三層電梯的PLC控制

謝向花

摘 要：電梯作為通往高層建筑的必備交通工具，已從手柄開(kāi)關(guān)操控電梯，發(fā)展到按鈕控制電梯，再到現(xiàn)在的群控電梯，PLC在電梯的發(fā)展中起著不可替代的作用。主要就三層電梯的PLC控制作一探究。

關(guān)鍵詞：三層電梯；PLC控制；高層建筑

隨著科技的不斷進(jìn)步，城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑業(yè)越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的身邊，電梯就成了快速通往高層建筑的一種便捷交通工具。隨著PLC在電梯中的運(yùn)用，大大提高了電梯的可靠性、可維護(hù)性和靈活性，并延長(zhǎng)了電梯的使用壽命，縮短了電梯的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

一、PLC控制概述

1.PLC的基本結(jié)構(gòu)

電梯PLC控制系統(tǒng)分兩個(gè)方面：邏輯控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖1。邏輯控制系統(tǒng)有轎內(nèi)指令與廳外召喚的登記和消號(hào)、定向選層、順向截梯、換速、平層、開(kāi)關(guān)門(mén)運(yùn)行等程序控制的功能，并通過(guò)PLC軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)；拖動(dòng)控制系統(tǒng)是將電梯當(dāng)前工作狀態(tài)的反饋信號(hào)直接發(fā)送給PLC，由PLC向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出速度切換、起動(dòng)、平層等控制信號(hào)。由于PLC控制技術(shù)的使用，目前電梯的拖動(dòng)方式已由原來(lái)的直流調(diào)速過(guò)渡到了交流調(diào)速，大大促進(jìn)了現(xiàn)代電梯行業(yè)的發(fā)展。

圖1 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖

2.PLC的特點(diǎn)

我國(guó)電梯控制系統(tǒng)主要有三種方式：繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。PLC是一種專門(mén)用于工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的通用控制裝置，是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的支柱之一，它能完成大型的、復(fù)雜的控制任務(wù)，在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域占有十分重要的地位。PLC的體積小、重量輕、可靠性高、通用性強(qiáng)、成本低，能有效縮短制造控制屏的時(shí)間，是實(shí)現(xiàn)電梯自動(dòng)控制的一種十分理想的設(shè)備。

二、三層電梯的PLC控制設(shè)計(jì)

由于電梯不是單一的工作循環(huán)，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯系統(tǒng)來(lái)確定電梯的上行或下行。當(dāng)目的地位置在電梯當(dāng)前之下時(shí)，電梯下行，反之，當(dāng)目的地的位置在電梯當(dāng)前位置之上時(shí)，電梯上行。在此過(guò)程中，還需要建立一個(gè)判別系統(tǒng)，來(lái)對(duì)電梯的工作方式和運(yùn)行狀態(tài)作出正確的判斷。當(dāng)電梯在無(wú)司機(jī)操縱的狀態(tài)下工作時(shí)，在召喚或選層信號(hào)登記后，電梯自動(dòng)到達(dá)目的地。同時(shí)，電梯在此運(yùn)行過(guò)程中，電梯只答應(yīng)順?lè)较虻男盘?hào)，而不答應(yīng)來(lái)自逆向的召喚和選層信號(hào)。在檢修電梯時(shí)，電梯智能減速，緩慢行駛，保證檢修人員和周圍人的安全。

1.PLC的選型、硬件系統(tǒng)的配置及I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算

根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)和輸入、輸出類型，對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)要保留一定的余量。選用目前通用的西門(mén)子315-2DP可編程控制器（總共80個(gè)輸出、輸入點(diǎn)）。西門(mén)子315-2DP可編程控制器的硬件系統(tǒng)配置符合三層電梯的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)出于安全設(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(mén)鎖繼電器。對(duì)3層/3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(guò)粗略計(jì)算，輸入點(diǎn)數(shù)為21點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為21點(diǎn)，輸入、輸出信號(hào)都是數(shù)字量，輸出電壓220VAC，110VDC，24VDC。

2.設(shè)計(jì)I/O地址分配及外圍接線圖

綜合分析所選用的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分配情況及計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)實(shí)際情況，畫(huà)出I/O地址分配及外圍接線圖。控制系統(tǒng)核心為PLC主機(jī)，通過(guò)PLC輸入接口將信號(hào)送入PLC，按PLC存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器、召喚指示燈、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等發(fā)出顯示信號(hào)及控制信號(hào)。

