关于在电梯控制系统上附加到站灯系统的研发

2010-08-15沈阳长白高新技术有限公司

河南科技 2010年8期

关键词：控制板东芝C语言

沈阳长白高新技术有限公司李野

沈阳长白高新技术有限公司李野

各个电梯厂家研发销售的到站灯系统价格昂贵，因此用户订货时一般都避开它。但有些用户为了候梯大厅的装簧美观和乘客的使用需要，在电梯正常使用后追加这项功能，为了满足这部分用户的需要，我们开发了这个到站钟系统。

电梯到站灯研发

一、研发背景

我们的第一个附加到站灯的工作是对东芝电梯进行的研发改造，取得了预期的效果，功能可靠稳定，后来的这方面业务都是用这个项目的研发原理推广开来，实践证明对其他品牌电梯也同样适用。

北京的鹏龙大厦是北汽投集团属下的一个商住大厦，里面办公的公司大多属于北汽投集团，大厦常驻办公人员超过2000人，各层层间交流频繁，工作人员需要方便快捷地乘坐电梯。

鹏龙大厦，地上27层地下2层大厦内共有四部东芝电梯，厂家已做了群管理控制，也就是在厅外呼梯，逻辑上靠近的一台电梯会响应这个呼梯，但在到达该层之前，电脑会反复进行比较、排序，最后到达的那台电梯一定是逻辑上最靠近的那台电梯。乘客就需要知道哪个电梯快要来了，然后到那个电梯口排队等候，以便更快地乘用电梯。这就需要有个提前3～6秒的到梯提示，也就是需要电梯到站灯的功能。

二、系统的组成与应用

到站灯的控制系统由电脑主控制板、检测板、输出层显控制板、辅助配件及其连接电缆组成。电脑主控制板是一个单片机系统。我们原来考虑要用PLC系统进行控制，因为PLC系统具有很好的可靠性。如果机房用PLC系统到站灯主控制板，那么下面每层层显控制板也得用PLC的层显控制板，四部电梯需要112块PLC板，按每块1000元计算，多支出成本11万6千元，我们研发这个到站灯系统主要是为了降低成本，而用PLC板的支出成本大幅增加；而且我们到站灯的控制系统，用单片机实现其可靠性也够用。所以我们舍弃用PLC系统的方案，选择使用单片机系统的方案。

电脑主控制板的CPU板与层显控制板之间采用485总线通讯方式，为什么采用485总线的通讯方式呢？因为它结构简单，通讯可靠。电脑主控制板具有编码器接口、显示接口、键盘接口、通讯接口、电源接口。电脑主控制板的软件主要采用C语言编程，为什么使用C语言编程呢？因为用C语言编程效率高。

检测板用于检测编码器信号，以取得电梯的位置。刚开始时准备加装光电传感器检测曳引机的曳引轮的信号，可确认电梯的位置。但这个方法一是安装施工麻烦，比较费事。二是日久容易受灰尘影响，引起检测信号不准，从而造成到站灯控制信号混乱。所以这个方案被否定了。还有个方法是装光电传感器于限速器旁，检测限速器的轮信号，以确定电梯的位置。但也面临同样的两个问题，所以也给否定了。我们最后采用在电梯电动机轴头的光电旋转编码器上想办法取信号的方式。电梯的旋转编码器是增量型的，它有电源线两根，＋sin线、－sin线各一根，＋cos线、－cos线各一根，单转脉冲正、负各一根，我们取的是＋sin线、＋cos线及电源的负极，取这三根线后可知电梯的确切位置、速度、加速度、运行方向。

通过对电梯运行的监测，我们知道了电梯运行的速度、加速度与电梯位置的关系。我们发现，对于快速电梯，它在停靠前的3～6秒开始减速，而这个时间提前量正符合到站灯的工作时间。我们有效地抓住了这个突破口，在电梯速度一发生变化时，即电梯从稳速马上一有加速度时，我们马上判断出电梯将要在哪一层停靠，然后给那层的到站灯发出工作信号，到站灯便一闪一闪地提示厅外候梯者，这台电梯要到了，再有3～6秒这台电梯就会停靠在本层。

这里面有个难点就是判断到站灯的方向。到站灯之所以叫“到站灯”而不叫“方向灯”，是因为究竟是到站灯的上方向灯亮还是下方向灯亮，这里面有个选择问题。我们用了一个多月才解决此问题。怎样解决的呢？需要跟东芝电梯的控制信号有效地结合起来。我们用逻辑分析仪来分析东芝电梯的通讯协议，通过一个多月的追踪，终于掌握了东芝电梯的通讯协议。在通讯协议的规则下，我们就知道了电梯到达某层的下次运行的方向，于是那个方向的到站灯亮，乘客得到了有效的指示，如当某一层同时间来了两台电梯，一台上行一台下行，相应方向的到站灯各自亮了，那么想上行的人就去上到站灯亮了的那台电梯旁候梯，想下行的人就去下到站灯亮了的那台电梯旁候梯，这就达到了“到站灯物尽其用，乘客各得其所”的效果。

输出层显控制板也是一个单片机，由显示接口、通讯接口、电源接口几部分组成。电源采用的是DC24V，从呼梯电源上并联而得。通讯仍然是485总线结构，就是串行通讯，采用1平方毫米的双绞线，从机房甩到井道底部，从上到下通过了整个井道。每层放置一个输出层显控制板，放在电梯固定电缆的分线盒中。从显示接口出来两组线，每组线接到一个到站灯上，一上一下两个到站灯共用两组线。

辅助配件是安装在一楼门道上的一个行程开关，靠它与电梯开关门结合作用，让电梯每到一楼一次就数据复位一次。这个数据复位很重要，如果不做频繁的数据复位，到站灯会出现错层闪烁等控制混乱的状态。

三、系统的调试与检查

当把硬件、软件都安装好后，就要进行系统的调试。首先调好通讯，用一个辅助程序来处理，调整好后，层显控制板才能正常工作。然后进行手动自学习，来检测到每一层光电旋转编码器的计数值，通过这些计数值来确定电梯所在的楼层。

调试后是检查验收。检查测试是单层测试、几层测试与多层测试，观察每层的到站灯是不是按层闪烁及对层入座地闪烁。然后尽量多地运行电梯，可在电梯主控制板上设好参数，让电梯自动反复运行，过一天后再观察到站灯的闪烁乱不乱层、是不是还是对号入座地闪烁。我们的检查验收非常顺利，没出现错层、乱层的到站灯闪烁现象，这主要归功于手动自学习做的成功。