淺談PLC在電梯上的應用

【摘要】在科技飛速發展的今天，可編程控制器正在成為工業控制領域的主流控制設備，在設備的自動化方面起著舉足輕重的作用， PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采用了嚴格的抗干擾技術，具有很高的可靠性，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點以減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。有了PLC的這些特點，如果把電梯的控制系統改為PLC程序控制，這將使電梯更加智能化。設計更加簡單，不再需要無數的繼電器累加控制，程序也可以變得清晰可控，故障也容易排查和解除。

【關鍵詞】智能化電梯；可編程控制器；邏輯控制

隨著城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設備中，電梯是自動化程度最高的先進設備的一種。以前的電梯主要采用單片機控制，其性能等各方面都不太完善，現在電梯控制系統多采用PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很大的提高。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。

目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現信號集選控制。然而PLC控制電梯在不久的將來將會完全取代原有的控制方式，所以我們在這里探討PLC在電梯中的應用.

1.PLC 具有的特點

1.1 PLC不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。

1.2 PLC采用了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，使可靠性提高。

1.3 PLC有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不易發生操作的錯誤。

1.4 PLC是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程錯誤率大大降低，而為工業惡劣操作環境設計的硬件使可靠性大大提高。

1.5 在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先進的工藝制造流水線制造；對干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對電源的斷電保護；對存儲器內容的保護等。

1.6 PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統可靠性的措施。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷；簡化編程語言等。

2.電梯的基本結構

電梯是機電合一的大型復雜產品，機械部分相當于人的軀體，電器部分相當于人的神經。機與電的高度合一，使電梯成了現代科學技術的綜和產品。對于電梯的結構而言，傳統的方法是分為機械部分和電氣部分，但以功能系統來描述，則更能反映電梯的特點。下面簡單介紹電梯機械部分的結構，而我們的主要目的是怎樣來控制它。

（1）曳引系統

曳引系統的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運。曳引系統主要由曳引鋼絲繩、導向輪、反繩輪組成。

（2）導向系統

導向系統的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統主要由導軌，導靴和導軌架組成。

（3）轎廂

轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。

（4）門系統

門系統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統由轎廂門、層門、開門機、門鎖裝置組成。

（5）重量平衡系統

系統的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。系統主要由對重和重量補償裝置組成。

（6）電力拖動系統

電力拖動系統的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統由曳引電動機，供電系統，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成。

（7）電氣控制系統

電氣控制系統的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電氣控制系統主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏（柜），平層裝置，選層器等組成。

3.PLC在電梯中的應用

基于PLC的電梯控制系統應當滿足如下幾個方面的功能：借助于電動機裝置實現電梯轎廂的升降動作，并在各樓層之間設置相應的上行及下行呼叫開關；電梯需要在某一層停車待客的情況下，只要按下電梯相應樓層的外呼按鈕，控制系統應當確保電梯能夠在延時狀態下自動開啟轎門。與此同時，在電梯完成該項控制動作指令且未接收到任何層外呼叫指令的情況下，控制系統應當確保電梯轎廂能夠及時響應自動關閉轎門動作；在電梯轎廂同時接收到多個響應指令的情況下，控制設備應當在設定時間內進行自動運行處理，確保各動作響應時間的有效性。隨著新型PLC的推出，程序存儲器容量增大，給編程人員帶來了更大的自由空間，使結構化編程在不增加外設的條件下成為可能。在實際應用中，PLC和變頻器組成的電梯控制系統，能完成電梯控制的各種功能要求，為了提高電梯的可靠性，旋轉編碼器計數脈沖代替了井道內的換速、停車傳感器等功能，這些都是用增加編程語句代替硬件功能，使電梯程序長度倍增。這樣直接導致PLC的程序掃描周期變大，影響了電梯的控制精度。為了解決程序功能完善化（增加程序的總長度）與減少掃描周期以提高程序的運行效率、滿足電梯的控制精度這一矛盾，使得設計程序時將程序結構化，程序結構有以下方法：

（1）分離電梯程序功能，使靠邏輯關系融合在一起的程序分成消防、急停、檢修、鎖梯、自動等功能子程序。

（2）分析主程序以及各功能子程序的關系，以高效組合程序結構。

（3）排列PLC的輸人、輸出點以及內部輔助繼電器點，使之按順序成組排列，利用功能指令減少程序步驟。按照這種方法設計編寫的程序，雖然其相對長度加大，但動態運行時相對長度減少，程序運行高效化，電梯控制精度提高。同時，結構化處理也增強了程序的易讀性、易移植性，提高了編程人員的效率，減少了工作量，給通用電梯程序的編制提供了方便。

參考文獻

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