3.PLC控制系統(tǒng)輸入輸出形式的選用及輸入輸出內(nèi)容

輸入的形式：1NH-DC24，直流24V輸入，電源由機(jī)內(nèi)供給，輸入信號(hào)有效。

輸出的形式：OUT-R繼電器接點(diǎn)輸出，容量AC220V，2A。

輸入繼電器：自動(dòng)，司機(jī)，檢修，開(kāi)、關(guān)門(mén)上下行，門(mén)關(guān)嚴(yán)，門(mén)卡滯，上下平層，快車上下限位，選層，召喚，層站信號(hào)等。

輸出繼電器：S、X、K、M減速接觸器，開(kāi)關(guān)門(mén)及樓層指示系統(tǒng)，按鈕指示系統(tǒng)等。

4.程序設(shè)計(jì)思路

PLC控制系統(tǒng)由開(kāi)關(guān)門(mén)系統(tǒng)、上下門(mén)系統(tǒng)（包括上下行邏輯判斷和上下行運(yùn)動(dòng)）、選層系統(tǒng)、快速運(yùn)行系統(tǒng)、層樓感應(yīng)信號(hào)、緩速系統(tǒng)、平層系統(tǒng)、指示系統(tǒng)八大系統(tǒng)組成。

根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的組成，可設(shè)計(jì)一個(gè)只有三層的電梯模型，電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示。1-3所對(duì)應(yīng)的指示燈表示樓層信號(hào)，每一層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯，要求設(shè)計(jì)的電梯具有自動(dòng)定向、順向截車、反向保號(hào)、外呼記憶、自動(dòng)開(kāi)/關(guān)門(mén)、停梯消號(hào)及自動(dòng)達(dá)層等功能。工作中的電梯通過(guò)對(duì)各種呼梯信號(hào)和當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析后，再確定下一個(gè)工作狀態(tài)。例如，當(dāng)電梯啟動(dòng)后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號(hào)，則開(kāi)門(mén)；當(dāng)有呼梯信號(hào)的樓層高于電梯當(dāng)前樓層時(shí)，電梯則上升，反之，當(dāng)有呼梯信號(hào)的樓層低于當(dāng)前樓層時(shí)，則下降；當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)只響應(yīng)順向呼梯信號(hào)，與運(yùn)行中的電梯相反的呼梯信號(hào)則不予反應(yīng)。

三、PLC控制的運(yùn)用

1.三層電梯的PLC控制

三層電梯系統(tǒng)控制的電路主要由PLC、各種按鈕、顯示器及電動(dòng)機(jī)啟停開(kāi)關(guān)組成。具體的控制電路接線圖如圖2所示。

圖2 三層電梯的控制線路圖

從圖2三層電梯的控制線路圖中，可以看出PLC控制在整個(gè)電梯的運(yùn)營(yíng)中所占據(jù)的重要位置。PLC控制系統(tǒng)主要有雙速電梯系統(tǒng)和變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，而變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)通過(guò)改變電機(jī)供電的電壓和頻率，調(diào)節(jié)電梯速度，可以使人們?cè)诔俗娞輹r(shí)，獲得更好的乘坐舒適感，同時(shí)它平層精度高，并有顯著的節(jié)能效果，保障了電梯的可靠性，成功地解決了電梯運(yùn)行的舒適感問(wèn)題。

2.三層電梯的PLC調(diào)試及運(yùn)行

電梯控制系統(tǒng)的調(diào)試目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，對(duì)所編寫(xiě)的控制程序梯形圖進(jìn)行檢驗(yàn)和反復(fù)修改，以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)中三層電梯PLC控制系統(tǒng)的功能。對(duì)電梯中的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，能及時(shí)地反映出在三層電梯的PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并針對(duì)所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有目的的修改，使電梯在運(yùn)行的過(guò)程中更能適應(yīng)環(huán)境的要求和變化。其次是通過(guò)實(shí)踐操作，經(jīng)過(guò)三層電梯控制系統(tǒng)的接線、調(diào)試和操作過(guò)程，加強(qiáng)對(duì)電梯PLC控制系統(tǒng)的了解，也能更深刻地對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)中所需要的知識(shí)進(jìn)行理解，更為以后的電梯設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。

在日常的生活和工作中，電梯得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其是在高層建筑中，電梯已成為城市物質(zhì)發(fā)展的一種標(biāo)志。PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)算準(zhǔn)確性強(qiáng)、維修方便、抗干擾強(qiáng)、系統(tǒng)穩(wěn)定、調(diào)試周期短，成為當(dāng)前電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用為電梯的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。同時(shí)，電梯性能的好壞也越來(lái)越影響著人們的生活，應(yīng)努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯運(yùn)行的安全、節(jié)能、可靠。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 馬燕萍