PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 "要：在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC，對(duì)電梯的開(kāi)發(fā)和改造具有重要意義。本文首先分析電梯PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，然后介紹其基本結(jié)構(gòu)，比如硬件結(jié)構(gòu)和型號(hào)選擇，最后闡述電梯PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)和可實(shí)現(xiàn)的功能。

關(guān)鍵詞：PLC;電梯控制系統(tǒng);基本結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP272 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：T " " "文章編號(hào)：1674-3520（2014）-11-00-02

引言

PLC在傳統(tǒng)順序控制器的基礎(chǔ)上，通過(guò)引用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)而成為一類(lèi)比較新型的控制裝置。從功能上看，PLC包含了以往的繼電器、計(jì)時(shí)技數(shù)和執(zhí)行邏輯等功能，而且控制系統(tǒng)因?yàn)榉€(wěn)定性和可靠性極高，所以更具優(yōu)勢(shì)。

一、電梯PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，故障率低

由于繼電器機(jī)械的觸點(diǎn)極易被氧化，而降低了使用壽命。但是PLC技術(shù)卻因其穩(wěn)定性極強(qiáng)，不易發(fā)生故障，外圍也僅配備了少量的接觸器和接觸器。在繼電器系統(tǒng)層中，繼電器數(shù)量隨著層數(shù)增高而增加。而PLC技術(shù)卻能忽視層數(shù)的影響，加上擴(kuò)展單元，只需使用一個(gè)中型控制柜。

（二）功能性強(qiáng)，靈活性高

比較復(fù)雜的繼電器的電路邏輯一般很難實(shí)現(xiàn)，采用PLC技術(shù)能設(shè)計(jì)更多的功能，同時(shí)PLC技術(shù)還有停電記憶功能，能保持電梯斷電前的狀態(tài)。同時(shí)，PLC技術(shù)比微機(jī)系統(tǒng)更具靈活性。微機(jī)板程序固化，而PLC技術(shù)的編程器可隨時(shí)修改現(xiàn)場(chǎng)程序，即使某個(gè)I/O出現(xiàn)故障，PLC技術(shù)都能可改到備用口去。

二、電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

（一）硬件結(jié)構(gòu)

電梯PLC控制系統(tǒng)主要由兩部分組成，即信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)[1]。硬件結(jié)構(gòu)組成比較全面，主要包括了PLC主機(jī)及拓展、機(jī)械系統(tǒng)、廳外呼梯盤(pán)、門(mén)機(jī)、轎廂操縱盤(pán)、指層器、調(diào)速裝置以及主拖動(dòng)系統(tǒng)等。其中該控制系統(tǒng)的核心是PLC主機(jī)，它可實(shí)現(xiàn)將指令信號(hào)以及光電脈沖輸入到PLC，并在PLC的存儲(chǔ)器內(nèi)進(jìn)行程序運(yùn)算，最后把控制信號(hào)發(fā)送到電梯門(mén)機(jī)系統(tǒng)中。PLC軟件能基本實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯信號(hào)的控制，其控制系統(tǒng)如圖1所示：

圖1 "電梯信號(hào)控制系統(tǒng)

（二）型號(hào)選擇

電梯PLV控制系統(tǒng)的型號(hào)類(lèi)型種類(lèi)比較多，歐姆龍C系列、富士NB1、NB2系列、三菱F系列、光陽(yáng)SR系列等是其中比較常見(jiàn)的幾種。這些PLC技術(shù)型號(hào)都基于同一原理，但是結(jié)構(gòu)體系各不相同。在選擇上一般從結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)量、I/O點(diǎn)數(shù)及方式、工作電壓這四個(gè)方面考慮。第一、結(jié)構(gòu)選擇上分為三種，有單元式、積木式和模板式，其中單元式為固定模式，而模板式則能靈活搭配。第二、存儲(chǔ)量有1K、2K、4K、8K、32K等，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。第三、I/O點(diǎn)數(shù)方式選擇以歐姆龍C系列為例，C20單元式為12/8，C40單元式為24/16。第四，根據(jù)實(shí)際情況選用工作電壓，通常情況下，若為交流電壓，則選擇100～240V，若為直流電壓，則選擇24V。

三、電梯PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

（一）基本原理

脈沖信號(hào)通過(guò)變頻器的PG卡輸出端，被引入電梯PLC控制系統(tǒng)的輸入端中，以此發(fā)出位置的反饋信號(hào)[2]。脈沖數(shù)能夠在高速計(jì)數(shù)器中得到累加，從而準(zhǔn)確反映電梯位置。PLC的高速計(jì)數(shù)器的值在與各信號(hào)點(diǎn)的脈沖數(shù)的對(duì)比過(guò)程中，可判斷出電梯運(yùn)行的距離和換速點(diǎn)，并能準(zhǔn)確反映制動(dòng)停車(chē)點(diǎn)和平層點(diǎn)等信號(hào)。從理論上看，該控制系統(tǒng)的誤差在各脈沖當(dāng)量的范圍內(nèi)。考慮到一些機(jī)械因素的影響，比如機(jī)齒輪合間隙等，電梯能夠滿(mǎn)足起、制動(dòng)平滑，運(yùn)行平穩(wěn)、平層準(zhǔn)確的基本要求。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，其位置信號(hào)經(jīng)過(guò)檢測(cè)和計(jì)算，能夠得到此時(shí)電梯所在的具體樓層位置和變速點(diǎn)等信號(hào)。

