浅谈电梯直接停靠技术_谢敏

∴
c= 1 2
jf
乙 ∴S1 =vd ×（tcd +tde）+2×
j tfg f
02
3
2
×t
dt=vd
×（tcd
+tde）+
jf ×tfg 3×2
∵
S2
=
vc′+vc 2
×th′c′+va ×taa′=
ab ×tcd 2
+ ab ×tcd 2
2
+vd
× vd ab
+va ×taa′
3
∴
taa′=（vd
202 广东科技 ２０１３．７． 第 １４ 期
图 6 相对位置校正的速度控制原理图
根据速度 v、加速度 a、加加速度 j 之间的积分或导数关系，再参 照上图中各参数量的几何面积关系，分析如下：
（1）图 3：采用爬行停靠的时间分析：
tab=
ab ja
，tcd
=
ab jc
，tde =
Lde vd
，je ×tef =jf ×tfg ，tbc =
vb -vc ab
图 5 两种减速曲线的积分面积对比
图 1 直接停靠
图 2 爬行停靠
直接停靠的优势在于提高电梯的运行效率，难点在于如何 实现平稳停靠，消除对电梯振动性能的影响；而爬行停靠的方 式可以减低电梯受到干扰的影响，容易控制和调试，可以实现 减速阶段的平稳过渡，平层的精度较好，但牺牲了一定的运行 效率。
1 运行效率分析计算
2.1 基于相对位置校正的直接停靠
在电梯速度控制里面，最关键的一点是必须知道电梯在井
道中的准确位置。以相对剩余距离为原则的电梯直接停靠需要
根据井道中的隔磁板或平层感应器等器件反馈电梯在井道中
的位置信息，根据此信息，结合存储在控制器中的层高等数据，
再根据旋转编码器得到电梯已经走过的行程和电梯当前的速
度，判断直接停靠的减速点在何时给出。其原理框图如图 6 所
分面积或等于从 A 点运行到 D′点的曲线积分面积，且图 5 中
斜线部分面积相等，则图中爬行减速曲线的空白面积 S1 与直
接停靠减速曲线的空白面积 S2 相等。结合图 3、4、5，根据积分
原理和公式分析如下：
2
2
设抛物线 FG 的函数式为：v（t）=ct ，则有 vf =ctfg ，又有：
2
Vf= af ×tfg = jf ×tfg 22
主控制程序，使其抛弃爬行段，直接实现直接停靠，此方法的优 点是不需增加硬件成本，但关键在于电梯的控制必须保证其精 确性，一旦发生干扰或控制精度不够，则有可能发生平层不准 或振动异常等不良情况。
2.2 基于绝对剩余距离的速度控制
基于绝对剩余距离的速度控制利用了绝对值编码器来反 馈电梯的实时位置。绝对值编码器可以安装在机房或井道中， 与限速器钢丝绳同步。编码器反馈给控制器的位置就是轿厢的 实际位置，在电梯平层时，系统根据电梯的实时位置值计算出 剩余距离，在足够短的距离内给出减速信号，并给出相应的速 度，达到减速点到平层位置速度的平滑过渡。
可以比爬行停靠在减速阶段节省 1.075s。
2 直接停靠的技术实现
要实现电梯的直接停靠，主要的因素有两个：①控制器给
出减速信号的时机是否正确；②电梯系统是否可以精确地按照
控制系统的设定运行。这两个条件也是电梯平层精度的重要条
件。由于存在信号的延迟，电梯现场调试的时候往往需要调试
人员做大量的调试工作去找准合适的信号给出点。
tab=0.9286s，tbc=0.9628s，tcd =2.4074s，tde =0.5s，tef =0.3381s， ta′b′=0.9286s，tb′c′=1.0243s，tc′d′=2.4074，taa′=0.0395s ∴ T=5.475s；T′=4.36S；T△1=1.115s；T△2=1.075。 即：从理论上来说，速度为 1.75m/s 的电梯，采用直接停靠
×（tcd
+tde）+
jf ×tfg 3×2
- ab ×tcd +vd 2
×
vd ab
）÷va
所以，在同一台电梯上采用直接停靠可节省的时间 TΔ2 为：
TΔ2=TΔ1-taa′
假设变频器中各参数设置如下：
va=1.75m/s，vd =0.04m/s，ab =0.65m/s2，ja=0.7m/s3，jc=0.27m/s3， Lde=0.02m，je=0.35m/s3。 根据上面的推算公式，计算结果如下：
图 7 绝对位置校正的速度控制原理图
3 结束语
目前市场上，很多电梯公司宣传其电梯的直接停靠功能， 并作为一个卖点来引导顾客。实现直接停靠的技术并不复杂， 关键是实现直接停靠的算法，最大限度地消除电梯受到的各种 干扰，提高抗干扰能力，使电梯能按照系统的设置正常运行。
参考文献： ［1］吴守箴. 电气传动的脉宽调制控制技术［M］. 北京：机械工业出版 社，1995. ［2］冯兆纯. 电机与控制［M］. 北京：机械工业出版社，1989. ［3］GB 7588-2003 电梯制造与安装安全规范［S］.
