王哲璟

摘要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理器控制逐漸代替了電子電氣電路，電梯也不例外，本文詳細(xì)闡述了計(jì)算機(jī)技術(shù)在電梯中的應(yīng)用，以及相應(yīng)的檢驗(yàn)檢測技術(shù)。

1.引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)也稱為微機(jī)技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)控制中的電子電氣與設(shè)備逐漸被以微處理器為核心的微機(jī)控制器所取代。近幾十年來，微機(jī)控制的電梯以其優(yōu)異的控制性能得到了長足的發(fā)展，而且已成為當(dāng)前電梯發(fā)展的主流。隨著智能化、信息化建筑的興起，要求電梯不再只是完成垂直運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，不能只在速度、舒適感和平層精度方面提高性能，更應(yīng)該以人為本，特別是在電梯運(yùn)行控制和的智能化等方面注入新的理念與內(nèi)容。電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的時間最短觀念，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、遺傳算法等人工智能方法，合理配置與使用，更好更方便的為乘客服務(wù)。

一般來說，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)控制的電梯具有許多優(yōu)點(diǎn)，其功能靈活多變，只要改變軟件便可改變電梯的功能；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積縮小；采用無觸點(diǎn)低電壓，輸入輸出接口與外部隔離；實(shí)現(xiàn)以前難以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)；電梯成本大大降低。

2.計(jì)算機(jī)技術(shù)控制電梯的基本型式

通常來說，應(yīng)根據(jù)電梯功能要求和控制方式，來選擇和確定微機(jī)的控制型式。當(dāng)前在用電梯的微機(jī)控制型式通常有以下幾種：

（1）單微機(jī)控制。只有一塊板、一個CPU對電梯進(jìn)行調(diào)速控制；或者是使用單片機(jī)組成電梯的控制系統(tǒng)。

（2）雙微機(jī)控制。在交流調(diào)速電梯中，采用控制與拖動分離的原則，各配置一個CPU，再加上部分繼電器，構(gòu)成電梯的整個控制系統(tǒng)，雙微機(jī)控制可以使電梯的性能得到極大的改善，例如平層精確度的提高、誤動作的機(jī)率減少，功能增加，舒適度更好，故障率降低等。

（3）多微機(jī)控制。通常一臺微機(jī)負(fù)責(zé)轎廂內(nèi)的操作控制；一臺微機(jī)負(fù)責(zé)機(jī)房與轎廂的通訊；一臺微機(jī)負(fù)責(zé)電梯的驅(qū)動控制。例如上海三菱電梯有限公司的VFCL系統(tǒng)，即采用了三個CPU控制。

（4）群控電梯。使用微機(jī)對電梯進(jìn)行群控的方式和使用微機(jī)的數(shù)量也不盡相同，但一般可分為3個部分：一是群控裝置，二是運(yùn)行控制裝置，三是轎廂操作控制。群控裝置的作用是對轎廂進(jìn)行合理的分配，對呼梯進(jìn)行登記和顯示，主要起分派和調(diào)度作用。此部分由一臺電腦和部分接口電路組成。運(yùn)行控制裝置，其功能主要是控制轎廂運(yùn)行的方向、速度和制動。它由一臺電腦及相應(yīng)的接口電路和功率放大器等組成。

3.微控制的實(shí)現(xiàn)

從控制方面來講，微機(jī)是一種專用的可編程序控制器，其編程的原則亦需要根據(jù)電梯的操縱控制方式及運(yùn)行模式的規(guī)范來確定。當(dāng)然更因?yàn)槲C(jī)應(yīng)用于控制要開發(fā)豐富的電梯功能，實(shí)現(xiàn)智能化，因而微機(jī)在電梯控制上的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)又具有許多特殊的技術(shù)環(huán)節(jié)需要進(jìn)行研究和分析。

利用微機(jī)對單臺電梯進(jìn)行控制，可以使用兩臺微機(jī)，也可以使用多臺微機(jī)，但是不管如何將微機(jī)應(yīng)用于單電梯的控制，它最基本的結(jié)構(gòu)包括有3個部分：

