基于PLC編程技術的雙勻速電梯系統設計

鄧利紅

DENG Li-hong

（西安航空技術高等專科學校，西安 710077）

0 引言

伴隨城市文明的不斷進步，電梯作為方便、快捷、高效的乘坐工具，變成了人們工作和生活非常重要的一部分。穩定、安全的性能以及節能、高效的要求成為了電梯設計的一個重要的方面。電梯的呼叫是隨機的，它是根據乘客的呼叫信號和系統控制而運行的。從本質上來說，電梯系統其實是一個人機交互的控制系統，它包含了變頻技術、電氣控制技術、PLC技術、通信技術等多學科技術。電梯的控制部分通常選用隨機邏輯模式。目前的電梯系統大都采用單勻速機制，當電梯收到PLC發來的呼叫電梯信號時，電梯根據變頻器設置的速度模式，進行加速，到達最高速后，以一個勻速的方式行駛；當運行到目標樓層的減速點時候，電梯根據變頻器的速度設置進行減速，然后停車上下乘客。

本文設計的雙勻速電梯，以兩種均勻的速度方式運行：一是當樓層間距近、行駛距離短時，以低速的方式行駛，例如從三樓到四樓； 二是當樓層間距遠、行駛距離長時，以高速的方式行駛，例如電梯從一樓到八樓，提前條件是在運行過程中沒有其他的樓層乘客呼叫電梯。所以，雙勻速電梯一定要分析當前電梯全部的呼叫，判斷電梯應以何種速度進行行駛。因而雙勻速電梯相對單勻速電梯來說，邏輯關系更加復雜，需要智能化的控制。在一定程度上來講， 電梯運行狀態的好壞，取決于PLC編程水平合理與否。

1 電梯系統的構成及運行原則

1.1 電梯系統構成

電梯系統主要包含本體和控制器兩部分。本體主要由底座、轎廂、立柱及電梯內外用戶面板等組成；控制器主要有PLC、開關電源和專用變頻器等。電梯每層均有轎廂所在樓層的數碼顯示，以及外呼按鈕和登記指示。電梯轎廂內呼面板主要有內呼按鈕，電梯上下行指示，關門、開門按鈕。電梯系統的組成如圖1所示。

圖1 電梯系統構成

1.2 雙勻速電梯運行規則

1）在本樓層中，如有呼叫則開門，同時登記除當前樓層以外的全部電梯呼叫信號。

2）依據首先登記電梯呼叫信號，決定電梯的向上或向下行駛。

3）當電梯同時收到很多信號后，實施初始信號定向原則，相同方向立即執行，執行完畢后再換向運行。

4）在電梯同向運行過程中，可以實施截取電梯。

5）當電梯同向運行完畢實施換向時候，根據最遠站原則實施換向。

6）電梯響應乘客信號，達到目標樓層時，電梯門打開，經過五秒鐘后電梯自動關門。

7）在電梯響應超過三層以上樓層間距時，以較高的均勻速度行駛，快要到達響應樓層時，速度降低至低速行駛。假如在高速行駛過程中，有新的呼叫需求，并且樓層間距小于三層，那么就將高速降低為低速行駛。

2 雙勻速電梯PLC程序設計

電梯在行駛的過程中，接收的信號具有不確定性，即接收的信號具有隨機性，因而編寫電梯PLC程序就變得比較復雜，通常能夠根據功能進行相應程序的編寫，然后實施綜合。電梯PLC程序主要可以分為如下幾種：登記呼叫，判斷向上和向下運行，轎廂停止，關門與開門，面板數碼顯示等。本文針對其中一些進行了分析介紹。

2.1 樓層顯示

當前轎廂的位置記錄在寄存器D100中。假如目前電梯轎廂在二樓，那么寄存器的D100中的數值就是2。要求PLC的Y3至Y0的信號輸出樓層的BCD碼，因而本文采用BCD編碼指令。樓層顯示如圖2所示。

