沈陽(yáng)長(zhǎng)白高新技術(shù)有限公司 李 野

關(guān)于在電梯控制系統(tǒng)上附加到站燈系統(tǒng)的研發(fā)

沈陽(yáng)長(zhǎng)白高新技術(shù)有限公司 李 野

各個(gè)電梯廠家研發(fā)銷售的到站燈系統(tǒng)價(jià)格昂貴，因此用戶訂貨時(shí)一般都避開(kāi)它。但有些用戶為了候梯大廳的裝簧美觀和乘客的使用需要，在電梯正常使用后追加這項(xiàng)功能，為了滿足這部分用戶的需要，我們開(kāi)發(fā)了這個(gè)到站鐘系統(tǒng)。

電梯 到站燈 研發(fā)

一、研發(fā)背景

我們的第一個(gè)附加到站燈的工作是對(duì)東芝電梯進(jìn)行的研發(fā)改造，取得了預(yù)期的效果，功能可靠穩(wěn)定，后來(lái)的這方面業(yè)務(wù)都是用這個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)原理推廣開(kāi)來(lái)，實(shí)踐證明對(duì)其他品牌電梯也同樣適用。

北京的鵬龍大廈是北汽投集團(tuán)屬下的一個(gè)商住大廈，里面辦公的公司大多屬于北汽投集團(tuán)，大廈常駐辦公人員超過(guò)2000人，各層層間交流頻繁，工作人員需要方便快捷地乘坐電梯。

鵬龍大廈，地上27層地下2層大廈內(nèi)共有四部東芝電梯，廠家已做了群管理控制，也就是在廳外呼梯，邏輯上靠近的一臺(tái)電梯會(huì)響應(yīng)這個(gè)呼梯，但在到達(dá)該層之前，電腦會(huì)反復(fù)進(jìn)行比較、排序，最后到達(dá)的那臺(tái)電梯一定是邏輯上最靠近的那臺(tái)電梯。乘客就需要知道哪個(gè)電梯快要來(lái)了，然后到那個(gè)電梯口排隊(duì)等候，以便更快地乘用電梯。這就需要有個(gè)提前3～6秒的到梯提示，也就是需要電梯到站燈的功能。

二、系統(tǒng)的組成與應(yīng)用

到站燈的控制系統(tǒng)由電腦主控制板、檢測(cè)板、輸出層顯控制板、輔助配件及其連接電纜組成。電腦主控制板是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。我們?cè)瓉?lái)考慮要用PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制，因?yàn)镻LC系統(tǒng)具有很好的可靠性。如果機(jī)房用PLC系統(tǒng)到站燈主控制板，那么下面每層層顯控制板也得用PLC的層顯控制板，四部電梯需要112塊PLC板，按每塊1000元計(jì)算，多支出成本11萬(wàn)6千元，我們研發(fā)這個(gè)到站燈系統(tǒng)主要是為了降低成本，而用PLC板的支出成本大幅增加；而且我們到站燈的控制系統(tǒng)，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)其可靠性也夠用。所以我們舍棄用PLC系統(tǒng)的方案，選擇使用單片機(jī)系統(tǒng)的方案。

電腦主控制板的CPU板與層顯控制板之間采用485總線通訊方式，為什么采用485總線的通訊方式呢？因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通訊可靠。電腦主控制板具有編碼器接口、顯示接口、鍵盤接口、通訊接口、電源接口。電腦主控制板的軟件主要采用C語(yǔ)言編程，為什么使用C語(yǔ)言編程呢？因?yàn)橛肅語(yǔ)言編程效率高。

檢測(cè)板用于檢測(cè)編碼器信號(hào)，以取得電梯的位置。剛開(kāi)始時(shí)準(zhǔn)備加裝光電傳感器檢測(cè)曳引機(jī)的曳引輪的信號(hào)，可確認(rèn)電梯的位置。但這個(gè)方法一是安裝施工麻煩，比較費(fèi)事。二是日久容易受灰塵影響，引起檢測(cè)信號(hào)不準(zhǔn)，從而造成到站燈控制信號(hào)混亂。所以這個(gè)方案被否定了。還有個(gè)方法是裝光電傳感器于限速器旁，檢測(cè)限速器的輪信號(hào)，以確定電梯的位置。但也面臨同樣的兩個(gè)問(wèn)題，所以也給否定了。我們最后采用在電梯電動(dòng)機(jī)軸頭的光電旋轉(zhuǎn)編碼器上想辦法取信號(hào)的方式。電梯的旋轉(zhuǎn)編碼器是增量型的，它有電源線兩根，＋sin線、－sin線各一根，＋cos線、－cos線各一根，單轉(zhuǎn)脈沖正、負(fù)各一根，我們?nèi)〉氖牵玸in線、＋cos線及電源的負(fù)極，取這三根線后可知電梯的確切位置、速度、加速度、運(yùn)行方向。