ja
ab
jc vd
je
（2）图 4：采用直接停靠的时间分析：
ta′b′=
ab′ ja′
，tc′d′=
ab′ jc′
，tb′c′=
vb′-vc′ ab′
∴
减速曲线总耗时：T′=ta′b′+tb′c′+tc′d′=
ab′ + ja′
vb′-vc′ ab′
+ ab′ jc′
（3）爬行停靠和直接停靠的效率对比：
示。
井道磁开关可以有两种方式：①在井道中每一层增加一个
硬件检测点，电梯可以根据该点反馈的信号进行速度的控制和
调整，优点是可以比较准确地校正轿厢的位置，但是会增加一
定的成本；②利用现有的平层感应器，此方法的优点是可以不
增加硬件成本，但这种方法在电梯停车阶段的振动可能比较
大。 另外，可以不利用井道中的硬件检测信号反馈，直接修改
在同一台电梯上分别采用爬行平层停靠方式和直接平层 停靠方式，其减速段的速度曲线如图 5、图 6 所示：减速曲线由 抛物线和直线组成，图 5 中从 A 点开始减速，其中 AB 为开始 急减速段、BC 为匀减速段、CD 为结束急减速段、DE 为爬行段、 EF 和 FG 为停车急减速段；图 6 中从 A′点开始减速，其中 AA′ 还属于匀速段、A′B′为开始急减速段、B′C′为匀减速段、C′D′为 结束急减速段；图 5 的 AD 段速度曲线与图 6 的 A′D′段速度曲 线的最大加速度和最大加加速度相等。
浅谈电梯直接停靠技术
谢敏
（广东省特种设备检测研究院，广东广州 510655）
摘 要：针对目前电梯停靠方式及其特点，计算不同的停靠方式的电梯运行效率，并分析电梯直接停靠技术的实现方法，为同行应用直 接停靠技术提供参考。 关键词：电梯；直接停靠；爬行停靠；控制；运行效率
电梯停靠的方式主要有两种：直接停靠（如图 1）与爬行停 靠（如图 2）。直接停靠是指电梯在减速阶段由高速直接减速到 0，同时刚好在平层位置，因此也叫零速停靠；爬行停靠是指在 电梯的减速阶段，先减速到爬行速度，以爬行速度运行一段时 间再减速到零，爬行停靠一般采用以时间方式或者基于增量编 码器的相对距离方式来控制电梯运行。
而在变频器参数设定中，je=jf
∴
tef
=
af je
= af jf=tfg又vd=
1 2
af
×tef
+
1 2
af ×tfg =af ×tef
姨 ∴
tef =tfg =
vd af
=
vd je
∴ 减速曲线总耗时：
T=tab +tbc +tcd +tde +tef +tfg
姨 = ab + vb -vc + ab + Lde +2× vd
′ 姨 ′′ ′ TΔ1=T-T′=
ab + vb -vc + ab + Lde +2× ja ab jc vd
vd je
-
ab′ + vb′-vc′ + ab′ ja ′ ab′ jc′
姨 = Lde +2× vd - vd
vd
je ab
根据上面设定的条件作减速曲线面积对比图 （参见图 5）：
图中，已知运行距离 L 等于电梯从 A 点运行到 G 点的曲线积
这是一种较为理想的电梯的速度给定方式。实现依据电梯 的准确位置控制电梯的运行速度，消除电梯的制停停靠时的爬 行停靠，同时可以提高电梯的平层精度。因为有绝对值编码器 的存在，电梯运行过程中，编码器不会丢失脉冲，控制器不会失 去轿厢的准确位置，可以实现电梯速度的实时校正，大大提高 了抗干扰能力。但此方案需要增加绝对值编码器的成本。图 7 为绝对位置校正的速度控制原理图。
由上述条件设定 va =va′、vb =vb′、ab =ab′、ja=ja′、jc =jc′，
∴tab =
ab ja
=ta′b′；tcd =
ab jc
=tc′d′；tb′c′=
vb′-vc′ ab
=
vb -（vc -vd）； ab
201 广东科技 ２０１３．７． 第 １４ 期
装备制造
所以，两种停靠方式的减速曲线的时间差值 TΔ1 为：
图 3 减速段曲线（爬行停靠） 图 4 减速段曲线（直接停靠）
图 3、图 4 中各参数设定如下：电梯运行到 A 点时与平层 位置的剩余距离为 L；图 3 中从 A 点到 G 点的相邻两点之间的 时间差分别是 tab、tbc、tcd、tde、tef、tfg，爬行段距离为 Lde；图 4 中从 A 点到 D′点的相邻两点间的时间差分别是 taa′、ta’b′、tb′c′、tc′d′。