圖2 樓層顯示

2.2 數據寄存器的設置

PLC程序設計過程中，設定了五個單獨的數據寄存器進行電梯狀態的存儲。這五個數據寄存器為：目前樓層寄存器（D100），向上運行最遠寄存器（D101），向上運行最近寄存器（D102），向下運行最遠寄存器（D103），向下運行最近寄存器（D104）。用現樓層號表示現電梯所處位置，實施一一對應，現電梯所處位置采用十進制的表示方式，存儲在目前樓層寄存器（D100）中，如圖3所示。以此類推，每一個電梯的呼叫信號也采用十進制的表示方式，全部電梯呼叫信號中，電梯向上運行的最遠值存放在最遠寄存器D101中，電梯向上運行的最近值存放在最近寄存器D102中，電梯向下運行的最遠值存放在最遠寄存器D103中，電梯向下運行的最近值存放在最近寄存器D104中。

圖3 寄存器設置

2.3 呼叫信號的綜合設置

假如其中一個樓層出現呼叫電梯信號，那么就會自動形成一個與此樓層號一致的電梯呼叫登記信號，同時把這個登記信號進行保持，一直到此信號被響應后，才能把信號釋放。同理，將全部的電梯向上運行的呼叫信號（包含內呼叫信號和外呼叫信號）實施統一的綜合，于是便形成了和樓層相一致對應的全局呼叫電梯信號。全部的信號，根據高樓層優先的原則實施優先級排隊，確保向上運行最遠寄存器（D101）中儲存的為目前呼叫電梯的最遠值。在圖4所示的寄存器中，M22至M28是二層至八層的綜合呼叫電梯信號。M400，…，M418表示電梯的轎廂處于二層，…，八層以下。同理，將全部的電梯向下運行的呼叫信號（包含內呼叫信號和外呼叫信號）實施統一的綜合，于是便形成了和樓層相一致對應的全局呼叫電梯信號，根據低樓層優先的原則實施優先級排隊，確保向下運行最遠寄存器（D103）中儲存的為目前呼叫電梯的最遠值。

2.4 電梯向上與向下的運行

電梯通過比較指令的判斷，來決定電梯的向上和向下的運行。判斷的原則為：將向上運行最遠寄存器中的數值和目前樓層寄存器中的數值實施對比。如果前者的值大于后者，那么M50獲得，電梯向上運行；如果前者的值等于后者，那么電梯就進行懸停。將目樓層寄存器中的數值和向下運行最遠寄存器中的數值實施對比，如果前者的值大于后者，那么M60獲得，電梯向下運行；如果前者的值等于后者，那么電梯就進行懸停。如果電梯是在向上運行，則電梯向下運行的呼叫請求就會被短暫屏蔽，使電梯一直運行到當前呼叫電梯信號的最高層。假如電梯在向上運行時，還有更高的樓層有呼叫電梯信號，那么就把D101寄存器的值進行實時的更新。

圖4 向上運行最遠寄存器設置

2.5 電梯雙勻速運行的實現斷

當電梯與目標樓層的距離比較近時，采用低速的模式行駛；當電梯與目標樓層較遠時，采用高速的模式行駛，通過這種方式，從而可以有效地提高了電梯運行效率。寄存器D102中儲存的是向上運行最近的目標樓層，通過把寄存器D102值減去寄存器D100值，即取得向上運行的目標樓層數，然后存入寄存器D105中。如果(D105)大于等于3，那么電梯就高速向上運行，否則電梯就以低速運行。同理，如果 (D106)大于等于3，那么電梯就高速向下運行下行，否則電梯就以低速運行。電梯的雙勻速決策如圖6所示。

圖5 電梯雙勻速決策

3 結束語

基于PLC編程技術的雙勻速電梯系統，編程方法直觀、簡單，工作穩定可靠，功能模塊比較獨立，易于擴展和修改。雙勻速電梯對于電梯維護人員以及相關專業的學生來說，有著重要的理論以及實際的指導意義，它為提高電梯運行效率和節能探索了一條可行的途徑。

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