基于PLC與組態王的電梯系統可行性研究

電梯作為現代城市物質文明的一種標志，逐漸成為老百姓生活中不可或缺的一部分，為當今社會高層建筑人流和物流的輸送提供了便利條件。電梯的出現為人們的生活節省了大量的時間、體力等等，使我們的生活質量有了很大的提高。然而，近幾年，全國各地接連發生電梯傷亡事故，再次觸動了公眾對電梯安全的敏感神經。

針對這些問題，筆者認為，電梯應能提供實時運行監控，并在電梯出現故障時自行判斷，從而進行自行保護，做到對乘客的最大保護。解決方法要有針對性：利用可編程控制器（PLC）和電機交流變頻調速技術，來滿足乘客的舒適感和保證平穩的精度，降低功耗；利用組態王對電梯運行監控，對電梯的運行進行實時的監控。利用PLC編程的靈活性、組態軟件的增強圖形界面，對電梯的平順性和安全性進行優化和改善，使其達到最好的平衡點。

一 電梯控制系統的演變

隨著科技的發展，電梯的控制系統已經由機電式過渡到電子式。傳統的電梯控制系統由繼電器接觸器控制邏輯組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。PLC是根據順序邏輯控制的需要發展起來的，是集自動控制技術、計算機技術與通信技術于一體的一種新型工業控制裝置，是專門為工業環境應用而設計的數字運算操作的電子裝置。鑒于此，目前電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。同時由于電機交流變頻調速技術的發展，電梯的拖動方式已由原來直流調速逐漸過渡到了交流變頻調速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩的精度，還可以降低功耗、節約能源，減少運行費用。PLC加變頻調速控制技術已成為現代電梯發展的熱點。可編程控制器是集自動控制技術、計算機技術與通信技術于一體的一種新型工業控制裝置，現在已經成為現代工業控制三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之一。選用PLC控制系統作為電梯電氣控制系統，去掉了選層器及大部分繼電器，結構簡單，外部線路簡化，且可以實現復雜的功能。PLC控制系統可進行自檢測與報警顯示，提高了電梯運行的安全性，便于電梯故障檢修；也可用于群控調配管理，提高了電梯運行效率。

二 組態軟件與PLC結合的電梯控制系統的設想與實施

隨著工業自動化發展，組態軟件已逐漸應用于工業自動控制監控系統。組態軟件具有強大的界面顯示組態功能，有豐富的圖形控件和工礦圖庫；有強大的數據庫，配有實時數據庫，可存儲各種數據；有可編程的命令語言，用戶可以根據自己的需要編寫程序，增強圖形界面。組態王作為國產新型的工業自動控制系統，它以標準的工業計算機軟、硬件平臺構成的集成系統取代了傳統的封閉式系統。具有實用性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等優點。

因此，基于PLC與組態軟件的電梯控制系統研究具有重要意義，將PLC編程控制和組態王界面控制合理地運用到電梯控制上，必然能得到一個非常理想的控制結果。

使用PLC設計兩套多層電梯控制系統并使用組態王設計其監控系統。任務實施時，利用了PLC這種工業專用計算機，利用它面向用戶的指令，利用它編程方便和靈活的特性。PLC能完成邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作，還具有數字量，模擬量輸入/輸出控制的能力，并且容易與工業控制系統連為一體，易于擴充。

結合電梯結構與工作原理，電梯的電氣控制系統的基本功能要求，為實現這些功能，再從硬件和軟件兩個方面入手設計：硬件方面，主要從PLC的選型、PLC輸入輸出的編址方面考慮；軟件方面，系統分為啟動初始化、用戶呼叫指示、電梯到層指示、電梯開門控制、電梯上下行控制、和超載報警、限位保護等基本模塊。完成硬件和軟件部分的設計，整體工程就完成了重要的一部分，然后進行組態監控系統的設計。

如何將PLC與電梯運行結合在一起呢？首先簡單了解一下電梯的運行原則：（1）電梯開啟，初始化程序使之回到一樓，并初始化各項數據；（2）在電梯運行過程中，響應順向外呼叫，而不響應反向外呼叫，只在無同向呼叫信號時才響應反向呼叫；（3）電梯運行方向由內呼叫信號決定，順向時優先執行；（4）內外呼叫信號都具有記憶保持功能，執行一次后解除；（5）內外呼叫信號、運行方向以及行進中的樓層均由信號燈指示；（6）到達某一樓層經短暫延時后可自動或手動開門，超重報警時不能進行自動或手動關門，關門過程中，有本層順向外呼叫信號時響應開門；（7）電梯上下行時不能手動開關門，開門時也不能上下行。（8）電梯應當具有最遠反向外呼叫響應功能。

三 PLC與組態結合需注意的工作事項

利用PLC能夠很好地完成所要達到的目的，同時，還可以根據電梯使用者的親身體驗及反應情況，對電梯的平順性進行合理調配；在組態建模方面也沒有太大問題，但在組態設計時一定要體現人性化，體現出應急處理方面的優勢。為了實現以上功能，要確保做好以下工作：（1）能夠選擇一臺合適可靠的可編程控制器作為電梯系統的中央控制器。并在程序設計中，通過對傳統繼電器電梯控制系統和微機電梯控制系統的對比，根據工業環境的特點以及電梯舒適性、可靠性的控制要求，達到所要實現的目的，并凸顯出所選擇可編程控制器的好處；（2）解決電梯最小等候時間算法，并結合到所編制的程序中去；（3）能夠設計出基于可編程控制器的電梯控制系統的硬件結構和軟件程序，能夠建立電梯整體框架結構和信號控制電路圖，能夠編寫各子模塊梯形圖；（4）結合實際需要繪制基于組態王的電梯監控畫面，運行調試結果符合電梯監控要求；（5）能夠通過仿真和調試來表明運行的正確性，能夠證明基于可編程控制器的變頻變壓調速電梯控制系統運行的穩定性、平層準確性，能夠提高電梯運行的舒適度，且可通過電梯監控畫面來實時監控電梯運行狀態。

〔責任編輯：李爽〕