自動扶梯的PLC單片機化控制探討

霍海波

摘 要：隨著我國經濟的發展，自動扶梯隨處可見。目前，我國的自動扶梯核心控制系統分為PLC和單片機兩種。這兩種類型的自動扶梯各有所長，本文就自動扶梯的PLC采用單片機控制進行探討，實現二者優勢的有機結合，降低電梯生產成本和故障率，推動電梯生產行業的高質量發展。

關鍵詞：自動扶梯;PLC;單片機化控制;探討

中圖分類號：TH236;TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2095-9052（2020）01-0189-02

本文重點介紹了PLC和單片機兩種內核的優缺點，對PLC進行單片機化控制進行詳細論述。通過二者的融合，將二者的優點集中起來，降低電梯生產和維護的成本。電梯制造業的發展需要靠技術創新來推動，在現存的產品上進行改革創新，是一個可行的方法。

一、自動扶梯

20世紀上半葉，自動扶梯開始陸續進入我國市場，最早運用于商業街。近年來，自動扶梯在我國大量投入使用。其中以商場等人流量大的地方運用的最為普遍。自動扶梯在人們的日常生活中隨處可見，這其中大有學問。自動扶梯主要有發電機、鏈圈、傳統齒輪、玻璃護板、扶手等部分組成。然而，這只是其機械傳導部分。本文探討的是其運轉核心即CPU。自動扶梯的中控系統又分為兩種類型，單片機控制和PLC控制。中控系統的存在在于控制電梯的運行，在節能、安全保護方面發揮著重大作用。PLC和單片機只是系統的存儲模式，前者更加科技化、高端化，相應的設計成本和維修成本也就更高。后者是通過單片機控制的，成本更低，便于維修，但故障率較高。單片機的生產廠家眾多，產品型號多種多樣，由于其對技術的要求不高，其價格也更加便宜。中控系統是整個自動扶梯的靈魂，因此在中控模塊的研發設計上應當加強重視，加快技術改革和創新。

1.單片機

單片機在各行各業的運用是普遍，例如最早的計算機CPU，電梯的CPU，各種電器大多是依靠單片機控制的。單片機的發展給人們的生產生活帶來了很多的便利。看似一個小小的電子元件蘊藏著控制整個自動扶梯運行的指令。與PLC不同的是其隨機存儲器和只讀存儲器均較小，其運行模式更加簡單，只適用于簡單的指令處理。對于復雜的指令而言，單片機就難以處理。在自動扶梯中應用最廣泛的是8031單片機，其所有的接口電路均采用廣電隔離電路，由8和輸入點和6個輸出點組成。該控制器具有電機熱保護;錯相與斷相保護;故障顯示;抱閘監視;扶手帶速度監視等主要功能。

2. PLC

PLC是真正意義上的CPU，其功能更加強大。ROM與ROM的內存容量也更大。其工作原理是采用編程，通過對運行程序的編寫和設定，實現對程序的模擬運行。運用PLC其功能更加全面，智能化程度更高。PLC更像是一部小型計算機。然而在程序的編寫上，存在程序太難、過于復雜等問題。通過繼電器控制扶梯的運行。這樣扶梯的運行、傳動更加穩定。在扶梯的檢修過程中也很方便，能夠設置維修模式，便于工作人員的操控。例如電梯常見的幾個問題，電路故障、異物阻滯、突發安全事故等，PLC能夠做到自動切換模式，自動斷電。使用梯形圖的編程方式運行流暢，速度快。

二、自動扶梯的PLC單片機化

PLC更偏向于電氣工程，而單片機對的運用則需要掌握專業的計算機網絡知識。二者的有機結合能夠提高單片機的工作效率和工作的穩定性。在本質上二者有顯著的區別，就單片機而言，它是以位為運行單位，而PLC是以梯形圖語言運行的。將梯形圖語言輸入單片機中，實現二者的優勢結合。

1.從程序上轉變

將PLC中的梯形圖語言轉錄到單片機中，通過單片機進行自動扶梯的控制。完善單片機的功能，對于傳統單片機自動扶梯而言，能夠有效實現更換核心，提高質量的作用。計算機語言的轉錄意味著單片機能夠實現更多的功能，具備與PLC同樣的作用。單片機的型號多種多樣，而PLC型號則比較單一。二者之間的轉換重在計算機語言的轉變。通過儲存系統將PMW文件輸入單片機中，計算機語言的轉化在于代碼形式的轉變，從運行方式著手，改變計算機語言的運行方式，將梯形圖運用到單片機上，將計算機語言轉化為單片機可以識別、運行的語言，通過燒制，制成新一代的單片機。單片機具有很強的包容性和接納性。在數據的處理運算上條理清晰，簡明扼要。在二者的轉化過程中，最重要的就是PLC語言的轉換，將梯形圖程序轉化為單片機適用的程序。在單片機的開發過程中，離不開PLC的技術支持。將PLC嵌入單片機中其關系見表1，表2。

