基于PLC的電梯控制應(yīng)用研究

劉艷華

摘 要：由于PLC控制系統(tǒng)在維修方便、容易擴(kuò)展、抗干擾強(qiáng)、系統(tǒng)穩(wěn)定、調(diào)試周期等方面的優(yōu)點(diǎn)，使其在電梯控制系統(tǒng)中被使用的頻率大大提高了，但是，就初期投入來說，由于電梯控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)較多，PLC控制系統(tǒng)比繼電器的成本要高，不過可以采用節(jié)省輸入點(diǎn)的方法解決成本較高的問題，文章重點(diǎn)就這些方面的問題做了探討和分析。

關(guān)鍵字：電梯控制;應(yīng)用;PLC

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降的控制。因此，可編程控制器（PLC）控制得到廣泛使用，采用PLC組成的控制系統(tǒng)可使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。尤其在層數(shù)和控制功能較少的場(chǎng)合，采用PLC控制較為有利。

1、PLC在電梯控制系統(tǒng)中作用

為了使電梯的運(yùn)行安全可靠，需要有一個(gè)好的控制系統(tǒng)，也就是對(duì)電梯的控制系統(tǒng)要進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)順序邏輯控制的需要發(fā)展起來的可編程控制器。它是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置?？删幊炭刂破鳎≒LC）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。PLC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力。為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段：另一類是PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。

2、電梯控制系統(tǒng)的組成

電氣控制系統(tǒng)由操縱箱、層樓指示、控制柜、曳引電動(dòng)機(jī)以及召喚箱等數(shù)十個(gè)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通過電路控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動(dòng)作功能，保證電梯安全運(yùn)行。電梯一般是由電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)的，其運(yùn)行過程大多包括啟動(dòng)、正（反）轉(zhuǎn)、停止等，這整個(gè)過程是由電氣控制系統(tǒng)來完成。具體地說電梯的控制主要是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、運(yùn)行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進(jìn)行處理。其操縱是實(shí)行各個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式和手段。電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)比較，變化范圍比較大。當(dāng)一臺(tái)電梯的類別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)各零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點(diǎn)、乘載對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。電梯主拖動(dòng)類型包括交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、晶閘管供電（SCR-M）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)、直流G-M（即發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組供電）、交流變頻調(diào)速（VVVF）拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（AVCC）等。因直流電梯的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)裝有電刷和換相器，其維護(hù)量比較大，而且已被交流調(diào)速電梯所取代。為了使電梯的運(yùn)行更加的穩(wěn)定，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求?？紤]到電壓的波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的速度。

3、PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1硬件系統(tǒng)的配置

交流雙速電梯控制系統(tǒng)不論是按照控制方式還是組成結(jié)構(gòu)的分類，電梯的組成結(jié)構(gòu)都基本相同，主要包括電力拖動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)和重量平衡系統(tǒng)。以5層電梯為例，用西門子可編程控制器實(shí)現(xiàn)交流雙速集選控制電梯。根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)和輸入、輸出類型，考慮I/0點(diǎn)數(shù)要保留一定余量，選用目前通用的西門子315-2DP可編程控制器（總共80個(gè)輸出、輸入點(diǎn)）。由于是交流雙速電梯需要保留原線路中主回路接觸器和門機(jī)繼電器：考慮安全設(shè)計(jì)需要，控制部分保留安全回路繼電器（急停繼電器）和門鎖繼電器。對(duì)5層，5站集選電梯，根據(jù)輸入信號(hào)及輸出信號(hào)的數(shù)量，經(jīng)過初略計(jì)算，輸入點(diǎn)數(shù)為35點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)，輸入、輸出信號(hào)都是數(shù)字量，輸出電壓220VAC，110VDC，24VDC。

3.2軟件設(shè)計(jì)流程

電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是PLC程序設(shè)計(jì)，編程控制程序在設(shè)計(jì)的過程中，要遵循一些原則，一是保證該程序功能的完善，盡量考慮到有可能影響到電梯有效運(yùn)行的各方面的因素：二是在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量簡(jiǎn)單，并且能保證其有一個(gè)適應(yīng)性，即在特殊情況下，可以對(duì)此程序進(jìn)行修改。以應(yīng)對(duì)新情況的發(fā)生，這就要求在設(shè)計(jì)程序時(shí)，要充分的利用編程控制程序中的各種優(yōu)先指令，使其掃描時(shí)間減短，并采用模塊化設(shè)計(jì)，保證電梯的精度;三是對(duì)存在于程序中的各個(gè)邏輯關(guān)系要有清楚的判斷。

3.3控制運(yùn)行指令

指層控制線路的功能是指示電梯轎廂目前所在層樓的位置和將要運(yùn)行的方向。此例中樓層信號(hào)是通過安裝于每層井道內(nèi)的感應(yīng)器及安裝在轎頂?shù)母舸虐鍋韺?shí)現(xiàn)的。但是，由于獲得的樓層信號(hào)不連續(xù)，因而需要通過程序?qū)崿F(xiàn)，X33-X55分別為1-5樓的樓層感應(yīng)器在PLC的輸入地址。電梯的開關(guān)門運(yùn)行回路是按照雙開門有無司機(jī)控制來設(shè)計(jì)，主要無司機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門、基站外啟動(dòng)時(shí)的開關(guān)門、無司機(jī)狀態(tài)下的本層開門、電梯運(yùn)行到達(dá)目的層站的自動(dòng)開門、手動(dòng)關(guān)門、完成電梯的手動(dòng)開門等

功能。

4、結(jié)束語

PLC充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果，它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關(guān)信息也是可行的。

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