基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與探討

王子樂，魏 麗

（1.許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系，河南許昌，461000 2.許昌市東城區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)，河南許昌，461000）

0 引言

伴隨著我國大規(guī)模步入城市化，我國的城市化建筑越來越趨向于高層方面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，因此電梯逐漸成為人們必須選擇的工具之一。隨著近期我國由于電梯造成的人員傷害增加，電梯的安全成為人們的熱門話題，隨之而來的問題也越來越嚴(yán)峻，如何在保證安全的情況下，盡可能的對(duì)我們的電梯系統(tǒng)進(jìn)行更精密的控制，在以上前提下把怡人、可靠等問題加入到我們的考慮范圍之內(nèi)。在歐美等發(fā)達(dá)國家，電梯制造業(yè)已經(jīng)依法制造、調(diào)試、運(yùn)行，并且根據(jù)電梯的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、定期的測試、檢測、維修等。

1 LC電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1.1 基于PLC電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖

電梯系統(tǒng)是利用多種專業(yè)相結(jié)合所產(chǎn)生的復(fù)雜產(chǎn)品，我們從電梯系統(tǒng)的整個(gè)宏微觀的角度，把電梯分為以下幾個(gè)方面：

電梯系統(tǒng)宏觀的可以分為以下4個(gè)部分：機(jī)房部分、井道部分、層站部分、電梯機(jī)箱部分。

1.2 基于PLC電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)簡述

如題所示基于PLC電梯控制系統(tǒng)的核心控制系統(tǒng)為PLC的主機(jī)，我們的信號(hào)輸入通過PLC接口進(jìn)行信號(hào)的傳入，在信號(hào)傳給PLC主機(jī)時(shí)，我們PLC主機(jī)系統(tǒng)中自帶軟件進(jìn)行相對(duì)于的運(yùn)算處理，然后通過相對(duì)應(yīng)的輸出接口進(jìn)行輸出，然后根據(jù)輸入的信號(hào)信息進(jìn)行判斷處理，之后顯示在相應(yīng)的層數(shù)上，接著根據(jù)處理結(jié)果對(duì)相對(duì)應(yīng)的指令進(jìn)行運(yùn)行實(shí)施，最后向控制系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行運(yùn)行。

1.3 基于PLC電梯控制系統(tǒng)中信號(hào)的輸入輸出信號(hào)的確定

輸入信號(hào)的確定方式：首先在保證電梯的可靠運(yùn)行的情況下，把相應(yīng)的輸入信號(hào)直接輸入到PLC中進(jìn)行操作。

輸出信號(hào)的確定方式：同樣在保證安全的情況下我們通過相應(yīng)的處理，通過PLC中的軟件對(duì)操作員輸入的指令信號(hào)進(jìn)行操作，由PLC對(duì)應(yīng)的輸出口進(jìn)行輸出，顯示在相應(yīng)的操作按鈕上。如上行下行指示按鈕、樓層顯示等。

1.4 基于PLC電梯控制系統(tǒng)中算法的設(shè)計(jì)思路

當(dāng)設(shè)計(jì)的層數(shù)固定。我們的電梯系統(tǒng)電梯系統(tǒng)除了第一層和頂層均有我們?cè)O(shè)置的升降顯示系統(tǒng)，電梯里排列有序的數(shù)字代表相對(duì)應(yīng)的層數(shù)每層內(nèi)外均設(shè)置上行下降的按鈕對(duì)電梯進(jìn)行操作，對(duì)于靜止電梯（默認(rèn)在第一層是靜止）均是先進(jìn)行上的操作，然后再根據(jù)電梯內(nèi)的樓層信號(hào)輸入進(jìn)行操作。這是相對(duì)比較簡單的方式，對(duì)于我們來說，電梯的常見狀態(tài)是運(yùn)行的狀態(tài)，對(duì)于運(yùn)行中的電梯需要對(duì)其進(jìn)行必要的算法設(shè)置，保證其循行的合理性。

基本算法流程如下：

首先在電梯運(yùn)行的時(shí)候，若有電梯外的信號(hào)輸入，而且電梯必須經(jīng)過次樓層，而且與輸入的方向一致，則電梯經(jīng)過此樓層進(jìn)行停止。電梯按照原始的路線進(jìn)行行走，首先根據(jù)重量顯示電梯內(nèi)是否有人或物，若沒有，根據(jù)相應(yīng)的按樓層數(shù)若只有一個(gè)可以按照精止的狀態(tài)進(jìn)行分析，若人說較多而且介于運(yùn)行層數(shù)的的上下是，首先可以根據(jù)其原先運(yùn)行的方式進(jìn)行行走，遇見的第一個(gè)客人進(jìn)行暫停，這樣一直達(dá)到最大或者最小的狀態(tài)（客人所按的最大最小層數(shù)）為止，然后再根據(jù)器相反方向進(jìn)行運(yùn)行。最后根據(jù)電梯內(nèi)是否有人進(jìn)行判斷若沒人，而且此時(shí)沒有人操作電梯，則自動(dòng)運(yùn)行到最底層。

當(dāng)電梯發(fā)生異常的現(xiàn)象是，我們立即把電梯的運(yùn)行狀態(tài)改為制動(dòng)，并且不顧任何客戶的請(qǐng)求，同時(shí)通知相應(yīng)的維修人員進(jìn)行及時(shí)的整改。

