气动电梯控制系统及控制方法.pdf

本发明涉及一种气动电梯控制系统及控制方法，该系统包括可编程逻辑控制器、输入信号单元、输出执行器件以及电源单元，所述输入信号单元与所述可编程逻辑控制器的输入端口相连，所述输出执行器件与所述可编程逻辑控制器的输出端口相连，所述电源单元为该控制系统供电。本发明能够在现有的气动电梯的结构基础上，对气动电梯进行稳定、有效的控制，利用可编程逻辑控制器作为核心控制器，具有高稳定性、强抗干扰能力，且易于后期功能的扩展。

1.  一种气动电梯控制系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制器、输入信号单元、输出执行器件以及电源单元，所述输入信号单元与所述可编程逻辑控制器的输入端口相连，所述输出执行器件与所述可编程逻辑控制器的输出端口相连，所述电源单元为该控制系统供电。

2.  如权利要求1所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述输入信号单元包括：轿内呼梯信号、轿外召唤信号、平层位置检测信号、关门检测信号、门锁信号以及称重信号，所述轿内呼梯信号、轿外召唤信号、平层位置检测信号、关门检测信号、门锁信号以及称重信号分别与所述可编程逻辑控制器的输入端口相连。

3.  如权利要求2所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述轿内呼梯信号由轿厢内操纵盘上的楼层按钮产生；所述轿外召唤信号由安装于各楼层外召面板上的按钮产生；所述平层位置检测信号由分别安装于各层站上下两侧的第一传感器和第二传感器产生；所述关门检测信号由安装于各层站的层门门框下部的第三传感器产生；所述门锁信号由各层层门机械锁产生；所述称重信号由安装于轿厢底部的微动开关产生。

4.  如权利要求3所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述输出执行器件包括：真空马达、真空阀、内呼指示灯、外召指示灯、平层机构、超载报警装置、到站指示装置、轿内照明灯以及轿内风扇，所述真空马达、真空阀、内呼指示灯、外召指示灯、平层机构、超载报警装置、到站指示装置、轿内照明灯以及轿内风扇分别与所述可编程逻辑控制器的输出端口相连。

5.  如权利要求4所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述真空马达安装于井道顶部，用于抽取轿厢顶部以上的空间内的空气，驱动轿厢上行；所述真空阀安装于所述井道顶部，用于调节所述轿厢下行时，轿厢顶部以上的空间与外界大气之间的气压差；所述内呼指示灯与所述轿厢内操纵盘上的楼层按钮对应，用于显示相应的选层；所述外召指示灯与所述各楼层外召面板上的按钮对应，用于显示相应的呼梯操作；所述平层机构安装于所述轿厢上，包括电磁铁和卡勾，所述可编程逻辑控制器控制所述电磁铁使所述平层机构的卡勾插入各层站相应的 导轨卡槽内，用于停站操作；所述超载报警装置采用超载警铃，安装于所述轿厢顶部；所述到站指示装置，包括到站灯和/或到站钟，用于为候梯乘客提供厅外到站信息；所述轿内照明灯以及轿内风扇均安装于轿厢顶部，提供照明及排风。

6.  如权利要求4所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述真空马达包括第一机组和第二机组，所述第一机组和第二机组均与所述可编程逻辑控制器相连，所述第一机组包括3个规格相同的真空泵，所述第二机组包括2个规格相同的真空泵。

7.  如权利要求1所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述电源单元包括：配电箱、备用电源和应急电源，所述配电箱和备用电源均与所述可编程逻辑控制器相连，所述配电箱、备用电源还分别与所述应急电源电连接。

8.  如权利要求7所述的气动电梯控制系统，其特征在于，所述应急电源分别与安装于轿厢内部的应急灯、应急警铃以及对讲装置相连。

9.  一种如权利要求1-8中任一项所述的气动电梯控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：所述可编程逻辑控制器收到轿内呼梯信号或者轿外召唤信号，第三传感器及层门机械锁检验各层门是否关闭且锁住，然后可编程逻辑控制器控制轿厢向请求的方向运行，到达目的楼层后，层门锁在轿厢重力的作用下被打开，此时乘客可出入轿厢。

