浅议电梯的控制技术发展及存在的问题

陆善贵

摘要：随着科技的发展，技术的更迭，应用在电梯上的控制技术也在不断地完善与更新。此外，由于自动化技术在电梯控制技术中的应用，使得电梯的运行于控制更加智能、高效与安全。近些年来由于科研人员与技术人员对电梯控制技术的不断深入研究，使电梯的性能有所提高。

关键词：控制;电梯技术;调速

中图分类号：TG303

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）01-0017-02

0引言

電梯的产生最早源于西方，其在高层建筑中的应用使人们的工作生活更加便捷。当然，电梯的运行不仅靠考虑可靠性与高效性，更要考虑安全性。在电梯控制技术中，曳引技术、变频调速技术与交流调速技术的应用能加强电梯运行的安全与高效。这3个技术的发展都能促进电梯控制技术的发展。此外，在电梯运行时所涉及到的能源问题也应该考虑，对电梯进行设计时应当尽可能地降低电梯对能源的消耗。文中讨论了这3个技术的发展，并对当前电梯控制技术中存在的问题进行了阐述。

1电梯控制技术中的主要技术

1.1变频调速技术

变频调速技术的发展是随着计算机技术的发展而发展起来的。通过计算机对电梯的控制，实现无极调速，使得电梯能在一定的平滑的速度范围内稳定运行，并且计算机的调速精度高，误差小，电梯对指令的响应速度快。此外，使用计算机进行调速，极大地降低了电梯控制的成本。

变频调速主要通过控制电梯的电源电压与频率，改变电梯控制系统中交流电动机的运行状态，达到无极调速的目的。并且计算机还可以收到有关电梯运行状态的精确信息。由于计算机的精确控制，可以使电梯很精确地实现平层停运，并在速度为零时可以实现自动抱闸。让乘坐电梯的人不适感大大减小。[1]并由于控制电梯运行的计算机系统的智能化，让现代电梯的舒适度、安全性与效率远远高于传统电梯。

1.2曳引技术

曳引技术的发展主要是基于直流电机的发展而发展起来的。直流发电机将电源的电能直接转化为机械能，拖动电梯运行。并在此过程中，直流电机可以独立操作，不需要其它转换设备的加入。直流电机是电梯技术中重要的组成部分，这是由于其启动转矩大且定位快，运行时传动刚度高且能精确定位。在启动后的较短时间内，直流电机不能马上达到较高的速度，但是加速空间大，在高速运行时也能够马上停转，保证了电梯运行的安全。因此，直流电机技术在电梯控制技术中的应用能提高电梯的控制性能。

直流电机技术作为曳引技术构成中的重要成分，其根源在于采用直线电动机作为驱动力，将电能转化成了机械能。在两种能量相互转化的过程中，不需要额外转换机构以及传动装置的辅助。笔者研究发现，直流电机技术运行过程中的特点有五：其一为启动时具备较大的推力;其二为运行过程中定位速度快;其三为传动过程中刚度高;其四为行程长短无局限;其五为全程定位精度高。上述五项特征是由于直流电机在运行的过程中消除了离心力的影响，从而令自身在作直线运动时限制条件较少。[2]大量的实验研究发现，通过运用直流电机技术，机械组件从静止到实现高速运动的时间大大缩短，换言之具备了较大的加速度。此外，直流电机技术使得电梯在运行过程中能够随指令精准地停止，避免了一系列的安全问题。

直流电机技术在电梯控制中的应用，不仅提升了电梯的营运效率，还加强了电梯系统的安全性。鉴于此，直流电机技术必将是未来电梯发展的主流趋势。

1.3交流调速技术

由于交流调速技术的发展，出现了双流双速电梯。将交流调速技术应用在电梯上并采集数据对其运行进行分析，可以得到交流调速技术能使电梯的运行成本降低、简化结构并方便维护。随着世界电梯制造业的发展进步，已经出现了舒适、精确且环保的VVVF电梯。作为电梯控制技术中的主要技术，交流调速技术是电梯制造与控制的重要技术保障。

