PLC電梯控制系統(tǒng)的設計

浙江寧波市特種設備檢驗研究院 阮 航 童海濱

PLC電梯控制系統(tǒng)的設計

浙江寧波市特種設備檢驗研究院 阮 航 童海濱

隨著現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展，PLC控制器在電梯的控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，并且實現(xiàn)了交流雙速→交流調壓調速→交流變頻調速的發(fā)展，有效提升了電梯運行過程中的安全性與可靠性。目前，國內(nèi)具備PLC電梯生產(chǎn)能力的企業(yè)很多，但是由于受到技術、成本、工藝等因素的影響，在控制系統(tǒng)的設計中呈現(xiàn)出結構趨向于簡單的特點，雖然滿足了國家相關技術檢測標準，但是卻嚴重影響了PLC電梯的整體質量。因此，在PLC電梯控制系統(tǒng)的設計中，必須加強相關問題的探討，并且注重新工藝和新技術的研究和應用。

一、PLC電梯控制系統(tǒng)的工作原理與功能

1.PLC電梯控制系統(tǒng)的工作原理。常見的PLC電梯控制系統(tǒng)主要是由拖動控制系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)組成，其中的硬件設備包括PLC主機、機械系統(tǒng)、門機、主拖動系統(tǒng)、層號指示燈、調速裝置、層外呼叫按鈕、外圍擴展器件和轎廂操作按鈕等。PLC電梯控制系統(tǒng)的基本工作原理為：通過將光電脈沖和外指令等信號輸入到PLC主機內(nèi)，利用PLC主機的相關軟件，實現(xiàn)各種信號的邏輯運算和處理，然后通過指令信號的輸出，以滿足門機與拖動控制系統(tǒng)的實際運行需求。

2.PLC電梯控制系統(tǒng)的功能。PLC電梯的控制系統(tǒng)主要具有以下功能：通過一臺相應功率的電動機，實現(xiàn)轎廂的上升與下降，同時設有各層之間的上、下呼叫開關；當電梯需要在某一層“停車待客”時，如果按下電梯的層外呼叫按鈕，電梯必須保證延時后的自動開門；當電梯完成相應的轎廂內(nèi)指令后而沒有收到任何層外呼叫信號時，應實現(xiàn)轎廂的自動關門，并且按照設定的時間自動關閉轎廂內(nèi)的照明和通風設備；當電梯的轎廂內(nèi)同時有多個選層指令時，電梯應在設定時間內(nèi)自動運行，并且根據(jù)運行方向自動?？寇囬T。

二、PLC電梯控制系統(tǒng)的設計

在PLC電梯控制系統(tǒng)的設計中，必須實現(xiàn)呼叫與響應過程的一次工作循環(huán)，并且同時滿足控制系統(tǒng)正常工作、自檢、強制工作等狀態(tài)的自動切換，從而構建一個完整的電梯運行過程。在電梯中采用 PLC控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：采用PLC作為控制器，實現(xiàn)了電梯運行過程的自動控制，有效提高了其實際運行效率，并且減少了噪聲污染的問題；在PLC電梯中省去了大部分的接觸器與繼電器，外部的線路也明顯簡化，從而形成了較為簡單的控制系統(tǒng)結構形式；PLC的應用可以實現(xiàn)對于電梯中各種線路、系統(tǒng)的集中控制，有效增強了控制能力；與傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)相比，PLC可以自動進行故障檢測和報警顯示，對于提高電梯運行的安全性具有積極的意義，而且便于檢查與維修。

為了保證PLC電梯的性能和質量達到國家相關檢驗標準，必須在控制系統(tǒng)設計環(huán)節(jié)加強對于具體問題的研究，從而實現(xiàn)設計方案的最優(yōu)化。

1. 信號登記、動作方向判斷的設計。當PLC電梯處于停止運行狀態(tài)時，如果某一層發(fā)出上行或下行指令，外部按鈕所在的樓層就是電梯的運行終點。通過電梯所在位置與終點位置的比較，可以自動確定實際運行方向。在PLC電梯控制系統(tǒng)設計過程中，設計人員應注意到在已有呼叫信號的條件下，如果沒有其他的呼叫信號發(fā)出，則要根據(jù)預設的程序自動確定電梯實際運行方向和重點。當PLC電梯處于上行狀態(tài)時，所有的呼叫信號都以最上層為重點；而處于下行狀態(tài)時，所有的呼叫信號則都要以最下層為終點，這是在信號登記、動作方向判斷設計中必須注意的項目。

2. 轎門打開、關閉功能的設計。在PLC電梯控制系統(tǒng)的設計中，應注意到轎門打開與關閉功能的實現(xiàn)。一般情況下，轎門自動打開和關閉應滿足以下條件。

（1）到達指定樓層后自動開門，并在預定時間內(nèi)自動關門。

（2）電梯處于停車狀態(tài)時，轎內(nèi)發(fā)出開門指令，如果一定時間內(nèi)未接收到任何指令，將自動關門。

（3）在轎門的關閉過程中，檢測到阻礙關門的紅外線信號，轎門將重新打開，待紅外信號消失后，將自動關閉轎門.

（4）當電梯正常運行時，換速平層停車時會自動打開轎門。在PLC電梯轎門的自動打開與關閉功能設計中，一定要注意限位開關的合理設置，并且加強對繼電器的吸合測試，以避免轎門電機因發(fā)生故障而導致電機燒毀。另外，在轎門的打開、關閉功能設計中，還要利用定時器進行相關動作的控制。

3. 信號排隊、順向載車功能的設計。為了有效提高PLC電梯的運行效率，在控制系統(tǒng)設計中必須采取信號排隊、同向信號先行的方式。在設計信號排隊功能時，當電梯呼叫指令發(fā)送到登記程序后，應實現(xiàn)上行指示、下行指示與各層登記信號的并聯(lián)，從而實現(xiàn)PLC電梯的順向載車功能。例如當PLC處于上行狀態(tài)時，在中間樓層接收到上行指示信號，電梯將自動在發(fā)出信號的樓層停留，載客后繼續(xù)向上運行。

4. 自動返回一層、樓層顯示功能的設計。在PLC電梯的設計中，自動返回一層、樓層顯示功能是控制系統(tǒng)設計的重要項目。如果電梯在規(guī)定時間內(nèi)處于停止運行狀態(tài)，即未接收到任何指令信號，則必須自動返回上一層。一般情況下，在控制系統(tǒng)設計中，應采取高樓層位置信號與電梯上行、下行信號之間的常閉點串聯(lián)的方式，從而實現(xiàn)轎廂的延時控制功能。為了保證PLC電梯停止運行信號的長時間保持，一定要避免高層位置信號與停止信號之間的串聯(lián)。另外，在PLC電梯的樓層顯示功能設計中，應根據(jù)各層的檢測信號，將其直接發(fā)送到轎廂的內(nèi)部繼電器上，從而通過轎廂內(nèi)的LED數(shù)碼管顯示出來。

三、結論

綜上，在PLC電梯控制系統(tǒng)的設計中，為了保證其功能性和安全性，必須注重新工藝和新技術的應用，并嚴格執(zhí)行國家出臺的相關標準和規(guī)范，從而不斷提高控制系統(tǒng)的設計質量。