10.  如权利要求9所述的气动电梯控制系统的控制方法，其特征在于，
若所述轿厢被请求下行，则先关闭真空阀，然后启动第一机组，使轿厢先向上运行直至该层上侧的第一传感器处，停止第一机组，真空阀打开，轿厢下行，当到达目的楼层下侧的第二传感器处，真空阀关闭，轿厢下降直至平层；
若所述轿厢被请求上行，则第一机组先工作2s，使轿厢平稳启动后，再启动第二机组，直至轿厢到达目的楼层下侧的第二传感器处时，第二机组停止，使轿厢减速上升，直至目的楼层上侧的第一传感器处，停止第一机组，打开真空阀，同时平层机构的电磁铁工作，卡勾弹出，使轿厢平层。

气动电梯控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种气动电梯控制系统及控制方法。
背景技术
气动电梯是一种利用气体压力差进行提升的无对重无钢丝绳的新型电梯技术，参考公开号为CN103030049A，公开日为2013年4月10日的中国专利，其具体公开了一种气动电梯装置的结构。气动电梯相比较于以曳引机为主要驱动装置的传统曳引式电梯，它不仅结构简单，占用空间小，对井道要求相对较低，井道及轿厢近似透明，无需设置底坑和对重，以压缩空气为驱动力，空间利用率较高，而且绿色环保，成本费用较低，故较宜作为一种新型的家用电梯。
由于气动电梯在结构上有别于传统的曳引式电梯，传统电梯原有的控制系统无法适用于此类电梯，因此，如何提供一种气动电梯控制系统及控制方法成为目前亟待解决的关键技术问题之一。
发明内容
本发明提供一种气动电梯控制系统及控制方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种气动电梯控制系统，包括可编程逻辑控制器、输入信号单元、输出执行器件以及电源单元，所述输入信号单元与所述可编程逻辑控制器的输入端口相连，所述输出执行器件与所述可编程逻辑控制器的输出端口相连，所述电源单元为该控制系统供电。
较佳地，所述输入信号单元包括：轿内呼梯信号、轿外召唤信号、平层位置检测信号、关门检测信号、门锁信号以及称重信号，所述轿内呼梯信号、轿外召唤信号、平层位置检测信号、关门检测信号、门锁信号以及称重信号分别与所述可编程逻辑控制器的输入端口相连。
较佳地，所述轿内呼梯信号由轿厢内操纵盘上的楼层按钮产生；所述轿外召 唤信号由安装于各楼层外召面板上的按钮产生；所述平层位置检测信号由分别安装于各层站上下两侧的第一传感器和第二传感器产生；所述关门检测信号由安装于各层站的层门门框下部的第三传感器产生；所述门锁信号由各层层门机械锁产生；所述称重信号由安装于轿厢底部的微动开关产生。
较佳地，所述输出执行器件包括：真空马达、真空阀、内呼指示灯、外召指示灯、平层机构、超载报警装置、到站指示装置、轿内照明灯以及轿内风扇，所述真空马达、真空阀、内呼指示灯、外召指示灯、平层机构、超载报警装置、到站指示装置、轿内照明灯以及轿内风扇分别与所述可编程逻辑控制器的输出端口相连。
较佳地，所述真空马达安装于井道顶部，用于抽取轿厢顶部以上的空间内的空气，驱动轿厢上行；所述真空阀安装于所述井道顶部，用于调节所述轿厢下行时，轿厢顶部以上的空间与外界大气之间的气压差；所述内呼指示灯与所述轿厢内操纵盘上的楼层按钮对应，用于显示相应的选层；所述外召指示灯与所述各楼层外召面板上的按钮对应，用于显示相应的呼梯操作；所述平层机构安装于所述轿厢上，包括电磁铁和卡勾，所述可编程逻辑控制器控制所述电磁铁使所述平层机构的卡勾插入各层站相应的导轨卡槽内，用于停站操作；所述超载报警装置采用超载警铃，安装于所述轿厢顶部；所述到站指示装置，包括到站灯和/或到站钟，用于为候梯乘客提供厅外到站信息；所述轿内照明灯以及轿内风扇均安装于轿厢顶部，提供照明及排风。
