電梯PLC智能控制系統(tǒng)研究

許穎泉，胡劍凌

蘇州大學(xué)信息工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104

當(dāng)前，高層建筑電梯在廣泛運(yùn)用的同時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得更為復(fù)雜，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不僅故障發(fā)生率高且維修難度較大。采用智能控制系統(tǒng)可以擺脫傳統(tǒng)系統(tǒng)操控的不足，讓電梯的運(yùn)行狀態(tài)更為安全可靠。PLC技術(shù)的運(yùn)用使得電梯在運(yùn)行過(guò)程中能嚴(yán)格按照程序指令執(zhí)行操作，對(duì)于系統(tǒng)潛在的安全隱患則能及時(shí)監(jiān)測(cè)告警。

1 PLC控制的主要特點(diǎn)

PLC是一種高性能的可編程控制器，主要功能是實(shí)現(xiàn)各種邏輯控制，在電氣控制系統(tǒng)中的運(yùn)用十分廣闊。就電梯電氣系統(tǒng)而言，PLC的運(yùn)用可以大大緩解電梯裝置操控的難度，使得整個(gè)系統(tǒng)按理想的狀態(tài)運(yùn)行控制。PLC具備的優(yōu)勢(shì)包括：

1）結(jié)構(gòu)方面。可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成較為簡(jiǎn)單且操控起來(lái)難度小，PLC不會(huì)受到外在條件的限制，只要保持正常供電則能創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)讓PLC在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用更加靈活；

2）傳輸方面。PLC的數(shù)據(jù)傳輸效率較高，由于帶寬條件比較穩(wěn)定，使得系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)能按照編制好的程序運(yùn)行。如：電梯中的PLC智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，讓電梯控制信號(hào)及時(shí)發(fā)出操控指令；

3）控制方面。在控制方面，可編程控制器不僅能單獨(dú)控制使用，也可以和其它網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)互相連接運(yùn)行。最常見(jiàn)的則是計(jì)算機(jī)與PLC的聯(lián)網(wǎng)控制，將其用于電梯控制系統(tǒng)調(diào)配之后，電梯運(yùn)行更加穩(wěn)定。

2 電梯PLC智能控制的原理

對(duì)于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電梯PLC智能控制系統(tǒng)，這種操控模式的主要構(gòu)成是“模糊控制”，也是智能化系統(tǒng)的核心技術(shù)，其原理如圖1。

圖1 電梯控制系統(tǒng)原理框圖

與早期的控制系統(tǒng)相比，模糊控制無(wú)需很確切地找準(zhǔn)被控制對(duì)象，也不用創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)字模型，只需根據(jù)電梯構(gòu)造及人員操控經(jīng)驗(yàn)則可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)配。如：對(duì)于城市高層大廈，在電梯控制中引進(jìn)PLC智能控制系統(tǒng)后，利用模糊控制方法掌握相關(guān)的信息，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。此外，采用模糊邏輯推理控制之后能對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)詳細(xì)監(jiān)測(cè)，有助于電梯故障的防范處理，保證了系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行。技術(shù)人員通過(guò)對(duì)電梯PLC智能控制系統(tǒng)改造之后，除了原先的控制程序指令外，也配備了PLC、操縱盤、呼梯盒、井道等常用裝置，為智能系統(tǒng)的模糊控制創(chuàng)造了條件。

3 電梯PLC智能控制的運(yùn)用

對(duì)電梯PLC智能控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理及核心技術(shù)掌握之后，必須要從現(xiàn)實(shí)運(yùn)用情況對(duì)這種系統(tǒng)深入分析，這有助于系統(tǒng)的正常調(diào)配控制。電梯PLC智能控制系統(tǒng)主要包括：控制系統(tǒng)、信號(hào)控制、變頻調(diào)速三大塊，現(xiàn)根據(jù)這3個(gè)方面對(duì)智能系統(tǒng)研究分析。

3.1 控制系統(tǒng)

考慮到提升電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，在編制PLC操控指令時(shí)需采用以“數(shù)據(jù)傳輸”為重點(diǎn)的智能電梯控制系統(tǒng)。從電梯運(yùn)行的狀況看，其PLC智能控制流程包括：1）獲取信息。利用電梯管理模塊的相關(guān)功能，對(duì)設(shè)備上的用戶信息及時(shí)獲取，再利用微處理器把有用的資料存儲(chǔ)起來(lái)；2）分析數(shù)據(jù)。根據(jù)獲取的信息分析建筑樓層，以確定電梯運(yùn)行的行程大小；3）確定目標(biāo)。主要是電梯運(yùn)行的樓層目標(biāo)，電梯需要運(yùn)行到的層數(shù)具體判斷，這樣可以準(zhǔn)確地輸入系統(tǒng)控制信號(hào)。

3.2 電梯信號(hào)

P智能控制系統(tǒng)的電梯信號(hào)均是靠PLC程序完成，其逐漸代替了繼電器。目前，被輸入到PLC的控制信號(hào)包括：運(yùn)行方式、方向指示、到站鐘、開(kāi)關(guān)門控制、運(yùn)行控制、內(nèi)指令、呼梯、選層顯示、井道信息或旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開(kāi)關(guān)門及限位信號(hào)等。輸出控制信號(hào)包括：樓層顯示、拖動(dòng)控制信號(hào)、門區(qū)或平層信號(hào)等。每種信號(hào)都可以利用PLC編入程序代碼，讓各項(xiàng)信號(hào)的結(jié)構(gòu)被有效控制調(diào)配，滿足了電梯運(yùn)行功能的要求。

3.3 變頻調(diào)速

變頻調(diào)速也是PLC智能控制系統(tǒng)中比較重要的一部分，其主要是為了實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)控。如果電梯在日常運(yùn)行中被其它因素干擾，對(duì)電梯上下運(yùn)行速度會(huì)造成較大的變化影響，傳感器可及時(shí)收獲誤差值范圍，而控制器則能對(duì)電梯加以調(diào)整控制。經(jīng)過(guò)這樣的處理過(guò)程后，PLC智能控制系統(tǒng)能自動(dòng)生成電梯變頻調(diào)速PLC模糊控制框圖，引導(dǎo)了電梯的正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

總之，控制系統(tǒng)是電梯PLC智能化的核心結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)運(yùn)行效率的高低直接影響到電梯的穩(wěn)定狀態(tài)。PLC的運(yùn)用范圍更加廣闊，在電力、機(jī)械、煉鋼等行業(yè)設(shè)備中的控制作用更為顯著。PLC的成本低、工期短、可擴(kuò)展、易管理等特點(diǎn)，使其在各個(gè)行業(yè)中的運(yùn)用更加廣泛。

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