PLC控制的群控電梯及安全問題

【摘要】如今電梯的自動控制系統(tǒng)不斷更新，已不在使用繼電器控制系統(tǒng)，并且控制系統(tǒng)實現(xiàn)了閉環(huán)控制，使它的性能與可靠性都得到了很大的提高。

【關(guān)鍵詞】電梯群控系統(tǒng)；PLC；安全問題

一、PLC群控電梯的概述

1、群控電梯的概述

以電動機為動力，以轎廂或臺階式為平臺，在層建筑樓中用來進行搬運貨物或人的一種設(shè)備被稱為電梯。而所謂的群控電梯是通過程序?qū)φ麠潣堑乃须娞葸M行分組，針對不同情況實現(xiàn)多臺電梯的最優(yōu)控制。電梯是以電機為動力的，可以說電梯是高層建筑里的高能耗設(shè)備之一，所以節(jié)約能源也是首要問題。傳統(tǒng)的控制方式是繼電器控制，它是最早應(yīng)用在電梯控制中的一種方式。這種控制方式存在有故障發(fā)生率比較高、維修養(yǎng)護極不方便、消耗的能源較大等缺點。

最近幾年，隨著PLC技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用上的成熟，電梯控制中運用PLC，也得到廣泛認可。PL控制電梯的優(yōu)勢：不需改動硬件接線更改控制方案時，沒有了冗雜的繼電器等，結(jié)構(gòu)大為簡單，線路組成簡化。同時它有很強大的擴展功能，可以方便的增加改變控制功能實現(xiàn)多種負雜系統(tǒng)的控制，尤其在群控方面的優(yōu)勢很大，可以很好的調(diào)配管理，效率大大提升了，并且鑒于他的自動檢測故障與顯示功能使它運行的安全性很高，檢修也方便的同時，PLC群控電梯的應(yīng)用在節(jié)約能源，降低能耗方面起到了很重要的作用。

另外，電梯的基本類型如下：

（1）按照用途分類。載人用的電梯，為輸送乘客服務(wù)乘客用的電梯，安全設(shè)施必須要有保障。運貨用的電梯，主要是用來運送貨物時用的電梯，當然也要有人的跟隨。醫(yī)院用的特殊功能的電梯，為醫(yī)院運送物品藥品等用的電梯，比如醫(yī)用車，擔架，病床等，轎廂要長而窄的特點。觀光用的電梯，它是透明的，可以供乘客觀看風景時用的電梯。船舶運輸用的電梯，船舶上使用的電梯。除上面的常用電梯外，還有許多種類，例如特種電梯，例如車輛專用的電梯，雜物專用的電梯，礦井專用的電梯、消防專用的電梯等等。（2）按照驅(qū)動方式分類。分為交流電驅(qū)動的單速電梯、交流電驅(qū)動的雙速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速的電梯、交流變壓變頻調(diào)速的電梯。還有用直線電機驅(qū)動的電梯。（3）按照速度分類。分為極高速、較高速、高速，中速及低速，極低速等電梯。（4）按照有無司機分類。分為有人控制電梯，無人控制電梯，有/無人控制電梯。（5）按照控制方式分類。分為信號控制，集選控制，手柄開關(guān)控制，按鈕控制，并聯(lián)控制和群控電梯等。（6）特殊電梯。分為建筑施工電梯，消防電梯，冷庫電梯，礦井電梯，斜行電梯等等。

2、PLC的概述

可編程序邏輯控制器又簡稱為PLC，它能進行簡單的算術(shù)運算和邏輯運算、定時和計數(shù)操作?？删幊炭刂破鞅局子跀U充其功能的原則設(shè)計，其有關(guān)外圍設(shè)備，都按照工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體它是把微機技術(shù)與繼電器控制技術(shù)以及最近比較新的直接數(shù)字控制技術(shù)、監(jiān)控計算機聯(lián)網(wǎng)等加進去，很好地融合在一起，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)秀品質(zhì)、高效的產(chǎn)能、節(jié)約了能源與降低損耗成本。接口用途較廣泛，還具有監(jiān)測控制、網(wǎng)絡(luò)通訊的作用。外圍設(shè)備接口可以把外圍設(shè)備與CPU相連接，以完成相應(yīng)的操作。除此以外，PLC為擴展存貯區(qū)設(shè)置了存儲通信接口，為了建立完整的通訊網(wǎng)絡(luò)還設(shè)置了通訊接口。

