍍du塑su處chu理li。“靜磁柵源”沿“靜磁柵尺”軸線作無接觸（相對間隙寬容度和相對姿態寬容度達50mm）相對運動時，由“靜磁柵尺”jiexichushuzihuaweiyixinxi，zhijiechanshenggaoyuhaomishuliangjideweiyiliangshuzixinhao。chongfenfajueqianrushiweichuliqideziyuan，jiangshujugengxinsudutigaodaohaomiaoshuliangji
，yibiannengshiying5m/S以下運動速度的位移響應。 3 產品綜合特點

使用壽命長:無接觸檢測位置及角度
，避免了機械損傷，理論上無壽命極限;
抗惡劣環境:－40℃至＋100℃工作溫度範圍，連續高粉塵
、泥漿

、水下及高撞擊
、 強振動工作環境;
直接絕對型測量:直接指示位移毫米數或旋轉角度數，無需換算，不怕掉電
，任意定位控製;
量程極長
，分辨率適中:260毫米-2000米長度量程，分辨率0.2mm-1mm;
極豐富的數據接口:4-20mA、1-5V等模擬量輸出
，各類串並行數據接口以及 PROFIBUS等各種現場總線;
安裝維護方便:在保持適度間隙的條件下,無約束安裝運行。
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4 PLC控製靜磁柵位移傳感器實現電梯平層控製

要使電梯到達平層區域後能自動平層，必須有一套自動控製係統，即電梯的自動控製裝置。該裝置的控製部分是靜磁柵位移傳感器
，以30層電梯為例，安裝圖如下圖所示。
上圖所示轎廂處於地下層上麵的第一層，靜磁柵源安裝於電梯井道和室外層平行
，每層一個，靜磁柵尺安裝於轎廂上，長度為1.2米，地下層安裝兩個靜磁柵源，用於檢測轎廂是否到底位和運動方向。

由於電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、xingchengxinhaojinxingkongzhi
，erloucenghejiaoxiangdehujiaoshisuijide

，yinci
，xitongkongzhicaiyongsuijiluojikongzhi。jizaiyishunxuluojikongzhishixiandiantidejibenkongzhiyaoqiudejichushang
，genjusuijideshuruxinhao
，yijidiantidexiangyingzhuangtaishishidekongzhidiantideyunxing。lingwai，jiaoxiangdeweizhishiyoujingcizhaweiyichuanganqiqueding，bingsong PLC的計數器來進行控製。同時，每層樓設置一個靜磁柵源用於檢測係統的樓層信號。

a. 當電梯定向上行時
，靜磁柵尺上行方向檢測到靜磁柵源，抱閘打開，電梯上行。當轎廂碰到上強迫換速開關時，PLC內部鎖存繼電器得電吸合，定時器Tim10
、Tim11開kai始shi定ding時shi
，其qi定ding時shi的de時shi間jian長chang短duan可ke視shi端duan站zhan層ceng距ju和he梯ti速su設she定ding。上shang強qiang迫po換huan速su開kai關guan動dong作zuo後hou，電dian梯ti由you快kuai車che運yun行xing轉zhuan為wei慢man車che運yun行xing
，正zheng常chang情qing況kuang下xia，上shang行xing平ping層ceng時shi電dian梯ti應ying停ting車che。如ru果guo轎jiao廂xiang未wei停ting而er繼ji續xu上shang行xing
，當dangTim10設(she)定(ding)值(zhi)減(jian)到(dao)零(ling)時(shi)，其(qi)常(chang)閉(bi)點(dian)斷(duan)開(kai)，慢(man)車(che)接(jie)觸(chu)器(qi)和(he)上(shang)行(xing)接(jie)觸(chu)器(qi)失(shi)電(dian)，電(dian)梯(ti)停(ting)止(zhi)運(yun)行(xing)。在(zai)驕(jiao)廂(xiang)碰(peng)到(dao)上(shang)強(qiang)迫(po)換(huan)速(su)開(kai)關(guan)後(hou)，由(you)於(yu)某(mou)些(xie)原(yuan)因(yin)電(dian)梯(ti)未(wei)能(neng)轉(zhuan)為(wei)慢(man)車(che)運(yun)行(xing)，及(ji)快(kuai)車(che)運(yun)行(xing)接(jie)觸(chu)器(qi)未(wei)能(neng)釋(shi)放(fang)，當(dang)Tim11　shedingzhijiandaolingshi

