關于在電梯控制系統(tǒng)上附加到站燈系統(tǒng)的研發(fā)

沈陽長白高新技術有限公司 李 野

關于在電梯控制系統(tǒng)上附加到站燈系統(tǒng)的研發(fā)

沈陽長白高新技術有限公司 李 野

各個電梯廠家研發(fā)銷售的到站燈系統(tǒng)價格昂貴，因此用戶訂貨時一般都避開它。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功能，為了滿足這部分用戶的需要，我們開發(fā)了這個到站鐘系統(tǒng)。

電梯 到站燈 研發(fā)

一、研發(fā)背景

我們的第一個附加到站燈的工作是對東芝電梯進行的研發(fā)改造，取得了預期的效果，功能可靠穩(wěn)定，后來的這方面業(yè)務都是用這個項目的研發(fā)原理推廣開來，實踐證明對其他品牌電梯也同樣適用。

北京的鵬龍大廈是北汽投集團屬下的一個商住大廈，里面辦公的公司大多屬于北汽投集團，大廈常駐辦公人員超過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，邏輯上靠近的一臺電梯會響應這個呼梯，但在到達該層之前，電腦會反復進行比較、排序，最后到達的那臺電梯一定是邏輯上最靠近的那臺電梯。乘客就需要知道哪個電梯快要來了，然后到那個電梯口排隊等候，以便更快地乘用電梯。這就需要有個提前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)的組成與應用

到站燈的控制系統(tǒng)由電腦主控制板、檢測板、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單片機系統(tǒng)。我們原來考慮要用PLC系統(tǒng)進行控制，因為PLC系統(tǒng)具有很好的可靠性。如果機房用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元計算，多支出成本11萬6千元，我們研發(fā)這個到站燈系統(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)，用單片機實現(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？因為它結構簡單，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語言編程，為什么使用C語言編程呢？因為用C語言編程效率高。

檢測板用于檢測編碼器信號，以取得電梯的位置。剛開始時準備加裝光電傳感器檢測曳引機的曳引輪的信號，可確認電梯的位置。但這個方法一是安裝施工麻煩，比較費事。二是日久容易受灰塵影響，引起檢測信號不準，從而造成到站燈控制信號混亂。所以這個方案被否定了。還有個方法是裝光電傳感器于限速器旁，檢測限速器的輪信號，以確定電梯的位置。但也面臨同樣的兩個問題，所以也給否定了。我們最后采用在電梯電動機軸頭的光電旋轉編碼器上想辦法取信號的方式。電梯的旋轉編碼器是增量型的，它有電源線兩根，＋sin線、－sin線各一根，＋cos線、－cos線各一根，單轉脈沖正、負各一根，我們取的是＋sin線、＋cos線及電源的負極，取這三根線后可知電梯的確切位置、速度、加速度、運行方向。

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

這里面有個難點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”，是因為究竟是到站燈的上方向燈亮還是下方向燈亮，這里面有個選擇問題。我們用了一個多月才解決此問題。怎樣解決的呢？需要跟東芝電梯的控制信號有效地結合起來。我們用邏輯分析儀來分析東芝電梯的通訊協(xié)議，通過一個多月的追蹤，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某層的下次運行的方向，于是那個方向的到站燈亮，乘客得到了有效的指示，如當某一層同時間來了兩臺電梯，一臺上行一臺下行，相應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電梯旁候梯，想下行的人就去下到站燈亮了的那臺電梯旁候梯，這就達到了“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單片機，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總線結構，就是串行通訊，采用1平方毫米的雙絞線，從機房甩到井道底部，從上到下通過了整個井道。每層放置一個輸出層顯控制板，放在電梯固定電纜的分線盒中。從顯示接口出來兩組線，每組線接到一個到站燈上，一上一下兩個到站燈共用兩組線。

輔助配件是安裝在一樓門道上的一個行程開關，靠它與電梯開關門結合作用，讓電梯每到一樓一次就數(shù)據(jù)復位一次。這個數(shù)據(jù)復位很重要，如果不做頻繁的數(shù)據(jù)復位，到站燈會出現(xiàn)錯層閃爍等控制混亂的狀態(tài)。

三、系統(tǒng)的調試與檢查

當把硬件、軟件都安裝好后，就要進行系統(tǒng)的調試。首先調好通訊，用一個輔助程序來處理，調整好后，層顯控制板才能正常工作。然后進行手動自學習，來檢測到每一層光電旋轉編碼器的計數(shù)值，通過這些計數(shù)值來確定電梯所在的樓層。

調試后是檢查驗收。檢查測試是單層測試、幾層測試與多層測試，觀察每層的到站燈是不是按層閃爍及對層入座地閃爍。然后盡量多地運行電梯，可在電梯主控制板上設好參數(shù)，讓電梯自動反復運行，過一天后再觀察到站燈的閃爍亂不亂層、是不是還是對號入座地閃爍。我們的檢查驗收非常順利，沒出現(xiàn)錯層、亂層的到站燈閃爍現(xiàn)象，這主要歸功于手動自學習做的成功。

四、系統(tǒng)的回顧

通過三個月的研發(fā)、施工與測試，一個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間了，從沒壞過，可見它的質量是經(jīng)得起時間的檢驗的。

[1]何立民.MCS—51系列單片機應用系統(tǒng)設計.系統(tǒng)配置與接口技術，北京航空航天大學出版社，199[1]3

[2]杜樹春.單片機C語言和匯編語言混合編程實例詳解，北京航空航天大學出版社，2006.06