静磁栅位移传感器在电梯控制系统中的应用
1 电梯控制简介
电梯是现代建筑内关系到人民生命财产安全的重要交通工具。如何提高电梯的运行效率、降低电梯能耗以及减少机械磨损、延长电梯的使用寿命，都是非常重要的研究课题。电梯是楼层用以固定提升的成套设备，具有安全可靠、乘坐舒适、停层准确、操作简便、运输效率高等特点。它由提升曳引系统、引导系统、安全装置和电控系统组成。
目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活。本设计在用三菱 FX2系列PLC控制静磁栅位移传感器实现电梯平层控制。
静磁栅位移传感器在电梯控制系统中的作用为电梯平层控制的调整，电控系统是电梯的“中枢神经”，其质量的好与坏直接影响电梯质量。客梯和医用梯都讲究乘坐舒适，而舒适感与运行时间有关。要想乘坐舒适，就要延长加、减速时间，因而使运行时间随之延长，电梯运行效率降低。所以，为了使电梯具有较高的运行效率，加减速度应该有一个合适的限度，而且变化要平稳，这就对电控系统提出了如下要求：
· 安全可靠，排除故障方便，在满足使用要求前提下，线路越简单越好。
· 噪声和振动小，选择元件要合理，电磁声不能大，安装零件的结构件要有足够刚度，且有防松措施。
· 能适应频繁起动、停止、调整及换向的工作要求，调速性能好，工作方式易于转换。加、减速和等速要平稳，速度曲线平滑，到站前无微动。
· 能实现自动平层，且平层必须准确。
· 能适应在较大范围内变动地提升载荷，能重载起动。
根据电梯运行的特点及以上要求，电梯的运行速度应当符合图1所示曲线。平层误差应符合表1规定。
2 静磁栅位移传感器简介
静磁栅位移传感器由“静磁栅源”和“静磁栅尺”两部分结合使用。“静磁栅源”使用铝合金压封无源钕铁硼磁栅组成磁栅编码阵列；“静磁栅尺”用内藏嵌入式微处理器系统的特制高强度铝合金管材封装，使用开关型霍尔传感器件组成霍尔编码阵列，铝合金管材外部使用防氧化镀塑处理。“静磁栅源”沿“静磁栅尺”轴线作无接触（相对间隙宽容度和相对姿态宽容度达50mm）相对运动时，由“静磁栅尺”解析出数字化位移信息，直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号。充分发掘嵌入式微处理器的资源，将数据更新速度提高到毫秒数量级，以便能适应5m/S以下运动速度的位移响应。
3 产品综合特点
· 使用寿命长:无接触检测位置及角度，避免了机械损伤，理论上无寿命极限；
· 抗恶劣环境:－40℃至＋100℃工作温度范围，连续高粉尘、泥浆、水下及高撞击、 强振动工作环境；
· 直接绝对型测量:直接指示位移毫米数或旋转角度数，无需换算，不怕掉电，任意定位控制；
· 量程极长，分辨率适中:260毫米-2000米长度量程，分辨率0.2mm-1mm；
· 极丰富的数据接口:4-20mA、1-5V等模拟量输出，各类串并行数据接口以及 PROFIBUS等各种现场总线；
· 安装维护方便:在保持适度间隙的条件下，无约束安装运行。
4 PLC控制静磁栅位移传感器实现电梯平层控制
要使电梯到达平层区域后能自动平层，必须有一套自动控制系统，即电梯的自动控制装置。该装置的控制部分是静磁栅位移传感器，以30层电梯为例，安装图如下图所示。
上图所示轿厢处于地下层上面的第一层，静磁栅源安装于电梯井道和室外层平行，每层一个，静磁栅尺安装于轿厢上，长度为1.2米，地下层安装两个静磁栅源，用于检测轿厢是否到底位和运动方向。