3、PLC電梯群控系統(tǒng)的特點

電梯群控系統(tǒng)的管理對象是多臺電梯，并且這些被管理對象所針對的對象為各種各樣的人群。要為所有的乘客提供最優(yōu)服務(wù)，則要求它必須合理的處理一些離散的信息，要能在保證服務(wù)質(zhì)量以及節(jié)能的前提下為更多數(shù)量的乘客服務(wù)是要達到的控制目標。具體表現(xiàn)在以下幾方面：（1）短的平均候梯時間。在最短的等待時間內(nèi)讓人們乘坐電梯，一直是群控系統(tǒng)要研究的問題。（2）長時間等候電梯的幾率要低。乘客的心理煩躁程度是與其等候電梯時間的長短有關(guān)。（3）電梯的運行速度要快。乘客的心理煩躁程度還與乘坐電梯時間的長短有關(guān)。（4）系統(tǒng)能耗要求低。眾所周知，大多數(shù)的機器都是在啟動和加減速以及停止制動的時候產(chǎn)生的能耗比正常運行時要大的多。所以想要節(jié)能就盡量減少單個電梯運行時停的次數(shù)。當然它的耗能還與其本身的驅(qū)動，機械方面的性能相關(guān)。電梯加、減速時的能耗比正常運行時要高很多，我們?yōu)楣?jié)約能源延長電梯的使用壽命，要設(shè)計出合理的系統(tǒng)來減少不必要的停靠的次數(shù)。（5）客流的輸送能力要求高。輸送能力，即是電梯輸送乘等候電梯的時間過長、乘客心理客和貨物的能力，它的強弱關(guān)系到電梯性能的好壞。電梯是高層建筑的重要的交通運輸工具，如果其輸送能力達不到，勢必會造成擁擠等不良后果。特別是在節(jié)假日客流比較集中的時候，就更需要大輸送量的電梯了。（6）轎廂內(nèi)的空間要適當。我們知道乘坐電梯時候太擁擠肯定會給我們帶來極大地不方便，合適的乘梯人數(shù)會提高人們乘坐電梯的舒服程度。（7）要有合理的工作模式。因為人們的工作和生活存在著周期性和規(guī)律性，辦公大樓電梯的乘客流量是存在一定周期性和規(guī)律性的。辦公大樓的群控電梯一般是把一天分為以下幾種模式：上、下班高峰期模式、午間休息模式、夜晚空閑模式和任意模式。