1.4模糊控制技术

当下，建筑智能化程度不断提升。基于服务质量的视角来看，电梯的使用者往往希望等候时长和乘坐时长的加和尽可能被缩短;而基于节省能源的视角来看，电梯则应尽可能减少空载以及中停的次数。上述两个角度对电梯的功能要求相互矛盾，因此，模糊控制技术应运而生。

电梯的控制与调度系统的设计原理综合考量了其自身的选配和特征、建筑的用途，以及被使用的频率。从特定调度方法的角度来看，电梯的调度效果同时受到建筑模式和建筑功能二者的影响。[3]因此，设计电梯的控制系统时，设计者应选用贴合电梯客流的控制方案，使得电梯的综合性能和群控管理下的派梯模式最佳。

现代化建筑要求电梯控制系统的目标多样，而电梯控制系统自身往往具有随机性和非线性的特征。鉴于此，传统的电梯控制系统往往难以实现上述要求。模糊控制技术采取了群控算法，这一算法并不仅仅着眼于缩短使用者的等候时长，而是综合了模糊理论、神经网络以及专家系统三种策略，将专家知识作为综合考量条件应用于电梯的控制系统。

模糊控制系统的特征主要有：动态性;非线性;强学习性。上述3种特征可以令系统运用专家知识习得不同的控制方案，从而更有效地处理电梯运行中的多个目标，并对不同的客流情况作出判断、给出应对方案，更好地适应了建筑内环境的变改。

模糊控制系统的应用使得电梯的服务质量有了质的提升，人们对电梯更多的需求通过模糊控制系统得以满足。

2电梯控制技术发展中的问题及解决策略

随着技术的进步，电梯的普及，电梯已经成为建筑中重要的交通工具。但由于电梯运行方式的特殊性，因此与其他交通工具不同，电梯的安全性是制约电梯行业发展的最大前提。电梯控制技术的先进与否决定了电梯是否能更加安全地运行。此外，再考虑电梯运行的成本问题、高效性与节能能力。

2.1电梯运行的效率问题

电梯作为一种位能性的载重交通工具，在其运行过程中需要响应乘客的指令，不断上下运行。技术人员在对电梯的指令响应方式与速度变化进行设计时，应当在考虑乘客安全与舒适度的前提下提高电梯的运行效率。比如电梯在从停止到启动过程的加速度应该设计为乘客能承受的最大加速度。

2.2电梯运行的节能问题

在建筑物内部有多种不同作用的电梯，比如客梯、货梯与扶梯等等。由于电梯的运行需要大量的电能，而节能环保是人类应该极度重视的问题。因此，电梯控制技术应当从多方面考虑，解决电梯的节能问题。

2.3电梯运行的成本问题

电梯的普及离不开对成本的控制，因此成本也是电梯控制技术中一个重要的考虑环节。在我国运行的电梯中，大部分控制设备是由国外设计，其关键技术却不能被我国所掌握。虽然我国也能够自行设计开发电梯系统，但是成本高且设计周期长。虽然前文所说的VVVF变频器能使电梯的运行更加快捷舒适，但是其成本太高，比普通变频器多一倍的成本。我国电梯行业如果想要得到良好发展，应当加大科研的资金投入，鼓励广大科研工作者早日研发出能大量投入市场运行的电梯核心设备，降低成本，提高电梯运行的性价比。

3结束语

技术的发展为电梯行业的发展带来了极大的推动作用。对于电梯技术发展中的一些关键问题不能忽视，否则会抑制电梯行业的发展。目前，市场中电梯控制技术亟待解决的问题主要有：效率问题;节能问题;成本问题。

笔者结合理论知识与实践经验，针对电梯控制技术中的关键技术进行了探讨，同时对近年来电梯行业发展中经常出现的问题进行了分析，最后得出结论：广大研究人员应当结合实际情况和以往经验，对现有技术进行不断创新，改进与创新电梯控制技术，在保证电梯运行安全的前提下提高运行效率、降低成本并节能环保，才能让我国电梯行业蓬勃发展。

参考文献

[1]丁辰.电梯控制技术的发展及存在的问题分析[J].科技传播，2016，8（12）：190-191.

[2]李波.单台电梯PLC控制到电梯群控系统的研究[D].青岛：青岛科技大学，2014.

[3]曹利云.基于模糊控制的群控电梯系统设计与研究[D].石家庄：河北科技大学，2016.