（二）樓層計(jì)數(shù)

主要采用相對(duì)計(jì)數(shù)的方式。首先測(cè)出樓層高度的脈沖數(shù)，比如樓層為18層，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)存單元為17個(gè)。CNT是一種計(jì)算樓層數(shù)的雙向計(jì)數(shù)器，在到各層的計(jì)數(shù)點(diǎn)后，依據(jù)運(yùn)行方向與之對(duì)應(yīng)加1或者減計(jì)數(shù)。電梯運(yùn)行時(shí)，每個(gè)樓層的脈沖數(shù)實(shí)時(shí)的與高速計(jì)數(shù)器相比較，若結(jié)果相等，發(fā)出該樓層的技術(shù)信號(hào)。如電梯正向上運(yùn)行，則結(jié)果加1，電梯向下運(yùn)行，結(jié)果減1。同時(shí)為了防止重復(fù)計(jì)算該過(guò)程，在實(shí)際的運(yùn)用中，一般采用上沿計(jì)數(shù)方式。

（三）快速變速

當(dāng)變速脈沖數(shù)與計(jì)數(shù)器值相等之后，若電梯此刻正在以較快的速度運(yùn)行，并且也有選層信號(hào)，則發(fā)出快速變速的信號(hào)。如果電梯處在中速運(yùn)行狀態(tài)，并且該層無(wú)選層的信號(hào)，則發(fā)出變速的信號(hào)。通常情況下，在電梯快速變速時(shí)，必須保證電梯運(yùn)行的平穩(wěn)。圖2為比較理想的電梯運(yùn)行曲線(xiàn)。

圖2 " 電梯運(yùn)行理想曲線(xiàn)

四、電梯PLC控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

電梯PLC控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)以下八種功能。第一、實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯升降的過(guò)程的準(zhǔn)確控制，在每層樓設(shè)有方向呼叫按鈕，在電梯準(zhǔn)確的停靠在某層樓時(shí)，能夠?qū)﹄娞蓍T(mén)的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)控制。第二、電梯內(nèi)轎設(shè)有指示燈、樓層指令按鈕鍵、報(bào)警器等。第三、自動(dòng)開(kāi)關(guān)電梯門(mén)，當(dāng)電梯停在某層樓時(shí)，該層樓的乘客按下召喚按鈕，電梯門(mén)可自動(dòng)打開(kāi)，待乘客進(jìn)入電梯之后，電梯門(mén)也能自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)電梯完成所有指令信號(hào)后，此時(shí)再無(wú)別的信號(hào)，電梯可按照程序調(diào)定的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉電梯門(mén)和照明設(shè)備。第四、實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)關(guān)門(mén)和提早關(guān)門(mén)，一般來(lái)說(shuō)，電梯在停下之后的5S左右，能自動(dòng)關(guān)閉電梯門(mén)，在這段時(shí)間內(nèi)，如提前按下關(guān)門(mén)按鈕，此時(shí)電梯門(mén)可實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)，不再有延遲。第五、在電梯門(mén)關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，若按下操作盤(pán)上的開(kāi)關(guān)按鈕，電梯門(mén)將會(huì)打開(kāi)。第六、在操作盤(pán)有多個(gè)選層指令的情況下，電梯可按照順序停靠樓層，并能根據(jù)調(diào)定時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)確定運(yùn)行方向的功能。第七、當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，當(dāng)樓層外有呼梯信號(hào)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)同向呼梯信號(hào)的分辨功能，從而電梯能夠自動(dòng)到站停靠。第八、如果電梯設(shè)有基站，則在完成全部指令之后，電梯能夠自動(dòng)駛回基站，停靠等待，當(dāng)有呼叫指令再次發(fā)出時(shí)，能立即啟動(dòng)工作。

五、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于電梯PLC控制系統(tǒng)，本文主要對(duì)該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)以及硬件功能方面給予說(shuō)明。總的來(lái)說(shuō)，極強(qiáng)的靈活性和可靠性是PLC控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)，因而也越來(lái)越多的被應(yīng)用于實(shí)際中。當(dāng)然，在PLC的編程設(shè)計(jì)上，還有許多需要改進(jìn)完善的地方，要讓系統(tǒng)的性能更加穩(wěn)定可靠，并達(dá)到耐用節(jié)能的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚對(duì)平.PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012，（6）：76-78

[2]郭紅生.論P(yáng)LC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山西科技，2011，（6）：92-93