门禁的梯控应用

门禁系统在现实生活中的应用越来越广泛，除了用于出入口控制之外，门禁系统还有许多别的用途，比如考勤和巡更以及一卡通消费。本文主要想讲讲门禁系统在商务楼宇中的一个典型应用，即电梯控制。

文/郑寅晖博世安防高级工程师

电梯控制，顾名思义就是通过某种特定的方式对用户操作电梯楼层的权限进行控制。如果不加任何限制，用户进入电梯轿厢后，可以按下任意楼层的按钮从而到任何楼层，出于安全等方面的考虑，越来越多的商务楼宇开始启用电梯控制，通过给楼内常驻用户或者访客分配授权，使用户只能按与其相关的特定楼层的按钮，除此之外，按别的按钮不起作用，电梯控制可以通过多种方式实现，但在实际生活中，绝大多数的电梯控制是通过楼宇的门禁系统来一并实现。举个例子来具体说明一下电梯控制的功能和效果，某栋大楼一共有10层，2楼到5楼是公司A，6楼到8楼是公司B，8楼以上是公司C，那么公司A的员工进入电梯后，通过刷门禁卡，只能按2到5层的按钮，按别的楼层的按钮是不起作用的，B和C公司的员工同样道理。如果大楼之外的人员进入电梯，如果不刷卡，则按任意楼层的按钮都无效。通过电梯控制，可以有效的控制人员对特定楼层的进出，从而在一定程度上保证了楼宇内各个单位的安全。

在讲梯控的原理之前，有必要先了解电梯的基本原理，如下图所示：

如图，电梯轿厢里安装有楼层按键盘，电梯井顶部一般设置有电梯机房，电梯机房里设置电梯的提升机械装置以及电梯的电气控制部分主控板，电梯轿厢的按键盘上每个楼层对应一个按键，每个按键都有一对线通过电梯随行电缆传至电梯机房的电梯主控板的特定接口，当某个楼层对应的按键被按下，电梯主控板将收到一个闭合信号，表示某层楼的按键被按下，于是电梯在对应楼层将会停留，这就是电梯的基本原理，至于其中具体的技术细节我们不用过多考虑。

现在说回门禁系统，门禁控制器通过控制自带的继电器的常闭触点的状态变化来实现对电锁的控制，从而实现开关门。一般来说，门禁系统一般采用的电锁是通电锁门断电开锁的电磁锁，这种电锁一旦通电则实现锁门，断电则开锁，如果要实现对电锁的控制，则需要把门禁控制器的继电器常闭触点串接在电锁的供电回路里，如下图所示：

通过门禁软件里权限的设置，可以实现门禁卡在读卡器上刷卡后，使对应的继电器状态改变，原常闭触点变为常开，电锁的供电回路断开从而导致电锁失电开门。

门禁系统实现电梯控制的原理与此类似，也是将继电器的触点串入楼层按键的信号传输线路，从而控制电梯轿厢里按键盘到电梯主控板之间的信号传递，所不同的是，此时需要串入的触点是常开触点而不是常闭触点。在初始状态下，在每个信号通路之间都串接上一个打开的开关(常开触点)，此时，无论怎么按下楼层按键，由于外接的开关的存在，按键盘发出的闭合信号无法送至电梯主控板，用户就无法去到需要的楼层，通过刷卡授权后，这些外接的开关闭合，此时再按下楼层按键，闭合信号就能送至电梯主控板了。