4、PLC群控電梯的組成

電梯群控系統(tǒng)不再是一臺電梯的簡單操作而是由多臺電梯共同組成的一個相當復雜的系統(tǒng)，并且每臺電梯之間還要相互發(fā)送和接受彼此的信號。目前，雖然電梯群控系統(tǒng)的實現(xiàn)方式有很多，但其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實基本相似的。PLC群控電梯的組成大致可以分為兩大塊，一部分是硬件系統(tǒng)，一部分是軟件系統(tǒng)。1）系統(tǒng)硬件組成。系統(tǒng)的硬件主要有電梯機房部分，電梯井道部分和電梯電氣控制部分。（1）電梯機房部分：曳引減速機、電動機，曳引輪，電梯制動器、限速器，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。（2）電梯井道部分：導軌、稱重機構(gòu)、門機機構(gòu)、安全鉗、燈、排風扇、層門、樓層召喚指示控制器、曳引繩、導向輪、一層平層感應(yīng)器、上（下）行限位開關(guān)、上（下）行極限開關(guān)、隨行電纜、轎廂控制器、緩沖器等。（3）電梯電氣控制部分：電源漏電保護器、空氣開關(guān)、驅(qū)動電源、可編程控制器、端口電路板、變頻器、報警器。2）系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計理念由于群控電梯需要處理的信號都是隨機的不固定，比如樓層外呼叫和轎廂的內(nèi)呼叫信號都是隨時可能發(fā)生變化的，且每一座電梯的呼叫也是時刻在變化的。在程序程序設(shè)計上面鑒于群控系統(tǒng)的復雜性，又因為PLC程序間的相互關(guān)聯(lián)性采用了模塊化的思想來設(shè)計。注意：中斷的程序要盡可能的短，中斷程序只應(yīng)完成對時間要求最嚴格的操作和設(shè)置標志位，而其它對時間要求不怎么嚴格的操作則放在子程序或主程序中完成，并且盡可能多的使用子程序即把程序模塊化。我們知道中斷是有優(yōu)先級別的，微處理器的多核處理器在處理中斷時也會按照級別進行，而且他的周期和PLC的周期相關(guān)，會中斷主循環(huán)的運行。3）PLC群控電梯的通訊問題。通訊問題是PLC群控電梯的設(shè)計中最重要的部分，也是最難的部分之一。這一問題一般是由PC和PLC組成的。它們之間主要的通信硬件是RS-485，由于群控系統(tǒng)本身就是一主多從的系統(tǒng)，這里也是以PC機為主站，各個PLC為從站。因為RS-485只需要兩根線就可以傳的遠，是串行通信的方式、較高的傳送速度、超強的抗噪抗干擾能力、高可靠性以及低廉的價格，且RS-485也較適合主從結(jié)構(gòu)的通訊。并且在從站對應(yīng)的開關(guān)上設(shè)置好“站號”，“站數(shù)”、“傳輸速率”?！罢咎栐O(shè)置開關(guān)”是設(shè)置本站在網(wǎng)絡(luò)中的站號，在網(wǎng)絡(luò)中站號必須唯一?！罢緮?shù)設(shè)置開關(guān)”用于設(shè)置子站中占用的寄存器數(shù)，即設(shè)置“接收區(qū)”和“發(fā)送區(qū)”的大小。主從站的傳輸速率是相同的即傳輸速率設(shè)置開關(guān)主從站設(shè)置必須都一致。

二、PLC群控電梯的安全問題

1.安全措施。安全問題是電梯設(shè)計的重點，在電梯的運行中如果被擠壓、撞擊、墜落、剪切都將造成人們的生命財產(chǎn)安全，所以防止轎廂的超速；防止超越行程保護；防止超載運行等是基本要做到的。最近經(jīng)常在網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)的電梯夾人的事件更應(yīng)該引起我們對電梯的安全措施的重視。

2.保護裝置。保護裝置主要有電磁型制動器，強迫減速開關(guān)，限位開關(guān)，行程極限保護開關(guān)，急停按鈕，廳門開關(guān)，關(guān)門安全開關(guān)，超載開關(guān)等。這些保護設(shè)備有的是用來防止人員觸電和設(shè)備損毀事故的，有的是狀態(tài)檢測保護的，還有起切斷電源并產(chǎn)生制動，這些都可以在關(guān)門過程中碰到乘客時檢測到信號關(guān)門動作停止。此外還有紅外線開關(guān)等。

另外，電梯的日常維護工作是非常重要的，也是減少電梯安全事故最行之有效的方法之一。比如提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)隱患，排除故障，及時掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)，做到及早發(fā)現(xiàn)，及早預防，經(jīng)常有規(guī)律地對電梯中一些易磨損易或失效的部件進行檢查，查出有隱患的設(shè)備后及時進行維修。同時加大電梯基本知識的普及力度，讓乘客更多的了解電梯突發(fā)狀況的應(yīng)急方法。

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作者簡介

甄天作，男，學士學位，山東濟寧人，濟寧市技師學院助理講師，研究方向：自動化專業(yè).