智能电梯控制系统优化设计梁汉

智能电梯控制系统优化设计梁汉

梁汉

关键词：智能；电梯；控制系统

引言

如今，电梯已经成为人们日常出行的重要工具之一，但是怎样让电梯更加便捷、智能，一直困扰人们。因此，人们提出了“智能电梯”的理念，系统包括自动感应技术、远程遥控技术、语音控制技术和建立远程监测系统，其中，自动感应技术应用到电梯门，远程遥控技术应用到电梯中短距离的控制，语音控制技术应用到电梯轿厢内的“人机对话”，远程监测系统应用到远程监控电梯的运行情况。

1智能电梯控制系统的构成

（1）自动感应电梯门。采用红外线感应技术，用户只需在电梯门前的自动感应区稍作停留，电梯门即可自动打开，无需手动操纵。

（2）语音控制。用户进入电梯后，电梯门关闭会自动触发电梯内语音控制系统，语音引导用户选择楼层，根据用户语音应答做出判断并执行相应指令，初次使用者也毫无困难。

（3）远程遥控技术。在普通电梯基础上，增设了电梯呼叫功能及电梯到达反馈功能。用户出门乘坐电梯之前，通过常用移动终端可以远程呼叫电梯，且电梯到达指定楼层后，终端会收到反馈（震动或者铃声），实时提醒用户，避免了漫长等待。

（4）电梯安全运行监管系统。按照国家对特种设备安全监察条例的要求，开发完整的“城市电梯安全运行监管系统”系统软件和专用的数据采集器。本系统软件在政务内外网和互联网上构建多个应用子系统，为行业主管部门、电梯业主、物管单位、电梯制造单位、电梯维保单位和社会公众等提供有关电梯运行和管理的各类信息服务。

2智能电梯控制系统优化设计

2.1空载运行

现在的电梯控制技术已经很成熟了，电梯的控制系统分为主控制系统和分控制系统。本文对控制系统进行优化设计，以减少空载运行现象的发生，空载运行主要是人为原因造成的主要情况有；1）电梯内部没有人到该楼层，而运行到该楼层，主要是由于有些人乱按/错按楼层按钮，特别是有的小孩乱按按钮造成的。这种情况的发生降低了运行速度，也浪费了能源。2）电梯外部没有人乘坐电梯而运行到该楼层，主要是外部人员（特别是小孩子）乱按按钮或者按了按钮又走开了造成的。针对上述情况，本文提出了采用视频图像处理技术以及智能称重系统的方法来优化电梯控制系统减少空载运行的发生。

2.2视频监控系统

（1）电梯内部。利用视频图像处理技术，识别电梯内人数情况，在这以乘坐7人梯为例。1）如果电梯内无人而按钮亮起，自动识别为无人乘坐，自动清除按钮信号，从而避免空载运行的发生。2）如果电梯内有人就得根据具体人数与按钮亮灯数来确定控制方式。如果电梯内人数为1～2人，而按钮亮灯为大于2个，就说明有按钮是无效的，这种情况下就需要清除按钮信号，让乘梯人重新按钮；如果电梯内人数为3～5人，而按钮灯亮大于4个，说明有按钮是无效的，这种情况下需要提醒梯内人员重新确定所到楼层，并清除无效楼层按钮；如果电梯内人数为5人以上，而按钮亮灯数大于人数，这种情况下操作就比较难，可以不操作，按照原程序继续运行，当人数降到前两种情况再操作。

（2）电梯外部。如果梯外无人而按钮灯亮起，就自动识别为无效信号，自动清除按钮信号。联网电梯可自动识别电梯外人员数量，联合称重系统确定梯内还可以承载人数，控制电梯运行，并减少漏停及空载的发生。例如电梯外现在有5人，而1号电梯只能再装载4人，就得控制2号电梯继续在该楼层停靠接人，而不是1号接人，2号就直接不响应；如果电梯外有2人，而1号电梯可以装载2人以上，就1号停靠接人，2号就直接不响应就行了，从而减少空载，提高运行速度，降低能耗。

