可編程控制器在電梯設備中的應用

摘 要：目前，電梯的控制方式主要分為3種：繼電器控制系統、可編程控制器（PLC）控制系統和微型計算機控制系統。其中，PLC控制系統自身優異的性能使基于PLC控制的電梯系統變得經濟高效且維護方便。基于此，本文就可編程控制器在電梯設備中的應用進行簡要介紹。

關鍵詞：可編程控制器；電梯；應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）10-0019-02

Application of PLC in Elevator Equipment

DING Jialu

（Kangda College of Nanjing Medical University，Nanjing Jiangsu 210000）

Abstract： At present， the way of elevator control is mainly divided into 3 kinds： relay control system， programmable logic controller （PLC） control system and microcomputer control system. Among them， the excellent performance of the PLC control system makes the elevator system based on PLC control become economically efficient and easy to maintain. Based on this， the application of programmable controller in elevator equipment was briefly introduced in this paper.

Keywords： programmable controller；elevator；application

南京醫科大學康達學院新校區位于連云港風景名勝區花果山腳下，占地面積約333 333m2，在校師生達6 000余人。目前，該學校在使用的電梯17部，分布在校園內的各個樓宇，大部分電梯已經使用了近五年。由于學校人流量大、電梯使用頻率高，日常維護保養的任務還是比較繁重的。

1 電梯的組成

根據不同的性能和作用，一般將電梯的結構分為以下8個系統。①曳引系統：輸出與傳遞動力，驅動電梯運行方向。②導向系統：主要限制轎廂的活動自由度，使轎廂只能沿導軌作升降運動。③轎廂系統：是電梯的主要工作部分，是運送目標物體的電梯主件。④門系統：乘客或貨物的進出口，運行時層、轎門必須封閉，到站時才能打開轎廂門、層門、門鎖、開門機、關門防夾裝置。⑤重量平衡系統：與轎廂、曳引繩等構成曳引，平衡轎廂重量以及補償高層電梯中曳引繩重量的影響對重、補償鏈（繩）。⑥電力拖動系統：主要由曳引電機、抱閘和相應開關電路及開門機組成，其通過提供動力，對電梯的各部分實行速度控制。⑦電氣控制系統：其是電梯控制系統的核心，主要對電梯的運行進行操縱和控制。⑧安全保護系統：第一，電梯上、下端站附近設置了強迫換速開關、限位開關和極限開關，防止電梯超越行程；第二，在電梯內安裝限速系統，以促使電梯在上下行超速時停止運行；第三，安裝報警和救援裝置，防止出現事故時控制人員未能及時發現。

2 PLC可編程控制器的組成及其控制特點

2.1 PLC可編程控制器的組成

PLC可編程控制器是以微處理器為核心的工業用計算機系統，其硬件組成與計算機有類似之處。根據結構形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。

2.1.1 整體式PLC。整體式PLC將中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出單元、電源、通信端口和I/O擴展端口等組裝在一個箱體內組成主機[1]。另外，還有獨立的I/O擴展單元與主機配合使用。整體式PLC結構緊湊、體積小，小型機常采用這種結構。整體式PLC的基本組成如圖1所示。

2.1.2 組合式PLC。組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元和通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，模塊之間通過底板上的總線相互聯系。裝有CPU的單元稱為CPU模塊，其他單元稱為擴展模塊。中、大型機常采用組合式結構。由于組合式PLC系統配置靈活，因此，有的小型機也采用這種結構。組合式PLC的基本組成如圖2所示 [2]。

2.2 PLC可編程控制器的特點

與一般繼電器控制相比，可編程控制器主要有以下幾方面的特點：①可靠性高，抗干擾能力強，平均故障間隔時間可達5年以上；②配套齊全，功能完善，實用性強；③編程簡單，使用方便；④體積小，質量輕，能耗較低；⑤系統設計構建的工作量小，具有自診斷功能，維護方便，容易改造[3]。

PLC以其良好的控制性能，不僅能滿足一般工業生產的需要，而且其緊緊結合通信、信息技術，不斷完善自身的功能。此外，PLC與目前的集散控制系統相輔相成，未來兩者將合二為一。

3 基于PLC控制的電梯

3.1 PLC應用在電梯控制的優勢

目前，傳統的繼電器控制系統已經不能完全滿足現代化工業生產的需要，雖然其故障檢查簡單方便，但極易損壞，且在日常生活中電梯使用頻率較高，這就更加增大了電梯的故障率，大大降低了電梯的可靠性和安全性。因而，對傳統的電梯繼電器控制系統進行更新勢在必行。可編程控制器（PLC）已逐漸應用于電梯等工業控制中，不僅完善了相應的功能，安全系數也大大提升。

可編程控制器應用于電梯控制領域的優勢為：①簡化了電路設計，去掉了大部分不必要的繼電器部分，控制系統簡單；②在電梯控制中采用PLC自動控制，可靠性大大提高；③對于復雜的控制系統，PLC可以快速地增加或改變相應功能；④設有故障報警顯示系統，發現問題自動檢測，大大提高電梯的安全保護性能；⑤PLC更改控制方案時無需改動硬件接線[4]。

PLC采用的是微電子控制技術，大量開關動作由無觸點的半導體電路來完成，可靠性高。在電梯控制系統中，PLC能與各項邏輯開關控制相協調，以達到電梯升降的目的。此外，PLC還配備了自檢和監控功能，能自診斷出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，以便第一時間解決突發故障。

3.2 PLC電梯控制過程

在PLC控制電路的過程中，當主系統動作，控制系統（PLC）將進入一個循環模式，這也是進行邏輯判別的一個過程，根據電梯門系統外部的呼梯按鈕或者其他輸入信號來執行電梯的升、降、停等輸出信號。

3.3 基于PLC控制的電梯常見故障分析

在電梯日常運行過程中，我們多少會碰到一些緊急的故障問題需要解決，現在就電梯常見的幾個故障進行簡要的分析及處理。

①故障現象：電梯關門后，不能運行。故障分析：手動/自動轉換開關故障，即開關損壞或相應線路斷開。

②故障現象：電梯無法正常關門。故障分析：關門繼電器損壞或關門輸出（相應線圈）所對應的線路斷開。

③故障現象：電梯無法正常開門。故障分析：開門繼電器損壞或開門輸出（相應線圈）所對應的線路斷開。

④故障現象：電梯轎廂門關門夾人后，門不能自動打開。故障分析：電梯安全觸板保護失效，觸板開關故障或相應連接線路有斷開現象 [5]。

⑤故障分析：電梯轎廂門打開之后，不能自動關門。故障分析：關門限位開關短接。

4 結語

本文通過分析PLC的組成及工作特點，PLC在電梯中的應用及電梯常見故障等。通過分析可知，PLC適用于電梯領域。但需要注意的是，PLC也存在部分不可避免的缺陷，這就需要技術人員不斷革新，開發新產品。

參考文獻：

[1]陳立定.電氣控制與可編程控制器[M].廣州：華南理工大學出版社，2001.

[2]張小明.電梯控制技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2014.

[3]楊青杰.三菱FX系列PLC應用系統設計指南[M].北京：機械工業出版社，2008.

[4]陳恒亮，閆莉麗.可編程控制器控制電梯技術及應用[M].北京：國防工業出版社，2008.

[5]朱文勝，趙斯軍.電氣與PLC綜合控制技術[M].蘇州：蘇州大學出版社，2008.