2.針腳的改變

單片機功能的改變就意味著整體電路、操控系統和針腳的改變。在針腳的選擇運用上，也應當做出相應的調整。由于單片機的針腳比較靈活，其程序更為簡單，而PLC完全與之相反，針腳固定而程序更為復雜。PLC程序的輸入意味著單片機功能的增加，在針腳的分配上也應當引起重視，某一特定的針腳應當具備具體的功能，在程序執行上必須做到互不影響。在增加單片機功能的同時，保證單片機運行的安全性，防止出現針腳短褲、斷路等情況。在對電動機、手扶帶進行監測的過程中，保證監測數據的正確性，從而促進設備的平穩運行。針腳的分配決定了單片機的功能型號。

3.對開發人員的綜合素質有很高的要求

在PLC語言向單片機轉化的過程中，對工作人員的綜合業務水平有很高的要求。需要開發人員具備專業的電氣知識和計算機專業知識。開發人員需要通過梯形圖編程平臺學習專業的信息技術，單片機控制技術。PLC和單片機是兩個互不干擾的相對獨立的開發體系，從運營模式上而言，單片機的發展歷史更為悠久，其產品的型號、品牌眾多，在業務研究上也更加成熟。嵌入型PLC對要求開發人員具備專業的知識儲備，在開發的過程中，重在梯形圖程向單片機的轉換。

三、具體操作方法

1.單片機電路

在自動扶梯運行過程中，電路是連接各個部分的橋梁和紐帶。電路故障也是扶梯運行過程中的常見問題。在具體工作過程中，保證嵌入式PLC的電路安全。單片機的功能改變，針腳發生改變，其電路也會變得更為復雜。理清不同電路之間的關系，防止在接入的過程中，出現電路斷路、短路，燒壞主板等情況。嵌入式PLC的基本組成部分不光包括電氣元件，還包括光電隔離開關量的輸入與輸出。由于單片機的內部存儲空間過小，而在梯形圖的轉化過程中，必然導致存儲空間的增大，因此轉化過程中，需要加入增大儲存的裝置。在電路的控制上，單片機電路系統和PLC電路也有明顯的區別。做好電路的改造工作至關重要。單片機的型號不同，其電路分布也不同，在改造的過程中應當根據具體的實際情況而定。

2.使用嵌入式PLC進行系統開發

在系統開發的過程中，圍繞嵌入式PLC的特點開展，在嵌入式PLC的開發過程中，需要用到三種軟件，PLC編輯通用軟件、梯形圖轉換軟件，單片機燒錄軟件。

3.嵌入式PLC通用編輯軟件

PLC編程軟件主要以三菱制造的FXGPwin3.3為主。該文件用于文件格式的轉換，使用該軟件能夠實現不同文件格式之間的相互轉化，使使用與PLC的計算機語言轉化為單片機運行的pmw語言格式。該編程軟件的運用能夠有效降低開發人員的工作負擔，使用專業的技術手段，幫助工作效率的提升。

4.梯形圖轉換軟件

在上文中提到，PLC轉換為單片機的重點在于將梯形圖轉化為適合于單片機的程序。通過程序轉化生成器實行代碼的轉化和重組。最后將新生成的程序進行匯總，使用擴展硬盤收錄程序。在轉化過程中的正確率，確定了單片機制作的成功率。

5.單片機燒錄軟件

單片機燒錄程序是嵌入型PLC完成制造的第一步。是將pmw格式的文件輸入單片機中，由單片機運行，從而完成整個程序的轉換工作。根據燒錄完成的單片機進行最后的檢測工作。單片機的燒錄意味著文件輸入成功和文件格式轉換的正確。通過特定的程序對pmw文件進行檢測，對將單片機進行試運行。

開發者通過對以上軟件的利用能夠有效提高程序轉錄的正確率，壓縮工作時間。在較短的時間內，通過計算機程序的運算代替人為的程序轉化。

四、結語

自動扶梯的安全運行離不開核心處理器的作用，加快嵌入型PLC的研發與利用，保障自動扶梯的平穩運行。在檢修過程中，優化的核心程序能夠節省工作人員的檢修時間。同時，對于人流量大的地區而言，自動扶梯的運輸量也就更大。實現低故障率能夠有效保障人們的生命安全。急停、自檢都是自動扶梯必須具備的重要功能。通過PLC的單片機化，加強控制中樞對電梯整體運行情況的把控。對突發問題做到早發現、早預防。在開發過程中加強開發人員的技能培訓，提高開發人員的綜合素質。嵌入式PLC的運用能夠實現對自動扶梯的精準性控制，更為安全高效。

參考文獻：

[1]黃河.基于PLC的自動扶梯控制系統應用研究[J].科技與創新，2016（12）.

[2]唐求陽.自動扶梯的PLC單片機化控制解析[J].信息化建設，2016（4）.

[3]陳潔.自動扶梯安全監測的電子安全回路[J].電世界，2016（4）.

（責任編輯：林麗華）