门禁的电梯控制和门禁的出入口控制有类似的地方，但区别也很明显，门禁的出入口控制是对某张门禁卡进行授权处理，一旦授权后，此卡就可以刷开授权内的所有门，但是这些门并不是同时打开，而是必须用卡去刷对应的读卡器时才会打开，但是门禁的电梯控制有所不同，虽然还是对某张卡进行电梯楼层的授权，但当此卡去刷电梯轿厢内的某个特定的梯控读卡器时，楼层授权内的所有触点同时触发，此时用户就可以按授权内的任意一个或者多个门，从而实现了电梯控制。需要说明的是，和开关门类似，门禁系统对电梯的控制所涉及的那些继电器触点的触发时间也是需要设置的，一般设置为5秒钟，在这个时间内，用户一定要去按下想去的楼层按键，一旦超过这个时间，继电器复位，信号传输线路重新断开，此时再按楼层按键也无法把信号送到电梯主控板了，需要重新刷卡。

在具体工程实际中，楼层按键和电梯主控板之间的线路是包裹在电梯随行电缆里的，这种电缆一般是在电梯厂家就预制好了，在项目现场，基本不可能将这些随行线缆拆开，然后将楼层按键和电梯主控板之间的线路断开后串入门禁控制器的继电器触点，首先这样接线过于复杂不容易实施，其次也是最重要的，一旦门禁控制器的继电器触点故障，则用户即使刷卡后按下楼层按键，闭合信号也无法送至电梯主控板，导致无法去到需要的楼层，这显然不够安全。

不少主流电梯厂商目前均提供梯控板来配合门禁系统实现电梯控制，梯控板是一个独立的设备，和电梯主控板之间通过特定的接口连接，一旦连接配置成功后，在电气原理上相当于为每个楼层按钮的信道上都串接了一个断开的开关，这些开关则需要和门禁控制器的继电器常开点一一对接，如下图所示。

一旦移除电梯梯控板，则电梯又恢复到正常无梯控的状态，所有楼层按键均可以正常使用，这样做的好处是显而易见的，一旦门禁控制器出现故障，可以通过简单的远程控制甚至机械切换的方式把梯控板从电路中移除，恢复电梯的无梯控状态，同时由于梯控板也安装在电梯机房里，所以安装配置和维护更换都非常方便。需要注意的是，如果有某个或者某些楼层不需要进行梯控，请务必把梯控板上的对应端子进行短接处理，具体请咨询电梯厂家技术人员。

电梯控制通常和时间相关，比如正常上班时间不需要梯控，人人不需要刷卡，都能按到任意的楼层，但是上班以前或者下班以后包括中午休息时间，为了控制大楼外的闲杂人员任意进出大楼各个楼层，需要开启电梯控制功能。具有时间段划分功能的电梯控制通常有2种实现方式，要么通过门禁系统的软件实现，门禁系统的开门权限就可以和时间相结合，电梯控制也是同样道理;要么还是通过电梯来实现，电梯的主控板和梯控板之间的连接接口上除了有强切开关还会有定时开关，可以通过软件来配置时间区间，在时间区间之内或者之外把梯控板接入电梯的主控板从而实现某一时段的电梯控制。

下面以某国际品牌的AMC2维根门禁控制器和BIS门禁软件为例，说明一下梯控的具体结构和实施要求。

某国际品牌的AMC2门禁控制器如下图所示：

此控制器为4门控制器，本身支持接4个维根读卡器，自带8个开关量输入和8个继电器输出，用于电梯控制时，此控制器仅允许接一个读卡器，即一部电梯用一个AMC2控制器，且电梯轿厢里只支持接一个刷卡的读卡器，在用于电梯控制时，由于不涉及开关门，故控制器上自带的8个继电器输出全部可以用于电梯控制，于是，单个AMC2控制器即可以实现8层楼的电梯控制，当然AMC2控制器可以和配套的IO输入输出模块和读卡器输入输出模块一起实现更多楼层的电梯控制。目前，AMC2控制器在BIS门禁控制软件的配置下可以最高实现56层楼的电梯控制，这个数量应该满足绝大多数的需求。