较佳地，所述真空马达包括第一机组和第二机组，所述第一机组和第二机组均与所述可编程逻辑控制器相连，所述第一机组包括3个规格相同的真空泵，所述第二机组包括2个规格相同的真空泵。
较佳地，所述电源单元包括：配电箱、备用电源和应急电源，所述配电箱和备用电源均与所述可编程逻辑控制器相连，所述配电箱、备用电源还分别与所述应急电源电连接。
较佳地，所述应急电源分别与安装于轿厢内部的应急灯、应急警铃以及对讲装置相连。
本发明还提供了一种如上所述的气动电梯控制系统的控制方法，包括如下步骤：所述可编程逻辑控制器收到轿内呼梯信号或者轿外召唤信号，第三传感器及 层门机械锁检验各层门是否关闭且锁住，然后可编程逻辑控制器控制轿厢向请求的方向运行，到达目的楼层后，层门锁在轿厢重力的作用下被打开，此时乘客可出入轿厢。
较佳地，若所述轿厢被请求下行，则先关闭真空阀，然后启动第一机组，使轿厢先向上运行直至该层上侧的第一传感器处，停止第一机组，真空阀打开，轿厢下行，当到达目的楼层下侧的第二传感器处，真空阀关闭，轿厢下降直至平层；
若所述轿厢被请求上行，则第一机组先工作2s，使轿厢平稳启动后，再启动第二机组，直至轿厢到达目的楼层下侧的第二传感器处时，第二机组停止，使轿厢减速上升，直至目的楼层上侧的第一传感器处，停止第一机组，打开真空阀，同时平层机构的电磁铁工作，卡勾弹出，使轿厢平层。
与现有技术相比，本发明提供的一种气动电梯控制系统及控制方法具有如下优点：
1、本发明提供的控制系统及控制方法，能够在现有的气动电梯的结构基础上，对气动电梯进行稳定、有效的控制；
2、利用可编程逻辑控制器作为核心控制器，具有高稳定性、强抗干扰能力，且易于后期功能的扩展。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的气动电梯控制系统的结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式的气动电梯控制系统的总体布局图；
图3为本发明一具体实施方式的气动电梯控制方法的流程图。
图中：1-可编程逻辑控制器、2-输入信号单元、3-输出执行器件、4-电源单元；
5-轿内呼梯信号、6-轿外召唤信号、7-平层位置检测信号、8-关门检测信号、9-门锁信号、10-称重信号；
11-真空马达、12-真空阀、13-内呼指示灯、14-外召指示灯、15-平层机构、16-超载报警装置、17-到站指示装置、18-轿内照明灯、19-轿内风扇；
20-配电箱、21-备用电源、22-应急电源、23-应急灯、24-应急警铃、25-对讲装置；
26-控制箱、27-第一机组、28-第二机组、29-井道、30-层站、31-轿厢、32-触发磁铁、33-外召面板、34-外召上行按钮、35-外召下行按钮、36-基站锁梯钥匙开关、37-操纵盘、38-轿内呼梯按钮、39-警铃按钮、40-卡勾、41-第一层层门机械锁、42-第一层第三传感器、43-第一层第二传感器、44-第二层层门机械锁、45-第二层第三传感器、46-第二层第二传感器、47-第二层第一传感器、48-第三层层门机械锁、49-第三层第三传感器、50-第三层第二传感器、51-第三层第一传感器。
具体实施方式
为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
