門禁系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用越來越廣泛，除了用于出入口控制之外，門禁系統(tǒng)還有許多別的用途，比如考勤和巡更以及一卡通消費。本文主要想講講門禁系統(tǒng)在商務(wù)樓宇中的一個典型應(yīng)用，即電梯控制。
文/鄭寅暉 博世安防高級工程師
門禁系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用越來越廣泛，除了用于出入口控制之外，門禁系統(tǒng)還有許多別的用途，比如考勤和巡更以及一卡通消費。本文主要想講講門禁系統(tǒng)在商務(wù)樓宇中的一個典型應(yīng)用，即電梯控制。
電梯控制，顧名思義就是通過某種特定的方式對用戶操作電梯樓層的權(quán)限進行控制。如果不加任何限制，用戶進入電梯轎廂后，可以按下任意樓層的按鈕從而到任何樓層，出于安全等方面的考慮，越來越多的商務(wù)樓宇開始啟用電梯控制，通過給樓內(nèi)常駐用戶或者訪客分配授權(quán)，使用戶只能按與其相關(guān)的特定樓層的按鈕，除此之外，按別的按鈕不起作用，電梯控制可以通過多種方式實現(xiàn)，但在實際生活中，絕大多數(shù)的電梯控制是通過樓宇的門禁系統(tǒng)來一并實現(xiàn)。舉個例子來具體說明一下電梯控制的功能和效果，某棟大樓一共有10層，2樓到5樓是公司A，6樓到8樓是公司B，8樓以上是公司C，那么公司A的員工進入電梯后，通過刷門禁卡，只能按2到5層的按鈕，按別的樓層的按鈕是不起作用的，B和C公司的員工同樣道理。如果大樓之外的人員進入電梯，如果不刷卡，則按任意樓層的按鈕都無效。通過電梯控制，可以有效的控制人員對特定樓層的進出，從而在一定程度上保證了樓宇內(nèi)各個單位的安全。
在講梯控的原理之前，有必要先了解電梯的基本原理，如下圖所示：
如圖，電梯轎廂里安裝有樓層按鍵盤，電梯井頂部一般設(shè)置有電梯機房，電梯機房里設(shè)置電梯的提升機械裝置以及電梯的電氣控制部分主控板，電梯轎廂的按鍵盤上每個樓層對應(yīng)一個按鍵，每個按鍵都有一對線通過電梯隨行電纜傳至電梯機房的電梯主控板的特定接口，當(dāng)某個樓層對應(yīng)的按鍵被按下，電梯主控板將收到一個閉合信號，表示某層樓的按鍵被按下，于是電梯在對應(yīng)樓層將會停留，這就是電梯的基本原理，至于其中具體的技術(shù)細(xì)節(jié)我們不用過多考慮。
現(xiàn)在說回門禁系統(tǒng)，門禁控制器通過控制自帶的繼電器的常閉觸點的狀態(tài)變化來實現(xiàn)對電鎖的控制，從而實現(xiàn)開關(guān)門。一般來說，門禁系統(tǒng)一般采用的電鎖是通電鎖門斷電開鎖的電磁鎖，這種電鎖一旦通電則實現(xiàn)鎖門，斷電則開鎖，如果要實現(xiàn)對電鎖的控制，則需要把門禁控制器的繼電器常閉觸點串接在電鎖的供電回路里，如下圖所示：
通過門禁軟件里權(quán)限的設(shè)置，可以實現(xiàn)門禁卡在讀卡器上刷卡后，使對應(yīng)的繼電器狀態(tài)改變，原常閉觸點變?yōu)槌ｉ_，電鎖的供電回路斷開從而導(dǎo)致電鎖失電開門。
門禁系統(tǒng)實現(xiàn)電梯控制的原理與此類似，也是將繼電器的觸點串入樓層按鍵的信號傳輸線路，從而控制電梯轎廂里按鍵盤到電梯主控板之間的信號傳遞，所不同的是，此時需要串入的觸點是常開觸點而不是常閉觸點。在初始狀態(tài)下，在每個信號通路之間都串接上一個打開的開關(guān)(常開觸點)，此時，無論怎么按下樓層按鍵，由于外接的開關(guān)的存在，按鍵盤發(fā)出的閉合信號無法送至電梯主控板，用戶就無法去到需要的樓層，通過刷卡授權(quán)后，這些外接的開關(guān)閉合，此時再按下樓層按鍵，閉合信號就能送至電梯主控板了。