通過(guò)對(duì)電梯運(yùn)行的監(jiān)測(cè)，我們知道了電梯運(yùn)行的速度、加速度與電梯位置的關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于快速電梯，它在?？壳暗?～6秒開(kāi)始減速，而這個(gè)時(shí)間提前量正符合到站燈的工作時(shí)間。我們有效地抓住了這個(gè)突破口，在電梯速度一發(fā)生變化時(shí)，即電梯從穩(wěn)速馬上一有加速度時(shí)，我們馬上判斷出電梯將要在哪一層停靠，然后給那層的到站燈發(fā)出工作信號(hào)，到站燈便一閃一閃地提示廳外候梯者，這臺(tái)電梯要到了，再有3～6秒這臺(tái)電梯就會(huì)停靠在本層。

這里面有個(gè)難點(diǎn)就是判斷到站燈的方向。到站燈之所以叫“到站燈”而不叫“方向燈”，是因?yàn)榫烤故堑秸緹舻纳戏较驘袅吝€是下方向燈亮，這里面有個(gè)選擇問(wèn)題。我們用了一個(gè)多月才解決此問(wèn)題。怎樣解決的呢？需要跟東芝電梯的控制信號(hào)有效地結(jié)合起來(lái)。我們用邏輯分析儀來(lái)分析東芝電梯的通訊協(xié)議，通過(guò)一個(gè)多月的追蹤，終于掌握了東芝電梯的通訊協(xié)議。在通訊協(xié)議的規(guī)則下，我們就知道了電梯到達(dá)某層的下次運(yùn)行的方向，于是那個(gè)方向的到站燈亮，乘客得到了有效的指示，如當(dāng)某一層同時(shí)間來(lái)了兩臺(tái)電梯，一臺(tái)上行一臺(tái)下行，相應(yīng)方向的到站燈各自亮了，那么想上行的人就去上到站燈亮了的那臺(tái)電梯旁候梯，想下行的人就去下到站燈亮了的那臺(tái)電梯旁候梯，這就達(dá)到了“到站燈物盡其用，乘客各得其所”的效果。

輸出層顯控制板也是一個(gè)單片機(jī)，由顯示接口、通訊接口、電源接口幾部分組成。電源采用的是DC24V，從呼梯電源上并聯(lián)而得。通訊仍然是485總線結(jié)構(gòu)，就是串行通訊，采用1平方毫米的雙絞線，從機(jī)房甩到井道底部，從上到下通過(guò)了整個(gè)井道。每層放置一個(gè)輸出層顯控制板，放在電梯固定電纜的分線盒中。從顯示接口出來(lái)兩組線，每組線接到一個(gè)到站燈上，一上一下兩個(gè)到站燈共用兩組線。

輔助配件是安裝在一樓門道上的一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，靠它與電梯開(kāi)關(guān)門結(jié)合作用，讓電梯每到一樓一次就數(shù)據(jù)復(fù)位一次。這個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)位很重要，如果不做頻繁的數(shù)據(jù)復(fù)位，到站燈會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)層閃爍等控制混亂的狀態(tài)。

三、系統(tǒng)的調(diào)試與檢查

當(dāng)把硬件、軟件都安裝好后，就要進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試。首先調(diào)好通訊，用一個(gè)輔助程序來(lái)處理，調(diào)整好后，層顯控制板才能正常工作。然后進(jìn)行手動(dòng)自學(xué)習(xí)，來(lái)檢測(cè)到每一層光電旋轉(zhuǎn)編碼器的計(jì)數(shù)值，通過(guò)這些計(jì)數(shù)值來(lái)確定電梯所在的樓層。

調(diào)試后是檢查驗(yàn)收。檢查測(cè)試是單層測(cè)試、幾層測(cè)試與多層測(cè)試，觀察每層的到站燈是不是按層閃爍及對(duì)層入座地閃爍。然后盡量多地運(yùn)行電梯，可在電梯主控制板上設(shè)好參數(shù)，讓電梯自動(dòng)反復(fù)運(yùn)行，過(guò)一天后再觀察到站燈的閃爍亂不亂層、是不是還是對(duì)號(hào)入座地閃爍。我們的檢查驗(yàn)收非常順利，沒(méi)出現(xiàn)錯(cuò)層、亂層的到站燈閃爍現(xiàn)象，這主要?dú)w功于手動(dòng)自學(xué)習(xí)做的成功。

四、系統(tǒng)的回顧

通過(guò)三個(gè)月的研發(fā)、施工與測(cè)試，一個(gè)完整的電梯附加到站燈系統(tǒng)如期順利地交付給用戶使用，到現(xiàn)在已使用三年多的時(shí)間了，從沒(méi)壞過(guò)，可見(jiàn)它的質(zhì)量是經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn)的。

[1]何立民.MCS—51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).系統(tǒng)配置與接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，199[1]3

[2]杜樹(shù)春.單片機(jī)C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程實(shí)例詳解，北京航空航天大學(xué)出版社，2006.06