2.3智能称重系统

针对电梯内部空载情况，提出了采用智能称重系统的方法来减少该种情况的发生。该方法是在电梯底座上加装智能称重系统。自动称量电梯内人或者货物的重量，再配合视频图像处理技术，根据重量来确定电梯运行控制。根据重量控制的方法是（以载重300Kg为例，不适合货梯控制）：1）无重量或者很轻（可能有遗落的物体），而电梯内部按钮还亮着的情况下，自动识别为无人乘坐，自动清除按钮信号，从而避免空载运行的发生。2）有重量，电梯内部按钮亮起的情况下，就需要根据重量情况做出判断。如电梯内重量为60Kg内，配合图像处理技术识别是1个大人，或者一大一小，或者2个小孩等情况，如果按钮亮灯大于2个就说明有无效按钮，就自动清除按钮信号，语音呼叫重新确定有效按钮；如果重量为60～100Kg，配合图像处理技术识别是2个大人，或者一大一小2人，或者3个小孩等情况，如果按钮亮灯大于3个就说明有无效按钮，就自动清除按钮信号，语音呼叫重新确定有效按钮；如果重量为100～200Kg，配合图像处理技术识别是4个大人，或者3大1小4人，或者2大3小5人，1大5小6人等情况，如果按钮亮灯大于6个就说明有无效按钮，就需要语音呼叫重新确定有效按钮，清除无效按钮；大于200Kg识别较难，不需要继续控制。

2.4红外感应系统

红外感应器安装于电梯上门套正中间位置。一般红外感应器的感应角度范围为140°，一般建筑通道的宽度不会超过2米。红外感应区的最大长度为4.8米。一般正常人行走速度为1.2m/s，按这个速度来计算，一个人正常行走通过感应区的时间不会超过4s。路人路过感应区和用户停留在感应区，红外感应器都会接收到信号。通常，信号时间超过5s可判定用户停留在感应区是想乘坐电梯的，而信号时间小于5s可判定为路人路过电梯。继电器可编程模块收到信号时长超过5s，继电器闭合，触发电梯门机系统，电梯门打开；继电器可编程模块收到信号时长少于5s，继电器不闭合，无法触发电梯门机系统，电梯门无反应，避免电梯门的无效开启。

2.5语音控制系统

当电梯门关上的一瞬间，即可触发语音控制系统，直至接收到2个有效信号或者电梯门合上后超过20s（以先到者为主），语音控制系统停止工作。语音控制系统的工作流程如图4所示。语音控制系统工作原理如图5所示。（1）信号采集：主要采集电梯里超过一定分贝的各种声音。（2）提取主要特征：将所有采集到的声音信号加以筛选，筛选出含有1楼、2楼、3楼等的语音。（3）与语音库配比（识别）：将筛选出的语音与语音库中贮存的语音配比，找出最匹配的一个语音，该语音即识别结果。（4）决策：根据识别结果，给电梯控制系统下达指令，从而控制电梯去往相应的楼层，同时通过喇叭播放提示语音。

2.6遥控及反馈系统

用户出门乘坐电梯之前，通过家用遥控器一键式操作呼叫电梯，电梯遥控模块接收遥控器发送的信号后会自动触发电梯升降系统，当电梯到达后，轿厢检测传感器会将到达信号反馈给遥控器以实现提醒用户的目的。为了防止电梯升降过程中，将到达信号反馈到其余楼层，增设了电梯遥控模块对轿厢检测传感器的激活功能。只有一定时间内（不同楼层可设定不同时间）刚呼叫过的遥控器对应的轿厢检测传感器才会被激活，其他没有呼叫的楼层号对应的轿厢检测传感器处于休眠状态。

结论

为了保证人们能更安全、更快捷地到达目的楼层，实现人性化的功能，解决空载运行情况的发生，必须对电梯控制系统进行优化设计。建议电梯行业在采用一体化控制系统时，积极发现该系统的不足之处，加强对该系统的完善与开发工作，以期提高电梯安全质量和技术水平，降低电梯维护成本，使电梯运行更加节能环保。

参考文献：

[1]杨爽.电梯一体化控制系统的设计与应用[J].价值工程，2016，35（10）：131-133.

[2]丁丽，等.浅析楼宇群控电梯系统[J].科技展望，2015（6）

[3]朱德文.梯交通系统的智能控制与应用[M].长春：吉林大学出版社，2002．