門禁的電梯控制和門禁的出入口控制有類似的地方，但區(qū)別也很明顯，門禁的出入口控制是對某張門禁卡進行授權(quán)處理，一旦授權(quán)后，此卡就可以刷開授權(quán)內(nèi)的所有門，但是這些門并不是同時打開，而是必須用卡去刷對應(yīng)的讀卡器時才會打開，但是門禁的電梯控制有所不同，雖然還是對某張卡進行電梯樓層的授權(quán)，但當(dāng)此卡去刷電梯轎廂內(nèi)的某個特定的梯控讀卡器時，樓層授權(quán)內(nèi)的所有觸點同時觸發(fā)，此時用戶就可以按授權(quán)內(nèi)的任意一個或者多個門，從而實現(xiàn)了電梯控制。需要說明的是，和開關(guān)門類似，門禁系統(tǒng)對電梯的控制所涉及的那些繼電器觸點的觸發(fā)時間也是需要設(shè)置的，一般設(shè)置為5秒鐘，在這個時間內(nèi)，用戶一定要去按下想去的樓層按鍵，一旦超過這個時間，繼電器復(fù)位，信號傳輸線路重新斷開，此時再按樓層按鍵也無法把信號送到電梯主控板了，需要重新刷卡。
在具體工程實際中，樓層按鍵和電梯主控板之間的線路是包裹在電梯隨行電纜里的，這種電纜一般是在電梯廠家就預(yù)制好了，在項目現(xiàn)場，基本不可能將這些隨行線纜拆開，然后將樓層按鍵和電梯主控板之間的線路斷開后串入門禁控制器的繼電器觸點，首先這樣接線過于復(fù)雜不容易實施，其次也是最重要的，一旦門禁控制器的繼電器觸點故障，則用戶即使刷卡后按下樓層按鍵，閉合信號也無法送至電梯主控板，導(dǎo)致無法去到需要的樓層，這顯然不夠安全。
不少主流電梯廠商目前均提供梯控板來配合門禁系統(tǒng)實現(xiàn)電梯控制，梯控板是一個獨立的設(shè)備，和電梯主控板之間通過特定的接口連接，一旦連接配置成功后，在電氣原理上相當(dāng)于為每個樓層按鈕的信道上都串接了一個斷開的開關(guān)，這些開關(guān)則需要和門禁控制器的繼電器常開點一一對接，如下圖所示。
一旦移除電梯梯控板，則電梯又恢復(fù)到正常無梯控的狀態(tài)，所有樓層按鍵均可以正常使用，這樣做的好處是顯而易見的，一旦門禁控制器出現(xiàn)故障，可以通過簡單的遠(yuǎn)程控制甚至機械切換的方式把梯控板從電路中移除，恢復(fù)電梯的無梯控狀態(tài)，同時由于梯控板也安裝在電梯機房里，所以安裝配置和維護更換都非常方便。需要注意的是，如果有某個或者某些樓層不需要進行梯控，請務(wù)必把梯控板上的對應(yīng)端子進行短接處理，具體請咨詢電梯廠家技術(shù)人員。
電梯控制通常和時間相關(guān)，比如正常上班時間不需要梯控，人人不需要刷卡，都能按到任意的樓層，但是上班以前或者下班以后包括中午休息時間，為了控制大樓外的閑雜人員任意進出大樓各個樓層，需要開啟電梯控制功能。具有時間段劃分功能的電梯控制通常有2種實現(xiàn)方式，要么通過門禁系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)，門禁系統(tǒng)的開門權(quán)限就可以和時間相結(jié)合，電梯控制也是同樣道理;要么還是通過電梯來實現(xiàn)，電梯的主控板和梯控板之間的連接接口上除了有強切開關(guān)還會有定時開關(guān)，可以通過軟件來配置時間區(qū)間，在時間區(qū)間之內(nèi)或者之外把梯控板接入電梯的主控板從而實現(xiàn)某一時段的電梯控制。
下面以某國際品牌的AMC2維根門禁控制器和BIS門禁軟件為例，說明一下梯控的具體結(jié)構(gòu)和實施要求。
某國際品牌的AMC2門禁控制器如下圖所示：
此控制器為4門控制器，本身支持接4個維根讀卡器，自帶8個開關(guān)量輸入和8個繼電器輸出，用于電梯控制時，此控制器僅允許接一個讀卡器，即一部電梯用一個AMC2控制器，且電梯轎廂里只支持接一個刷卡的讀卡器，在用于電梯控制時，由于不涉及開關(guān)門，故控制器上自帶的8個繼電器輸出全部可以用于電梯控制，于是，單個AMC2控制器即可以實現(xiàn)8層樓的電梯控制，當(dāng)然AMC2控制器可以和配套的IO輸入輸出模塊和讀卡器輸入輸出模塊一起實現(xiàn)更多樓層的電梯控制。目前，AMC2控制器在BIS門禁控制軟件的配置下可以最高實現(xiàn)56層樓的電梯控制，這個數(shù)量應(yīng)該滿足絕大多數(shù)的需求。
與AMC2控制器配套使用的IO模塊主要是16路IO輸入輸出模塊，如下圖所示：
