五層雙部并聯電梯的PLC設計

王紅

山東金光集團，山東德州經濟開發區 253000

前言

由于經濟的快速發展和生產生活的需要，城市高層建筑如雨后春筍般拔地而起。與此相應，電梯作為一種可以垂直升降運輸的工具也得到迅猛的發展。作為目前電梯主要的控制方式，PLC控制系統具有運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設計和調試周期較短等優點，備受人們重視，已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式。一般來說，電梯都是單部控制，但是隨著高層越來越多，一部電梯明顯不夠用，因此，出現了多部電梯并聯控制，而且應用越來越廣泛。

1 電梯的拖動與控制原理

目前，常用電梯拖動大多為交流拖動。交流調速的方法很多，在電梯領域里應用較為廣泛的有交流變極調速、交流調壓調速以及變壓變頻調速。

交流變極調速是通過改變電機定子極對數來達到調速目的；交流調壓調速是通過改變定子電壓來實現；變壓變頻調速（VVVF）是目前電梯拖動中應用最為普及的拖動技術。目前電梯中所用的變壓變頻調速器大多是交-直-交電壓源變頻器；只有同時改變交流電動機電源的電壓和頻率，才能保證磁通φm基本保持不變；通過脈寬調制技術（PWM）來實現VVVF控制是通過改變矩形脈沖的寬度來控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值，通過改變調制周期來控制逆變器的輸出頻率。

隨著計算機技術在工業控制系統中的廣泛應用，由可編程控制器（PLC）取代繼電器而構成的電梯控制系統開始大量涌現。通過PLC可以實現由繼電器實現的邏輯控制功能，而且最主要的是PLC的“可編程”功能，使得當改變電梯的控制功能時，只要更改程序即可，而不需要像繼電器控制系統那樣改變硬件和接線。與繼電器電梯控制系統相比，PLC控制系統可靠性提高、故障率下降、維修方便、噪聲降低。

2 運行方案設計

電梯PLC的控制系統和其他類型的電梯控制系統一樣主要由信號控制系統和拖動控制系統兩部分組成。主要硬件由轎廂、開門機構、曳引機構、控制系統等組成。此處僅列出單部電梯系統結構框圖，對于雙部電梯只要把A部、B部同時連接到同一個PLC上即可。

對于雙部電梯來講，控制功能包括：上電啟動狀態的設置，空閑狀態的設置，先到先行設置，A梯與B梯同向(同時向上)，A梯與B梯同向(同時向下)，A與B異向(A上、B下)，A與B異向(A下、B上)，A無呼梯信號與B有呼梯且向上，A無呼梯信號與B有呼梯且向下，B無呼梯信號與A有呼梯且向上，B無呼梯信號與A有呼梯且向下。

上電啟動狀態的設置是指PLC上電啟動后，A梯下到一層作為基梯，在一層待命；B梯上升至五層作為自由梯，在五層待命。

空閑狀態的設置是指空閑情況下，一臺梯（A梯）在底層待命，另一臺梯（B梯）停留在最后停靠的層樓，此梯常稱自由梯或稱忙梯。某層有召喚信號，則忙梯立即定向運行去接某層的客人。

3 硬件電路及電梯控制系統程序設計

3.1 電梯曳引電機及門電機電路圖

根據設計要求，本次設計的A梯電氣控制系統主回路原理圖如圖1所示，B梯與此類似。圖中M1，M2為曳引電機和門電機，交流接觸器KM1~KM4通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。

圖1 電氣控制系統主回路原理圖

圖2 雙部電梯存在一電梯空閑時的控制

3.2 PLC中I/O分配

根據電梯的層站數、梯型、控制方式、應用場所及具體控制要求，計算出PLC的輸入信號與輸出信號的數量。

現場輸入信號。電梯作為一種多層站、長距離運行的大型運輸設備，在井道、廳外及轎廂內有大量的信號要通過輸入接口送入PLC，現以雙部五層電梯電梯為對象分析其I/O信號。

3.3 模塊設計舉例

并聯調度原則是保證兩臺并聯的電梯能夠自動分配響應電梯的召喚信號，調度運行達到提高運行效率，節約能源的目的。明白了單梯運行的基本原則之后，加上一定的并聯調度規則，就可實現電梯的并聯控制。

這里以空閑情況下，一臺梯（A梯）在底層待命，另一臺梯（B梯）停留在最后停靠的層樓為例設計該控制模塊。某層有召喚信號，則忙梯立即定向運行去接某層的客人。設計程序如圖2。

4 總結

本文以雙部五層電梯為對象，研究了基于PLC的雙電梯并聯控制系統，文中主要討論研究了PLC控制部分，分析了雙電梯并聯控制系統的總體要求,確定了電梯控制系統的基本功能,在此基礎上,依據電梯的控制原理進行了PLC的I/O分配。對多層電梯的控制具有一定的啟發意義。

[1]孟少凱,尚貴林,張存榮. 電梯技術與工程務實[M]. 北京.宇航出版社,2002: 6～7

[2]葉安麗. 電梯技術基礎[M]. 北京.中國電力出版社, 2004:17～34, 144～145