PLC電梯系統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)分析與討論

鄧文

摘要：隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，當(dāng)前城市高層建筑越來(lái)越多，使得電梯在城市生活中越來(lái)越普及。常有電梯事故見(jiàn)諸報(bào)端，這使得人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性能更加關(guān)注，為了有效解決傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)存在的布線復(fù)雜、故障率高等問(wèn)題，人們將PLC技術(shù)引入到電梯控制領(lǐng)域，簡(jiǎn)化電梯控制線路，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件程序?qū)﹄娞葸\(yùn)行進(jìn)行控制。目前，PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)成為主流趨勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行探討意義重大，本文對(duì)此展開(kāi)分析探討。

關(guān)鍵詞：PLC;電梯系統(tǒng);機(jī)電一體化;技術(shù)

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，當(dāng)前城市高層建筑越來(lái)越多，使得電梯在城市生活中越來(lái)越普及。常有電梯事故見(jiàn)諸報(bào)端，這使得人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性能更加關(guān)注，為了有效解決傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)存在的布線復(fù)雜、故障率高等問(wèn)題，工程人員將PLC技術(shù)引入到電梯控制領(lǐng)域，簡(jiǎn)化電梯控制線路，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件程序?qū)﹄娞葸\(yùn)行進(jìn)行控制，從而顯著提高電梯運(yùn)行安全性能。

1PLC概述

1.1PLC及其特點(diǎn)分析

PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種新型的工業(yè)控制裝置，它的出現(xiàn)有效滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)化生產(chǎn)線在柔性、可靠性和高產(chǎn)能方面的要求。PLC技術(shù)是多種現(xiàn)代化技術(shù)融合的產(chǎn)物，其中包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)等，其在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用也更加顯著。PLC作為現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域的專(zhuān)用設(shè)備，具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。

1.2PLC的工作原理介紹

可編程控制器應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)控制時(shí)一般有兩種工作狀態(tài)，分別是運(yùn)行（RUN）和停止（STOP）。在停止?fàn)顟B(tài)下，PLC掃描分為內(nèi)部處理和通信處理兩個(gè)環(huán)節(jié)。在運(yùn)行狀態(tài)下，則轉(zhuǎn)換為循環(huán)掃描的方式，依照指令，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)以遞增的順序執(zhí)行程序。一套程序完成后再重新開(kāi)始掃描，往復(fù)不停。其掃描過(guò)程可以分為五個(gè)階段，先后依次是內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行以及輸出處理。在上述各個(gè)階段中，通信處理的內(nèi)容包括自我診斷、外設(shè)通信。

2基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

就目前來(lái)看，電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用的控制方式有兩種：（1）以微機(jī)作為信號(hào)控制單元，以此為依托設(shè)定功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的自動(dòng)調(diào)度，而電梯的拖動(dòng)控制則有變頻器負(fù)責(zé)。（2）采用可編程控制器進(jìn)行電梯信號(hào)的集選控制。相較而言，采用PLC的電梯控制系統(tǒng)在可靠性更加顯著。PLC電梯控制系統(tǒng)主要包括信號(hào)控制和拖動(dòng)控制兩大系統(tǒng)，PLC主機(jī)為控制系統(tǒng)的核心，與操作盤(pán)、呼梯盤(pán)、井道等部位保持信號(hào)傳輸，通過(guò)軟件過(guò)程控制向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，控制電梯的運(yùn)動(dòng)方向、加減速以及制動(dòng)啟動(dòng)。

本系統(tǒng)采用的是轎廂外召喚、轎廂內(nèi)按鈕控制的方式，通過(guò)安裝在轎廂外的指令按鈕進(jìn)行操作，轎廂內(nèi)指令依層次指令控制電梯運(yùn)行。

電梯控制系統(tǒng)的硬件組成電梯控制系統(tǒng)的硬件組成如下：（1）牽引電動(dòng)機(jī)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器牽引輪、電磁制動(dòng)器等部件構(gòu)成，是電梯的提升機(jī)構(gòu)。（2）自動(dòng)門(mén)機(jī)，其功能控制電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)，由每層的廳門(mén)和轎廂的轎門(mén)兩部分構(gòu)成。當(dāng)電梯?？繒r(shí)，廳門(mén)才會(huì)打開(kāi)。廳門(mén)和轎們均關(guān)閉后，電梯才會(huì)啟動(dòng)。（3）樓層指示燈，用于指示電梯運(yùn)行方向以及所在樓層位置，通常安裝在每層后的站廳們上方以及轎廂內(nèi)轎門(mén)的上方。（4）呼梯盒，其功能是產(chǎn)生呼叫信號(hào)，中間樓層包括上下兩個(gè)按鈕，底層和頂層分別只有上、下一個(gè)按鈕。（5）操縱箱，供乘客對(duì)電梯發(fā)出動(dòng)作命令。（6）平層和開(kāi)門(mén)裝置，由平層感應(yīng)器和樓層感應(yīng)器兩部分構(gòu)成，后者負(fù)責(zé)發(fā)出減速停車(chē)信號(hào)，前者觸發(fā)信號(hào)則是電梯開(kāi)門(mén)的先決條件。（7）選層器。也被稱(chēng)作轎廂位置檢測(cè)裝置，其功能是對(duì)電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)以及具體位置進(jìn)行檢測(cè)，以此為依據(jù)向控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。通過(guò)選層器可以控制電梯的運(yùn)行方向和目標(biāo)樓層。

