基于觸摸屏和PLC控制的電梯系統設計

劉燕芳

【摘要】隨著經濟建設的快速發展，我國的現代科技有了非常大的進步，自動化控制的水平也有著明顯的提高。自從電梯發明以后，隨著科學技術的發展，人們越來越重視電梯控制技術。電梯的電氣控制技術主要是體現在電梯電氣控制系統的設計上。本文闡述了PLC控制系統的設計方法，電梯系統的控制方法，介紹了電梯的以及變頻器的工作原理，分析了觸摸屏監控系統的方案。利用觸摸屏監控電梯系統，可以提高電梯使用的方便性，提高人機互動性。

【關鍵詞】電梯；PLC；觸摸屏

一、電梯技術概況

電梯的電氣控制主要用于管理位置信號、速度信號、安全信號和各種命令信號，使得電梯能夠正常的運行，保證顧客的安全，不運行的時候電梯處于保護狀態，并且要控制電梯能夠發出各種顯示信號，樓層顯示、上行下行顯示。在過去在電梯控制技術中采用繼電器邏輯電路，通常被稱為為繼電器控制，硬接線邏輯控制方法具有簡單，直觀的特點，但通用性比較差，觸點很多，接線復雜，故障率較高，而且設備龐大、耗電大，基于以上各種原因國家有規定淘汰。PLC具有可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、組合靈活、使用方便、功能強、通用性好、體積小、重量輕、功耗低等優點，基于以上優點，目前我國電梯主要由先進的、可靠性高的PLC或者微型計算機控制。

二、PLC控制與變頻器

1.PLC控制系統

PLC廣泛應用于工業自動控制系統領域，對PLC控制系統的設計首先必須符合電氣控制的設計的規范，其次還應充分考慮PLC的特殊性。在軟件、硬件的結合方面，應充分發揮PLC軟件、硬件功能，使系統的技術、經濟指標更加優越。采用PLC控制系統是一個優勢：采用PLC在電梯控制系統，使用軟件自動電梯的控制，并提高可靠性。刪除層的選擇和繼電器，控制系統是簡單的，外部的布線簡化。 PLC可以實現復雜的控制系統，方便地添加或更改的控制功能。 PLC可以自檢和故障報警顯示，提高了系統的安全性。便于維修。有關集團管控的部署和管理，提高電梯的運行效率，改變控制方案不需要改變硬件接線。

2.變頻調速系統

變頻調速系統有變頻器、電動機、控制系統三大部分構成，有時還包括負載。變頻器是一個能改變頻率的交流電源，它是系統的核心。控制系統主要由控制器、電流、轉速等檢測器完成，用于按照給定指令，調節電動機的轉速和控制電動機的轉矩，完成傳動任務。電動機主要是異步電動機，少數場合用同步電動機。負載即各類工作機械、設備，用于完成各種生產任務。

變頻器是一個變頻電源，可分為“交-直-交”和“交-交”兩大類，所謂“交-直-交”就是將交流電輸入，經過整流器變成直流電，然后經過濾波環節，再進入逆變器，逆變成三相頻率可調的交流電，故稱為“交-直-交”。“交-直-交”又分為電壓型（大電容濾波）和電流型（大電感濾波）兩類。

逆變器的輸入信號，包括運行/停止，前進/后退，點動等運行操作數字操作信號。變頻器通常采用開路集電極晶體管和繼電器觸點形式得到這些運行信號PLC輸出端口，和逆變器直接連接到信號的終端，使PLC控制變頻器

3.PLC與變頻器的連接

PLC的輸出電壓為+24 V，是開關信號。使用這些開關信號作為變頻器的輸入信號控制PLC四個輸出的有無[33]。它可以用來作為逆變器的輸入，并最終控制電機的轉速。第一個參數設置的驅動器上，商定一個固定的操作模式。PLC的四個輸出作為信號輸出。每個輸出有一個0/1輸出。如0000，0001，0010，0011，0100，0101……1111，總共有16種運行速度，可實現多種速度的運行。或增加變頻器上升和下降時間是10秒，然后電梯增大加速速率，人們不會有明顯的感覺超重和失重。最終達到乘坐舒適度的要求。

三、觸摸屏監控方案

1.觸摸屏

在電梯工程監控領域，工業觸摸屏通常與PLC相互配套使用，有效地替代了傳統電梯繼電控制系統所需的控制面板和按鈕操控柜，是一種智能可視化操作的綜合數據顯示系統。利用PLC與工業觸摸屏相結合，使PLC能夠完成具有圖形化、可視化等工作界面的獨立操作系統，簡化傳統控制系統控制臺上按鈕、儀器儀表、接線盤等的設備。

2.觸摸屏主界面

主界面屬于整個樓宇電梯群監控系統的基本畫面，它用來顯示各單元電梯的整體運行工況，模擬動畫效果形象地描繪出各電梯上升和下降，同時可以對電梯進行各類處理，如電梯初始化設置、運行電梯、顯示電梯故障等功能。當電梯出現特殊緊急情況下，運行管理人員可以通過主畫面的“急停”按鈕操作電梯，使電梯安全的停下，防止事故的繼續擴大。

3.觸摸屏故障詳情界面

樓宇電梯群監控系統故障詳情界面屬于主界面的子界面，可以通過實際的數據顯示出故障電梯故障點的位置，故障類型。當掃描過程中發現某臺電梯端子出現故障時，電梯監控系統就會自動檢測判斷處故障類型及對應的參數值，便于相關檢修維護人員進行對應的電梯維修保護，從而縮短了電梯的檢修時間，有利于電梯的運行可靠性。

4.觸摸屏參數設置窗口

參數設置窗口主要用來設置電梯三種調度模式下的時間段和樓宇電梯群控算法中各目標參量的權值和閥值，初始化單元電梯的原始數據，并將單元電梯驅動到底層，便于上位機系統進行調度。

四、結論

PLC作為先進的應用勢頭最強的工業控制器已經廣泛的應用于各個控制領域；變頻器作為交流電動機驅動器，廣泛應用現代的工業生產和民用生活中；而利用觸摸屏進行監控操作是現代工業控制的常用手段，應用范圍非常廣泛。

本文在深入研究PLC控制電梯系統的基礎上，結合現代化的發展趨勢，加上了觸摸屏對電梯系統的監控設計，讓電梯系統的操作更加方面、簡潔，更符合現代社會的發展，加上觸摸屏的監控，電梯系統更加符合現代化發展，更加符合人們的要求。

參考文獻

[1]許諾，陳鵬.電梯歷史回眸與發展展望[J].工程建設與設計，2004（1）：21-22.

[2]葉麗安.電梯控制技術[M].北京：機械工業出版社， 2008.

[3]馮圣華.淺論電梯電氣控制發展[J].科技資訊，2009 18）：22-25.

[4]吳啟紅.變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應用技術[M].北京：機械工業出版社，2007.

[5]徐海，施利春.變頻器原理與應用[M].北京：清華大學出版社，2010.