程志珅 吴文川
天津环博科技有限公司 ，天津 300000
摘要：要想充分提高电梯的调度，使电梯达到节能效果，就必须对电梯的运行情况展开深入的调研，以找到有利于机器视觉电梯节能的有效方法以及关键技术。由此，本文就先创建出了采集系统，以对侯梯厅与轿厢中的视频图像展开有效的采集，然后借助计算机对所得的图像展开处理，以得到轿厢与侯梯厅有人和无人的结果，最后把结果传到电梯的PLC控制系统上，达到对主曳引电机的控制，以减少不必要的运行以及停站，使电梯能耗较大。
关键词：机器视觉；电梯节能；关键技术
由于高层的不断增加，使得电梯变得越来越重要，但是电梯的耗电量特别大，一般占整个建筑总耗电量的25%。目前随着我国对节能环保要求的不断提出，使得对电梯节能研究变得极其重要，通常导致电梯能耗大的主要原因有两个，分别为：1.轿厢中无人却有请求。2.侯梯厅无人却有请求。为有效解决这两种因素导致的电梯能源浪费现象，便提出了机器视觉电梯节能的关键技术，首先着重处理了候梯厅与轿厢中的图像，然后把处理结果传送至电梯PLC控制系统上，以用来防止电梯的无效运行，充分优化电梯调度，提升电梯的运行效率，进而发挥节能的效果。
一、电梯结构及控制机理
电梯属于机电一体化的设备，通常包括两部分，即电气与机械。它们的分工不仅明确，而且高度统一，所以在设计和制造电梯的时候，必须充分参照机械系统以及电气系统的设计和控制知识，同时还要保证电梯的舒适程度、安全程度以及节能降耗等方面。
（一）电梯结构
一般电梯包括四大部分，即轿厢部分、层站部分、井道部分以及机房部分。而每个部分的组成结构都不同，对于轿厢部分来说，其主要由轿厢、轿厢呼梯盘、轿厢门、门机、安全窗、通讯器以及报警装置等部分组成；对于层站部分来说，其主要有厅门、侯梯厅呼梯盘、门锁设施、层站开关门机构以及楼层显示器等部分组成；对于井道部分来说，其主要由导轨、导轨支架、缓冲设施、对重系统装置以及限速器张紧设施等组成；对于机房部分来说，其主要由电源控制盒、曳引电动机、电气控制箱以及减速机构等部分组成。
（二）机械系统
一般电梯机械系统的组成有：曳引系统、平衡系统、轿厢和门系统、导向系统和安全保护系统等等。对于曳引系统来说，其作用就是把曳引电动机所形成的动力传送至电梯轿厢，以使轿厢产生运动，可见曳引系统是电梯非常关键的驱动设备，能够直接影响到电梯的舒适性和安全性；对于平衡系统来说，其主要包括两部分，即对重设施与补偿设施。其中，对重设施主要是用于平衡轿厢及电梯负载的，以充分降低电动机的功率损失，属于电梯非常重要的组成部分。如果轿厢在井道最下面的时候，曳引绳的重量就会集中在轿厢一侧，如果轿厢在井道的最上面时，曳引绳的重量就会集中在对重装置一侧，这些现象均会严重影响到电梯的平衡性，所以为防止重量分布给电梯平衡带来的影响，便需要对电梯安装平衡补偿装置；对于渐厢和门系统来说，其也属于电梯非常关键的组成部分，会严重影响到乘客的安全。通常门机装置会安装于轿厢门的上端，以保障电梯的运行安全；对于导向系统来说，其主要用来导向和限制电梯轿厢及对重装置，以免因轿厢偏载而发生倾斜；对于安全保护系统来说，其主要由限速器与安全钳组成，以用来在系统忽然不运行且电磁铁制动器突然失效的情况下，保护电梯的安全，以防止曳引绳断裂的情况发生。
（三）电气系统
电梯电气系统由两部分组成，即电力拖动系统与运行控制系统。其中，电力拖动系统是借助电能促使电梯设备运行，进而给电梯提供动力；运行控制系统是对电梯展开逻辑判断与控制，其主要体现了电梯的自动化水平。这两部分一同构成了完整的电梯电气系统。
二、机器视觉电梯节能关键技术研究
（一）系统的运行原理
电梯节能关键技术主要就是在原有的控制系统上添加了图像处理模块，能够有效处理侯梯厅与轿厢的图像，并把结果传送给电梯运行控制系统，使其在电梯响应之前，就把图像处理结果传送到电梯系统上，以帮助电梯进行调度。其运行流程如图1所示。
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（二）图像采集技术
在图像处理前，必须先对轿厢以及侯梯厅的图像分别进行采集。因为摄像机角度、视野、镜头和图像质量均会严重影响到图像的处理结果，所以要想有效的采集图像，就必须选择适当的摄像机以及图像采集卡，以保证图像采集的准确、可靠。
（三）PLC控制的仿真模块设计
在机器视觉电梯节能关键技术的研究当中，其就是在原有的电梯系统上添加图像处理系统，以帮助电梯作出调度，从而控制电梯的上行、下行和开关门，所以此系统根本不用对原电梯系统进行较大的改变，仅将图像处理模块加入即可，使其融入到电梯系统的判断当中，进而更加有效地控制电梯运行。在此并不需要对平层系统以及调速系统展开控制。一般可将电梯控制分成两种，一种为PLC控制，另一种为微机板控制。其中，微机板控制的硬件及软件都较为固定，并且硬件资源还不开放，所以系统控制语言必须在微机板中经过底层语言固化，这就导致用户必须对软件及硬件展开修正与重定义。而对于机器视觉电梯节能控制系统来说，因为需要把视觉判断结果传送至电梯运行系统当中，但由于微机板控制的电梯软件不开放，所以只能采用PLC控制的电梯系统进行实验。
四、总结
机器视觉电梯节能关键技术的实验需要分次进行，分别在有效时、无效时以及有无效需求随机出现的情况下分析电梯运行的准确程度。通过电梯控制逻辑的实验研究可知：图像处理的结果非常迅速，判断非常准确，如果在电梯控制系统当中添加视觉判断系统，则会使电梯的节能效果更加显著，运行更加安全、可靠。
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