，qichangbidianduankai，kuaicheyunxingjiechuqiheshangxingjiechuqijunshidian
，diantitingzhiyunxing。yinci
，buguanshimancheyunxinghaishikuaicheyunxing
，zhiyaoshangqiangpohuansukaiguanfachuxinhao，bulunduanzhanqitabaohukaiguanshifoudongzuo
，jiezhuTim10和Tim11均能使電梯停止運行，從而使電梯端站保護更加可靠。

b. 當電梯需要下行，隻要有了選梯指令
，下行方向繼電器得電其常開點閉合，鎖存繼電器被複位，Tim10和Tim11均失電，其常閉點閉合為電梯正常下行做好了準備。下端站的保護原理與上端站保護類似不再重複。

c. 樓層計數采用相對計數方式。運行前通過自學習方式，測出相應樓層高度脈衝數，對應30層電梯分別存入30個內存單元DM06～DM21。樓層計數器（CNT46）為一雙向計數器，當到達各層的樓層計數點時
，根據運行方向進行加1或減1計數。運行中，高速計數器累計值實時與樓層計數點對應的脈衝數進行比較，相等時發出樓層計數信號，上行加1
，下行減1。為防止計數器在計數脈衝高電平期間重複計數，采用樓層計數信號上沿觸發樓層計數。

d. danggaosujishuqizhiyukuaisuhuansudianduiyingdemaichongshuxiangdengshi，ruodiantichuyukuaisuyunxingqiebencengyouxuancengxinhao，fakuaisuhuansuxinhao。ruodiantizhongsuyunxinghuosuikuaisuyunxingdanbencengwuxuancengxinhao
，zebufahuansuxinhao。

e. 門區信號；當高速計數器CNT47數值在門區所對應脈衝數範圍內時，發門區信號。　

5 軟件設計特點

根據電梯所處的位置和運行方向
，在編程中，采用了四個優先級隊列

，即上行優先級隊列、上行次優先級隊列、下行優先級隊列、下xia行xing次ci優you先xian級ji隊dui列lie。其qi中zhong，上shang行xing優you先xian級ji隊dui列lie為wei電dian梯ti向xiang上shang運yun行xing時shi，在zai電dian梯ti所suo處chu位wei置zhi以yi上shang樓lou層ceng所suo發fa出chu的de向xiang上shang運yun行xing的de呼hu叫jiao信xin號hao，該gai呼hu叫jiao信xin號hao所suo對dui應ying的de樓lou層ceng靜jing磁ci柵zha源yuan存cun放fang的de寄ji存cun器qi所suo構gou成cheng的de陣zhen列lie。上shang行xing次ci優you先xian級ji隊dui列lie為wei電dian梯ti向xiang上shang運yun行xing時shi，在zai電dian梯ti所suo處chu位wei置zhi以yi下xia樓lou層ceng所suo發fa出chu的de向xiang上shang運yun行xing的de呼hu叫jiao信xin號hao，該gai呼hu叫jiao信xin號hao所suo對dui應ying的de樓lou層ceng靜jing磁ci柵zha源yuan存cun放fang的de寄ji存cun器qi所suo構gou成cheng的de隊dui列lie。控kong製zhi係xi統tong在zai電dian梯ti運yun行xing中zhong實shi時shi排pai列lie的de四si個ge優you先xian級ji陳chen列lie，為wei實shi現xian隨sui機ji邏luo輯ji控kong製zhi提ti供gong了le基ji礎chu。

采用先進先出隊列

，根據電梯的運行方向

，將同向的優先級隊列中的非零單元（有呼叫時此單元為七零單元，無呼叫時則此單元為零）送入寄存器隊列（先進先出隊列FIFO），利用先進先出讀出指令SFRDP指令，將FIFO第一個單元中的數據送入比較寄存器。

采用隨機邏輯控製，當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該樓層是否有同向的呼叫信號（上行呼叫標誌寄存器、下行呼叫標誌寄存器、有呼叫請求時，相應寄存器為l
，否則為0），如有
，將相應的寄存器的脈衝數與比較寄存器進行比較，如相同
，則在該樓層減速停車：ruguobuxiangtong，zejianggaijicunqishujusongrubijiaojicunqi，bingjiangyuanbijiaojicunqishujubaocun，zhixinggailoucengdejiansutingche。gaidongzuowanbihou，jiangbeibaocundeshujuzhongxinsongrubijiaojicunqi
，yishixiansuijiluojikongzhi。

6 結束語

采用三菱FX2係列PLC控製靜磁柵位移傳感器實現電梯平層控製。可實現電梯控製的智能化，電梯運行舒適感好，啟動

、減速、平層的舒適感不因轎廂負載的變化而變化，取得了令人滿意的效果。