本发明提供的一种气动电梯控制系统，如图1和图2所示，包括可编程逻辑控制器1(PLC，英文全称：Programmable Logic Controller)、输入信号单元2、输出执行器件3以及电源单元4，所述输入信号单元2与所述可编程逻辑控制器1的输入端口相连，所述输出执行器件3与所述可编程逻辑控制器1的输出端口相连，所述电源单元4为该控制系统供电。本发明能够在现有的气动电梯的结构基础上，对气动电梯进行稳定、有效的控制，利用可编程逻辑控制器1作为核心控制器，具有高稳定性、强抗干扰能力，且易于后期功能的扩展。
较佳地，请继续参考图1，所述输入信号单元2包括：轿内呼梯信号5、轿外召唤信号6、平层位置检测信号7、关门检测信号8、门锁信号9以及称重信号10，所述轿内呼梯信号5、轿外召唤信号6、平层位置检测信号7、关门检测信号8、门锁信号9以及称重信号10分别与所述可编程逻辑控制器1的输入端口相连，所述输入信号单元2可以是传感器检测的信号，也可以是操作人员(包括乘客)的需求指令，以对气动电梯进行控制。
较佳地，请继续参考图1，并结合图2，本实施例以3层电梯为例，所述轿内呼梯信号5由轿厢31内操纵盘37上的楼层按钮(即轿内呼梯按钮38中的1、2、3按钮)产生，当然，所述轿厢31内操纵盘37上还包括警铃按钮39，用于紧急报警。较佳地，如图2所示，第一层的外召面板33上设有外召上行按钮34和基站锁梯钥匙开关36，默认为基站层；第二层的外召面板33上设有外召上行 按钮34和外召下行按钮35；第三层的外召面板33上设有外召下行按钮35。所述轿外召唤信号6由安装于各楼层外召面板33上的按钮(包括外召上行按钮34和外召下行按钮35)产生；所述平层位置检测信号7由分别安装于各层站30上下两侧的第一传感器(包括第二层第一传感器47和第三层第一传感器51，基站层没有第一传感器)和第二传感器(包括第一层第二传感器43、第二层第二传感器46以及第三层第二传感器50)产生，具体地，安装于轿厢31顶部的触发磁铁32用于感应所述第一、第二传感器的信号，所述触发磁铁32接收到第一、第二传感器的位置信号后，为气动电梯提供减速位置信号；所述关门检测信号8由安装于各层站30的层门门框下部的第三传感器(包括第一层第三传感器42、第二层第三传感器45以及第三层第三传感器49)产生，用于在气动电梯开始运行前确认层门是否关闭，进行启动条件的判断；所述门锁信号9由各层层门机械锁(包括第一层层门机械锁41、第二层层门机械锁44以及第三层层门机械锁48)产生，用于在气动电梯运行中确认层门是否锁定，进行另一启动条件的判断；所述称重信号10由安装于轿厢31底部的微动开关(未图示)产生，用于进行超满载判断。
较佳地，请继续参考图1和图2，所述输出执行器件包括：真空马达11、真空阀12、内呼指示灯13、外召指示灯14、平层机构15、超载报警装置16、到站指示装置17、轿内照明灯18以及轿内风扇19，所述真空马达11、真空阀12、内呼指示灯13、外召指示灯14、平层机构15、超载报警装置16、到站指示装置17、轿内照明灯18以及轿内风扇19分别与所述可编程逻辑控制器1的输出端口相连。具体地，所述真空马达11安装于井道29顶部，用于抽取轿厢31顶部以上的空间内的空气，以产生真空，驱动轿厢31上行；所述真空阀12安装于所述井道29顶部，用于调节所述轿厢31下行时，轿厢31顶部以上的空间与外界大气之间的气压差；所述内呼指示灯13与所述轿厢31内操纵盘37上的楼层按钮对应，用于显示相应的选层；所述外召指示灯14与所述各楼层外召面板33上的按钮对应，用于显示相应的呼梯操作；所述平层机构15安装于所述轿厢31上，包括电磁铁(未图示)和卡勾40，可编程逻辑控制器1控制所述电磁铁使所述平层机构15的卡勾40插入各层站30相应的导轨卡槽(未图示)内，用于停站操作；所述超载报警装置16采用超载警铃，安装于所述轿厢31顶部；所述到站指示装置17，包括到站灯和/或到站钟，用于为候梯乘客提供厅外到站信息；所述 轿内照明灯18以及轿内风扇19均安装于轿厢31顶部，提供照明及排风。
