基于IC卡系統的電梯聯動控制

史禮迪

摘 要：現代建筑對智能化、自動化的要求越來越高。非接觸式IC刷卡聯動控制系統在電梯系統上的應用提高了建筑智能化水平，加強了樓宇系統安全性與便利性。本文提出一種思路，用以解決電梯與樓宇對講、門禁等系統的聯動控制應用。

關鍵詞：電梯控制器；刷卡；門禁系統；樓宇對講

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.128

隨著自動控制技術、信息技術在建筑智能化上的廣泛應用，電梯控制、樓宇對講、門禁設備系統集成聯動控制成為一種趨勢。尤其是在公共建筑智能化上，便利的使用流程，安全靈活的管理方式，更是讓聯動控制倍受青睞。

1 電梯的樓層權限管理與控制

電梯系統作為一種拖動控制系統，本身有一套完善的控制流程。本文討論的電梯控制特指對樓層權限的管理與控制，區別于電梯系統本身。一般而言，最簡易的電梯使用流程如圖1.1所示。

如果使用非接觸式IC卡系統的電梯控制器（以下簡稱電梯控制器）對樓層進行權限管控，則在電梯系統之外加入非接觸式刷卡控制環節，具體實施是在電梯樓層按鍵處接入觸點，該觸點由電梯控制器輸出。原理如圖1.2所示，呼梯之后，乘梯者進入電梯，需刷卡驗證，驗證過程由電梯控制器完成，有權才能選層。可以看出，事實上，電梯控制器本身不會去控制電梯，只是通過對樓層按鍵的短接和釋放來決定電梯按鍵是否有效。現從權限的不同來闡述協同的原理。

（1）無權限時，電梯控制器不動作，AC，AB均處于斷開狀態，此時即使按下電梯按鍵，由于回路被AB強行斷開，電梯不會響應。

（2）單層卡，刷卡后，電梯控制器動作，AC導通，按鍵直接被短接，回路導通，此時即使不按電梯鍵盤，電梯也會被啟動運行到指定樓層。

（3）多層卡，刷卡后，電梯控制器上對應的樓層輸出繼電器的AB導通，電梯對應的按鍵不被強行斷開，用戶按下電梯按鍵，回路就被接通了，電梯隨即動作到按下的那一樓層。

因此，有權限才能選層乘梯；無權限，樓層按鍵無效（強制斷開）。這種方式需要改造電梯的樓層按鍵線路，將IC卡電梯控制器的輸出觸點接入按鍵線路。參考圖1.3，電梯的使用處于受控狀態，但呼梯操作不受控制。

實際上，目前部分電梯廠家一般會留有485協議與電梯控制器對接，刷卡驗證權限后，電梯控制器通過485協議向電梯系統發送樓層信息，電梯系統才允許轎廂中的樓層按鍵有效，控制結果等效于直接的按鍵控制的效果。結構圖如1.4所示。

電梯控制器與電梯系統（控制柜之間的）RS485接口協議流程可以設計為：

IC卡電梯控制器在刷卡成功后發起請求，電梯側收到即應答并釋放對應樓層按鍵完成授權；若電梯控制器在指定時間未收到應答，則重發請求。這種控制方式比之前所述的繼電器輸出控制電梯按鍵更簡潔，實際應用上更方便，利于施工與維護。

基于IC卡的電梯控制系統簡易結構見圖1.6。本文的討論僅限于設備展開，不涉及上位機部分。

2 群控電梯的聯動派梯

多部電梯往往使用群控機制。用戶在電梯廳呼梯面板進行呼梯操作，由電梯群控系統處理呼梯信號并分配一部電梯。在公共建筑中使用群控電梯，為了安全便捷地引導用戶使用電梯，有效的管控電梯權限，不僅僅是通過IC卡電梯控制器對樓層權限（按鍵）進行控制，還可以同時通過電梯廳非接觸式IC卡門禁控制器對呼梯進行聯動引導。原理參考下圖2.1。使用流程為：乘梯者進入候梯廳，要通過人行通道閘機，刷卡驗證權限后，通道閘放行，乘梯者進入候梯廳，選層器（主機）通過RS485協議向門禁控制器（從機）查詢獲得持卡人樓層信息。電梯群控系統根據選層器獲得的樓層信息完成群控派梯，乘梯者在候梯廳無需操作呼梯面板，也無需做其他呼梯操作。且基于1中的梯控權限管理機制，持卡人還可自動獲得樓層權限，在轎廂中無需刷卡。此過程不僅完成刷卡過閘機聯動群控派梯，且實現樓層權限管理。

電梯選層器以主機方式定時查詢獲得的樓層信息與在選層面板上獲取的樓層信息是等效的。因此，在實際應用中，候梯廳即便沒有閘機控制，為了實現便捷引導乘梯與樓層權限管控，也可以在選層面板安裝IC卡控制設備，通過樓宇IC卡刷卡系統實現便捷乘梯。

上述群控電梯的聯動控制方式并非唯一選擇。有些群控電梯提供基于TCP協議的主機服務，向第三方系統提供接口。IC卡系統可以在上位機軟件對接群控主機，實現局域網內的在線梯控權限管理與派梯聯動。

3 樓宇對講與電梯聯動

對于住宅小區建筑，樓宇對講系統較好的解決了這種用戶集中，容量大的安保管控需求。在此場景下，我們提出一種聯動系統，用以解決住宅業主與訪客在電梯使用中的權限管控。結構如下圖3.1所示。在此引入一種新的設備，集控器，實現RS485協議處理轉發。集控器從門口機、IC卡門禁控制器獲取樓層信息轉發給電梯控制器。而后電梯控制完成對電梯的控制。（控制方式參考1所述）

實際應用場景分為三種：業主入戶乘梯、訪客拜訪乘梯與不同樓層業主拜訪。

業主乘梯。業主進入單元門前，刷卡，IC卡門禁控制器（內嵌在門口機，因為一般而言樓宇門口機不帶IC卡門禁功能）開門，同時門禁控制器通過約定的485協議經集控器控制電梯控制器釋放業主所在樓層的電梯按鈕并呼叫電梯。

訪客乘梯（訪客是無卡的）。訪客在對講門口機呼叫業主，業主在室內分機向門口機給出開門指令，對講門口機通過約定的485協議經集控器處理后控制電梯控制器釋放對應的電梯按鈕供訪客乘梯。

不同樓層業主互訪。樓宇對講系統的門口機將樓層信息經集控器處理后控制電梯控制器釋放對應的電梯按鈕。

4 總結

利用基于IC卡技術的門禁控制與電梯控制，討論了電梯使用中的一些流程，涉及引導呼梯、樓層權限管控等環節。從應用場景的不同分別描述了群控聯動與樓宇對講聯動的實現方式。但在工程實踐中，還需具體考慮使用環境和需求，例如本文在討論樓宇對講聯動時，并未考慮乘梯者中途等待延時及總線的實際通訊效果對系統的可靠性影響等。

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