与AMC2控制器配套使用的IO模块主要是16路IO输入输出模块，如下图所示：

此模块上具有16个输入点和16个输出点，当然在电梯控制里还是用16个输出点，如前所述，要想实现56层的电梯控制，则需要3个此种模块，一共48个继电器输出点，再加上控制器本身的8个输出点，一共就是56个输出点。门禁控制器和IO模块之间通过2芯线连接，走半双工485协议，为保证信号的传输稳定和抗干扰，最好能布放3芯屏蔽线缆，2根用来接485数据，1根共信号地，屏蔽层用来抗干扰。

在具体工程实施上，门禁控制器和3个IO模块都要和电梯控制板放置在电梯井顶部的电梯机房内部，且需要和电梯控制板距离尽量接近，便于接线。而读卡器肯定是要放在电梯轿厢里。在这里首先要考虑读卡器到控制器的接线长度，这里以最常使用的维根方式为例说明，在维根模式下，读卡器到控制器的最长距离是150米，需要至少布放4芯(最好6芯)1平方的线缆，其中电源2根，数据2根。在这种情况下，如果电梯轿厢里的读卡器直接接在电梯机房里的AMC2控制器上，电梯轿厢到电梯机房的最长距离就是150米，按照3米一层楼来估算，大概能实现50层楼的电梯控制，如下图所示：

在这种情况下，在工程实施的前期，就要考虑电梯随行电缆的细节，具体的说，就是电梯的随行电缆能为梯控预留几根线缆，如上所说，至少应该有4根1平方的线缆预留出来给电梯控制使用。

如果前期沟通不充分，导致电梯的随行电缆只预留了2根线缆给梯控(大多数情况下会预留至少2根)，这种情况该怎么办呢?读卡器的2根数据线没得商量还必须接到AMC2门禁控制器上，那么读卡器的供电就只能在电梯轿厢里解决了，所幸，只需要一个12VDC的电源即可，这个要求很容易满足，电梯轿厢总有照明和通风装置，可以利用这些设备的供电来解决读卡器的供电问题，此种情况如下图所示：

如果电梯轿厢和电梯机房的距离过长，超过了150米的距离呢?此时轿厢里的读卡器不能再直接接在电梯机房的门禁控制器上了，在这种情况下，必须使用与AMC2控制器配套使用的读卡器扩展模块，如下图所示，

此模块的接口与AMC2控制器完全相同，用于扩展4个读卡器，在AMC2的电梯控制应用里，即使增加了读卡器扩展模块，也只允许接一个梯控刷卡的读卡器，所不同的是，此时读卡器接在读卡器扩展模块上，而读卡器扩展模块则放置在电梯轿厢顶部，读卡器扩展模块的取电当然还在电梯轿厢本地解决，而读卡器扩展模块和AMC2控制器之间仍然通过半双工485(1对双绞线)连接，由于485协议传输的距离远至1200米，同时电梯的随行电缆里只需要为梯控预留1对双绞线，这种解决方案是满足绝大多数应用需求且最稳定可靠的方案，无论楼层高低都推荐使用。

如下图所示：

如果再多想一步，在上面的这种推荐的方案里，是否能利用读卡器扩展模块上的8个输出点再多实现8层楼的梯控呢?在上面的这个推荐方案里，一共有1个门禁控制器，3个16路IO模块，还有一个读卡器扩展模块，这一套设备里一共具有8+16+16+16+8=64个输出点，其中只有读卡器扩展模块是安装在电梯轿厢上的，其余几个设备都是安装在楼顶的电梯机房里的，如果想使用读卡器扩展模块上的8个输出点，至少要在电梯的随行电缆里再预留8对线缆(这个基本不大可能了)，把读卡器扩展模块上的8个输出信号传递至电梯机房和电梯控制板的接口连接，如果能实现这点，则理论上可以再增加8层楼的梯控，也就是说在硬件上，具备实现64层楼梯控的可能，但是实际上56层楼的限制是BIS软件所限制的，所以在考虑最大梯控的数量时，不但要考虑硬件方面是否满足，还要考虑配套的软件是否支持。