3.1電梯驅(qū)動系統(tǒng)的控制

微機(jī)控制驅(qū)動系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)節(jié)、數(shù)字給定與數(shù)字反饋。

（1）數(shù)字化的數(shù)字調(diào)節(jié)器。無論是直流或是交流電梯，大多數(shù)都采用雙閉環(huán)或是三閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)器可以是單臺調(diào)節(jié)器使用一臺微機(jī)，也可以是多臺調(diào)節(jié)器共用一臺微機(jī)來完成數(shù)字調(diào)節(jié)。軟件化的數(shù)字調(diào)節(jié)器便于改變數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)各種不同規(guī)律的控制，提高系統(tǒng)的控制精度和相應(yīng)時間。由于硬件簡化了，系統(tǒng)的可靠性也就提高了。

（2）數(shù)字化的速度給定曲線。速度給定曲線可以用3種方式來實(shí)現(xiàn)：一種是把已編好的速度曲線存放在EPROM中，以位置傳感器的位移脈沖數(shù)編碼成為EPROM的地址，這就是位移控制原則；第二種是時間控制原則，即以分頻器作為時鐘，按時鐘脈沖數(shù)編碼成EPROM的地址，由該地址取出數(shù)據(jù)構(gòu)成速度給定曲線；第三種是實(shí)時計(jì)算原則，根據(jù)移動距離，最佳的加速度及其變化率，通過微機(jī)直接實(shí)時計(jì)算出速度給定曲線。

（3）數(shù)字化的反饋環(huán)節(jié)。電梯的電氣驅(qū)動系統(tǒng)可以是速度和位置的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在轎廂接近平層時引入位置控制，以保證停層準(zhǔn)確。作為速度和位置的檢測元件已數(shù)字化。

速度傳感器是用電動機(jī)軸上的發(fā)送器發(fā)送脈沖，然后根據(jù)光電脈沖數(shù)再計(jì)算出速度給定值。

3.2信號的傳輸與控制

微機(jī)的信號傳輸有并行傳輸方式和串行傳輸方式兩種。前者傳輸速度快，但接口及傳輸線用量大，抗干擾能力差；后者可大量節(jié)約接口和電纜，且可靠性高，抗干擾性好。這了實(shí)現(xiàn)對召喚信號和轎內(nèi)指令信號的串行掃描，主要解決如何實(shí)現(xiàn)串行通訊的問題，通常的做法是：由主機(jī)發(fā)現(xiàn)串行掃描信號，然后由各樓層的掃描器對串行信號進(jìn)行掃描，并同主機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)信號的登記和顯示。

信號控制的其他任務(wù)是：層樓顯示、門電機(jī)的控制及其保護(hù)、轎內(nèi)指示、語言合成等。

3.3轎廂的順序控制

微機(jī)收集到轎內(nèi)外、井道及機(jī)房的各種控制、保護(hù)及檢測信號后，按照軟件規(guī)定的控制原則進(jìn)行邏輯判斷和運(yùn)算，決定操作順序及工作方式。

（1）自學(xué)習(xí)功能。自學(xué)習(xí)功能是批微機(jī)自動計(jì)算并記錄電梯運(yùn)行過程中的層站數(shù)，各層站的間距、減速點(diǎn)的位置。電梯安裝完畢，從底層將電梯慢速逐層運(yùn)行至頂層，微機(jī)將上述參數(shù)自動計(jì)算并記錄下來。

（2）自診斷功能。計(jì)算機(jī)具有辨別內(nèi)部出錯的能力，并將自檢查結(jié)果存儲在一個特殊的被保護(hù)的存儲器中，供用戶查找診斷故障或供系統(tǒng)按照故障級別進(jìn)行處理和采取應(yīng)急措施。

（3）微機(jī)控制電梯的自動開關(guān)門。微機(jī)應(yīng)用于電梯開關(guān)門控制可以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多功能化。此部分有速度給定、調(diào)節(jié)、反饋、減速、安全檢查（轎廂門的入口保護(hù)）、自動重新開門、本層順向重開門、到時間強(qiáng)迫關(guān)門等功能，使電梯門機(jī)系統(tǒng)的控制達(dá)到最理想的狀態(tài)。