2 于PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

介于PLC電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟繁瑣我們就僅對(duì)其中的幾個(gè)重要部分進(jìn)行研究：

2.1 PLC控制系統(tǒng)中輸入輸出接口數(shù)量的設(shè)計(jì)分析

為了保證電梯的安全可靠的運(yùn)行，我們的輸入輸出接口在保證正常使用的同時(shí)還需要確保留有一定的剩余量我們依據(jù)5到6層為例。按照輸入的操作數(shù)我們將輸入設(shè)置為36個(gè)以上，將輸出設(shè)置在32個(gè)范圍之內(nèi)，而且我們需要保證此時(shí)的輸入輸出電壓應(yīng)該恒定在220V。

2.2 PLC運(yùn)行過程中開閉門的分析

選取標(biāo)準(zhǔn)：就是我們常見的雙開門自動(dòng)控制電梯我們?cè)陔娞葸\(yùn)行的過程中必須保證以下一個(gè)方面正常運(yùn)行：首先電梯內(nèi)相應(yīng)的信號(hào)的使用、電梯外相應(yīng)的正常運(yùn)行、確保到達(dá)指定的樓層進(jìn)行開關(guān)門操作、設(shè)置相應(yīng)時(shí)間在響應(yīng)時(shí)間時(shí)進(jìn)行關(guān)門操作。

基于我們對(duì)所有的開閉門要求的分析，我們采用PLC控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)樓層進(jìn)行控制。

2.3 PLC程序的基本電路編制問題

我們需要設(shè)置一下幾個(gè)感應(yīng)信號(hào)：首先不同樓層之間的感應(yīng)電路其次我們需要設(shè)置電梯的自動(dòng)選擇路線的電路、再者選取相應(yīng)的?？孔詣?dòng)開關(guān)門電路、最后需要時(shí)這一個(gè)自動(dòng)的應(yīng)急設(shè)置電路以防不安全的情況發(fā)生。這種

情況下我們需要對(duì)所以應(yīng)急的程序緊急關(guān)閉電路，使其處于斷路的窗臺(tái)，然后通知維修人員進(jìn)行緊急排險(xiǎn)。

3 基于PLC電梯控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)研究

3.1 基于PLC電梯外預(yù)定和取消功能的實(shí)現(xiàn)

電梯外我們預(yù)定的條件是電梯處于正常的穩(wěn)定安全的運(yùn)行狀態(tài)，而且電梯不在你當(dāng)時(shí)所在的地區(qū)，此時(shí)您具有預(yù)定電梯的功能。電梯外實(shí)現(xiàn)取消功能首先當(dāng)電梯運(yùn)行方向與預(yù)定方向一致的情況下你具有取消電梯樓層的操作。這樣的前提是實(shí)現(xiàn)電梯內(nèi)外實(shí)現(xiàn)預(yù)定取消的前提。

3.2 基于PLC電梯的樓向選取實(shí)現(xiàn)

帶你提的樓向選取涉及的方面非常多。必須考慮一下幾個(gè)方面：首先電梯的狀態(tài)（靜止、運(yùn)行），電梯的運(yùn)行方向、電梯內(nèi)外的指令操作、電梯所處的狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷。在電梯安全平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)下，有我們的電梯內(nèi)及電梯的所處位置來分析判斷我們的運(yùn)行方式，當(dāng)電梯內(nèi)處于無人狀態(tài)下，我們根據(jù)電梯外的基本情況進(jìn)行分析、判斷，然后對(duì)電梯進(jìn)行樓向的選取。

4 結(jié)論

我們利用PLC對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行控制，在安全運(yùn)行的前提下我們提出了優(yōu)秀的控制程序并在控制過程中對(duì)電梯的基本運(yùn)行方向進(jìn)行了調(diào)整。我們?cè)诜治鲭娞莸慕Y(jié)構(gòu)之后，根據(jù)相應(yīng)的結(jié)果對(duì)電梯的信號(hào)控制、其中涉及到的算法進(jìn)行分析，然后給出了基于PLC電梯控制系統(tǒng)的基本優(yōu)勢(shì)，具有良好的發(fā)展前景。雖然我們以固定的層數(shù)進(jìn)行了事例分析，但是對(duì)于我們將來遇見的不同程度的建筑來說，只需要簡單地將其進(jìn)行外圍的基本電路設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展，就能滿足我們不同的需球，因此，此系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的擴(kuò)展性，而且維護(hù)方面簡單易行。

圖2.1基于PLC電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖

[1]何畏，付啟勝，劉海生.基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.2006，19(3)：13l一133.

[2]Luo Faqian，Lu Shuanlu，Li Helin.Analysis of causes of casing elevator fracture Engineering Failure AnanlysiS.2007.14(4)：606-613.

[3]北京華經(jīng)視點(diǎn)研究中心.2005—2006年中國電梯行業(yè)市場分析及預(yù)測研究報(bào)告.北京華經(jīng)視點(diǎn)研究中心，2005.

[4]Paul Clemens.Effective automation of bucket elevator milIs for cement.Ciments BetonsPlatres Chaux.2004，F(xiàn)ev／ Mar(865)：47—55.

[5]顧鑫，康紅，張廠健等.電梯制造與安裝安全規(guī)范GB7558—2003.北京：中華人民共和國國家質(zhì)齷監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2003.