较佳地，请重点参考图2，所述真空马达11包括第一机组27和第二机组28，所述第一机组27和第二机组28均与所述可编程逻辑控制器1相连，所述可编程逻辑控制器1安装于控制箱26内，所述第一机组27包括3个规格相同的真空泵，所述第二机组28包括2个规格相同的真空泵。分设两组机组的目的是为了气动电梯平稳启动及可靠平层。
较佳地，请重点参考图1，并结合图2，所述电源单元4包括：配电箱20，即用户电源箱，为本系统的正常运行提供电源；备用电源21，与所述配电箱20一同接入控制箱26内的可编程逻辑控制器1上，备用电源21有不间断电源(UPS)、自动救援装置(ARD)，用于在系统停电或故障断电时为本系统供电，使轿厢31能就近平层；应急电源22，置于轿厢31顶部，分别与安装于轿厢31内部的应急灯23、应急警铃24以及对讲装置25相连，通过设置应急灯23、应急警铃24，可实现应急照明、应急报警，亦可通过对讲装置25实现应急对讲功能。
较佳地，请重点参考图3，并结合图1和图2，本发明还提供了一种如上所述的气动电梯控制系统的控制方法，包括如下步骤：在系统供电及安全回路(基站锁梯钥匙开关36串入其中)正常的情况下，若所述可编程逻辑控制器1收到轿内呼梯信号5或者轿外召唤信号6，所述轿内照明灯18及轿内风扇19便开始工作，第三传感器及层门机械锁检验各层门是否关闭且锁住，然后可编程逻辑控制器1控制轿厢31向请求的方向运行，到达目的楼层后，层门锁在轿厢31重力的作用下被打开，此时乘客可出入轿厢31。
较佳地，若所述轿厢31被请求下行，则先关闭真空阀12，然后启动第一机组27，使轿厢31先向上运行直至该层上侧的第一传感器处，停止第一机组27，真空阀12打开，初始层平层机构15的卡勾40收缩，轿厢31下行，当到达目的楼层下侧的第二传感器处，真空阀12关闭，轿厢31开始减速下行，直至平层机构15的卡勾40弹出，使轿厢31停靠在目的层。
若所述轿厢31被请求上行，则第一机组27先工作2s，使轿厢31平稳启动后，再启动第二机组28，直至轿厢31到达目的楼层下侧的第二传感器处时，第二机组28停止，使轿厢31减速上升，直至目的楼层上侧的第一传感器处，停止 第一机组27，打开真空阀12，同时平层机构15的电磁铁工作，卡勾40弹出，使轿厢31平层。
此后，若无呼梯信号产生，则判断此时电梯位置是否为基站层(第一层)，若是基站层，则等待30分钟后关闭轿内照明灯18及轿内风扇19，进行停梯操作；若不是基站层，则先下降至基站层，再重复以上停梯操作，以节约成本及能源。若仍收到任何呼梯信号，则重复上述上行或下行运行过程。
综上所述，本发明提供的一种气动电梯控制系统及控制方法，该系统包括可编程逻辑控制器1、输入信号单元2、输出执行器件3以及电源单元4，所述输入信号单元2与所述可编程逻辑控制器1的输入端口相连，所述输出执行器件3与所述可编程逻辑控制器1的输出端口相连，所述电源单元4为所述该控制系统供电。本发明能够在现有的气动电梯的结构基础上，对气动电梯进行稳定、有效的控制，利用可编程逻辑控制器1作为核心控制器，具有高稳定性、强抗干扰能力，且易于后期功能的扩展。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。