此模塊上具有16個輸入點和16個輸出點，當(dāng)然在電梯控制里還是用16個輸出點，如前所述，要想實現(xiàn)56層的電梯控制，則需要3個此種模塊，一共48個繼電器輸出點，再加上控制器本身的8個輸出點，一共就是56個輸出點。門禁控制器和IO模塊之間通過2芯線連接，走半雙工485協(xié)議，為保證信號的傳輸穩(wěn)定和抗干擾，最好能布放3芯屏蔽線纜，2根用來接485數(shù)據(jù)，1根共信號地，屏蔽層用來抗干擾。
在具體工程實施上，門禁控制器和3個IO模塊都要和電梯控制板放置在電梯井頂部的電梯機房內(nèi)部，且需要和電梯控制板距離盡量接近，便于接線。而讀卡器肯定是要放在電梯轎廂里。在這里首先要考慮讀卡器到控制器的接線長度，這里以最常使用的維根方式為例說明，在維根模式下，讀卡器到控制器的最長距離是150米，需要至少布放4芯(最好6芯)1平方的線纜，其中電源2根，數(shù)據(jù)2根。在這種情況下，如果電梯轎廂里的讀卡器直接接在電梯機房里的AMC2控制器上，電梯轎廂到電梯機房的最長距離就是150米，按照3米一層樓來估算，大概能實現(xiàn)50層樓的電梯控制，如下圖所示：
在這種情況下，在工程實施的前期，就要考慮電梯隨行電纜的細(xì)節(jié)，具體的說，就是電梯的隨行電纜能為梯控預(yù)留幾根線纜，如上所說，至少應(yīng)該有4根1平方的線纜預(yù)留出來給電梯控制使用。
如果前期溝通不充分，導(dǎo)致電梯的隨行電纜只預(yù)留了2根線纜給梯控(大多數(shù)情況下會預(yù)留至少2根)，這種情況該怎么辦呢?讀卡器的2根數(shù)據(jù)線沒得商量還必須接到AMC2門禁控制器上，那么讀卡器的供電就只能在電梯轎廂里解決了，所幸，只需要一個12VDC的電源即可，這個要求很容易滿足，電梯轎廂總有照明和通風(fēng)裝置，可以利用這些設(shè)備的供電來解決讀卡器的供電問題，此種情況如下圖所示：
如果電梯轎廂和電梯機房的距離過長，超過了150米的距離呢?此時轎廂里的讀卡器不能再直接接在電梯機房的門禁控制器上了，在這種情況下，必須使用與AMC2控制器配套使用的讀卡器擴展模塊，如下圖所示，
此模塊的接口與AMC2控制器完全相同，用于擴展4個讀卡器，在AMC2的電梯控制應(yīng)用里，即使增加了讀卡器擴展模塊，也只允許接一個梯控刷卡的讀卡器，所不同的是，此時讀卡器接在讀卡器擴展模塊上，而讀卡器擴展模塊則放置在電梯轎廂頂部，讀卡器擴展模塊的取電當(dāng)然還在電梯轎廂本地解決，而讀卡器擴展模塊和AMC2控制器之間仍然通過半雙工485(1對雙絞線)連接，由于485協(xié)議傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)至1200米，同時電梯的隨行電纜里只需要為梯控預(yù)留1對雙絞線，這種解決方案是滿足絕大多數(shù)應(yīng)用需求且最穩(wěn)定可靠的方案，無論樓層高低都推薦使用。
如下圖所示：
如果再多想一步，在上面的這種推薦的方案里，是否能利用讀卡器擴展模塊上的8個輸出點再多實現(xiàn)8層樓的梯控呢?在上面的這個推薦方案里，一共有1個門禁控制器，3個16路IO模塊，還有一個讀卡器擴展模塊，這一套設(shè)備里一共具有8+16+16+16+8=64個輸出點，其中只有讀卡器擴展模塊是安裝在電梯轎廂上的，其余幾個設(shè)備都是安裝在樓頂?shù)碾娞輽C房里的，如果想使用讀卡器擴展模塊上的8個輸出點，至少要在電梯的隨行電纜里再預(yù)留8對線纜(這個基本不大可能了)，把讀卡器擴展模塊上的8個輸出信號傳遞至電梯機房和電梯控制板的接口連接，如果能實現(xiàn)這點，則理論上可以再增加8層樓的梯控，也就是說在硬件上，具備實現(xiàn)64層樓梯控的可能，但是實際上56層樓的限制是BIS軟件所限制的，所以在考慮最大梯控的數(shù)量時，不但要考慮硬件方面是否滿足，還要考慮配套的軟件是否支持。
本文簡要介紹了利用門禁系統(tǒng)實現(xiàn)電梯控制的原理結(jié)構(gòu)以及實施要點，不同廠家的設(shè)備大同小異，希望讀者朋友能靈活運用，舉一反三。