2.2PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以四層四站模擬梯為對(duì)象，與三菱PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)備控制共涉及到的輸入和輸出節(jié)點(diǎn)分別為36個(gè)，因此可以選用整體式三菱FX2N-64MR系列PLC作為主控制器。

PLC在電梯控制系統(tǒng)中負(fù)責(zé)邏輯信號(hào)的處理，電梯控制的工作狀態(tài)有兩種，分別是正常工作狀態(tài)和強(qiáng)制工作狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)下，PLC梯形圖程序啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)由于不存在輸入信號(hào)數(shù)據(jù)，因此電梯處于呼叫就緒狀態(tài)，此時(shí)必須使電梯處于平層狀態(tài)。若是出現(xiàn)呼叫，則電梯會(huì)檢測(cè)到廳門(mén)和轎門(mén)信號(hào)，將其與當(dāng)前樓層信號(hào)進(jìn)行比較，之后通過(guò)定向模塊進(jìn)行選向，之后拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轎廂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)到平層點(diǎn)過(guò)程中電梯經(jīng)歷了低速-高速-低速，平層后適當(dāng)延時(shí)后關(guān)門(mén)，出發(fā)關(guān)門(mén)到位行程開(kāi)關(guān)。

編寫(xiě)梯形圖程序，使系統(tǒng)能正確響應(yīng)任一樓層內(nèi)選、外呼信號(hào)，電梯到達(dá)響應(yīng)樓層后，電梯停止運(yùn)行，電梯門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，5s后電梯自動(dòng)關(guān)門(mén)。

3PLC與新科技結(jié)合

3.1新興科技的結(jié)合

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)電連接日益緊密，我們致力于大數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，這樣的大數(shù)據(jù)，需要新的處理模式，我們無(wú)法通過(guò)普通的軟件找到這些，新的處理器尤為重要，需要新的技術(shù)，提高電梯事故處理能力。我們不能忽視過(guò)去的人工檢測(cè)，但往往人工檢測(cè)沒(méi)有問(wèn)題，故障依然頻繁。即使電梯運(yùn)行監(jiān)督耗費(fèi)了人力、物力和財(cái)力，故障仍然難以存在，仍不能達(dá)到安全可靠、節(jié)省勞力、節(jié)省勞力的效果，導(dǎo)致電梯業(yè)主對(duì)電梯產(chǎn)品的不滿和機(jī)電一體化。技術(shù)正面臨挑戰(zhàn)。將PLC與新科技物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，數(shù)據(jù)能及時(shí)傳輸，監(jiān)控更方便，可以直接了解電梯情況，杜絕更危險(xiǎn)的情況，減少人力、物力、財(cái)力的消耗。同時(shí)，當(dāng)電梯發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)監(jiān)控、幫助救援、監(jiān)控救援。PLC的應(yīng)用不僅增加了對(duì)運(yùn)行的監(jiān)控，降低了運(yùn)行成本，而且有助于維修人員更快地找出故障原因，消除故障隱患。

3.2部件設(shè)計(jì)變更

借助物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可編程控制器控制的電梯可以根據(jù)等候人群、乘客人數(shù)、性別、商場(chǎng)內(nèi)停車(chē)人數(shù)等情況，調(diào)整和改變速度和停車(chē)時(shí)間，它極大地方便了購(gòu)物人群，使電梯能有效地為業(yè)主和所需人員服務(wù)，部件設(shè)計(jì)的改變使機(jī)電一體化的發(fā)展更加廣泛。

3.3更可靠的電梯服務(wù)

電梯不是一種使用后可以使用的設(shè)備，而是一種需要工作人員大量操作和調(diào)試的產(chǎn)品。每一個(gè)調(diào)試記錄不僅需要觀察速度、時(shí)間、電梯的穩(wěn)定性等，如果僅僅依靠人員的記錄，調(diào)試緩慢、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率無(wú)法提高，同時(shí)，電梯的安全運(yùn)行離不開(kāi)調(diào)試，調(diào)試電梯的運(yùn)行是非常重要。在人員記錄和調(diào)試方面存在許多不足，人員操作的安全性等問(wèn)題需要改變。物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)具有準(zhǔn)確、高效、可靠的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)，減少了電梯安裝時(shí)間，提高了安全性，極大地幫助了工作人員。

4結(jié)論

綜上所述，基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以大幅度的提升電梯控制水平，為故障檢測(cè)及維修提供便利，實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行安全性和效率的提高，為人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)便利。

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