基于PLC的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)探究

摘 要：針對飛速發(fā)展的電梯產(chǎn)業(yè)，提供安全、高效、環(huán)保的電梯控制系統(tǒng)，使每一部電梯都能安全高效地運(yùn)行，成為電梯產(chǎn)業(yè)得以健康發(fā)展、人們的日常生活得以正常進(jìn)行的重要保證。本文主要介紹了基于PLC電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電梯；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；可編程控制器

中圖分類號：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

巨大的電梯維護(hù)勢必會造成大量財(cái)力、物力和人力的浪費(fèi)，光靠以往采取的安排人員定期巡查的方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前人們快速節(jié)奏的生活，不能滿足人們對電梯高效率，高性能以及高安全的要求。因此必須開發(fā)一種能夠?qū)ΜF(xiàn)場電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況24h全天候監(jiān)控的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)才能跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，滿足廣大用戶的要求。

一、PLC概述

（一）PLC（Program Logic Controller）是在繼電器控制和微型計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興控制技術(shù)。國際電工委員會定義為：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行順序控制、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)和各種算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入和輸出，控制各種類型的生產(chǎn)過程。

（二）硬件構(gòu)成。可編程控制器主要由微處理器CPU、存儲器、輸入輸出、穩(wěn)壓電源、程序編寫器等部分構(gòu)成。（1）CPU：微處理器CPU是可編程控制器的核心部件，也是運(yùn)算以及控制中心，用來實(shí)現(xiàn)各種邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算及對整機(jī)進(jìn)行管理控制；（2）存儲器：根據(jù)作用不同，主要由系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器在出廠前已經(jīng)將系統(tǒng)的程序固化到內(nèi)部，主要用來存放系統(tǒng)管理程序，用戶不能使用和更改。用戶存儲器用來存放用戶編制的程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，由輸入/輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)區(qū)及緩沖區(qū)組成；（3）輸入/輸出接口：它的作用對輸入設(shè)備送來的控制信號首先通過光電耦合器隔離后，接著轉(zhuǎn)換為符合PLC內(nèi)部要求的標(biāo)準(zhǔn)電平，然后由CPU讀入并送到輸入寄存器中，供程序執(zhí)行時(shí)使用；（4）電源：電源單元的作用是把外部電源（220V交流電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。開關(guān)式穩(wěn)壓電源電路將220V交流電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需要的工作電源（24V、±12V、5V），其中24V還為輸入單元提供電源。PLC負(fù)載如曳引電動機(jī)，變頻器等的電源則不提供；（5）編程器：通過編程器用戶根據(jù)系統(tǒng)控制要求編寫系統(tǒng)控制程序。在該系統(tǒng)中，采用在計(jì)算機(jī)上利用編程軟件編制PLC梯形圖的方法，梯形圖通俗易懂。

（三）軟件構(gòu)成。PLC的軟件主要包括用戶程序和系統(tǒng)程序。PLC用戶程序是用戶根據(jù)系統(tǒng)控制要求利用編程軟件Mcro/Win4.O-step7編寫的程序。在電梯系統(tǒng)中，通過用戶的控制程序設(shè)計(jì)達(dá)到實(shí)現(xiàn)對AS-I主站控制、各從站控制、以及遠(yuǎn)程通信。

二、電梯的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電梯的電氣控制系統(tǒng)是采用PLC和交流調(diào)速控制。

電梯的結(jié)構(gòu)。本電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和正常電梯的結(jié)構(gòu)相同。電梯的主體結(jié)構(gòu)由廳門、轎廂、機(jī)房、井道四大部分組成。（1）電梯機(jī)房。曳引機(jī)：曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動裝置，它包括：1）制動器；2）減速箱；3）驅(qū)動電動機(jī)；4）控制柜；5）限速器；6）曳引輪；7）旋轉(zhuǎn)編碼器；（2）電梯井道。1）轎廂；2）對重裝置；3）導(dǎo)軌；4）計(jì)數(shù)復(fù)位感應(yīng)器；5）緩沖器；6）限位開關(guān)；7）隨行電纜；（3）電梯轎廂。1）操縱箱；2）指層燈；3）導(dǎo)靴；4）安全鉗；5）自動門機(jī)；6）轎門；7）照明、風(fēng)扇等裝置；（4）電梯廳門口。1）門鎖；2）層門；3）召喚盒；4）指層燈。

三、電梯的傳動結(jié)構(gòu)

本電梯采用曳引提升式傳動機(jī)構(gòu)。當(dāng)曳引輪轉(zhuǎn)動時(shí)，曳引鋼絲繩和曳引輪之間產(chǎn)生了強(qiáng)大的摩擦力，從而帶動轎廂或?qū)χ剡M(jìn)行上升或下降的運(yùn)動。

四、電梯的曳引系統(tǒng)及定位裝置的設(shè)計(jì)

（一）曳引機(jī)。曳引機(jī)安裝在轎廂項(xiàng)的機(jī)房內(nèi)，是轎廂運(yùn)行的動力裝置，為電梯的正常運(yùn)行提供動力。按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分無齒輪曳引機(jī)和有齒輪曳引機(jī)。本電梯采用有齒輪曳引機(jī)。有齒輪曳引機(jī)適用于中低速電梯。本電梯系統(tǒng)采用的就是具有渦輪酵素傳動機(jī)構(gòu)的有齒輪曳引機(jī)。它主要由減速箱、曳引輪、曳引電動機(jī)、制動器、聯(lián)軸器以及慣性輪組成。

（二）制動器。本電梯采用電磁制動器，制動器是保證電梯安全運(yùn)行的非常重要的設(shè)備。當(dāng)電動機(jī)通電時(shí)制動器松閘，并不影響電梯正常運(yùn)行；當(dāng)電梯因故障等某種原因?qū)е率щ娀蛲Ｖ惯\(yùn)行時(shí)制動器抱閘，防止電梯出現(xiàn)加速掉落的現(xiàn)象。

（三）定位裝置。本電梯采用增量型雙相旋轉(zhuǎn)編碼器作為系統(tǒng)的定位裝置。它是基于PLC電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用計(jì)數(shù)的方法來測量旋轉(zhuǎn)，僅在旋轉(zhuǎn)期間輸出相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度脈沖。

五、轎廂和門機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

（一）轎廂。電梯轎廂是電梯系統(tǒng)的重要組成部分，用來運(yùn)送貨物或乘客。轎廂由轎底、轎壁、轎頂、轎廂架等幾個(gè)主要部件組成。

（二）門機(jī)機(jī)構(gòu)。安裝在建筑物每層的電梯停靠站點(diǎn)位置的門為廳門，也叫層門。安裝在轎廂門口位置的門為轎門。當(dāng)電梯在每層停靠站時(shí)，轎門打開同時(shí)也帶動此層的層門打開，當(dāng)電梯離站時(shí)，轎門關(guān)閉，層門也同時(shí)關(guān)閉。常見的電梯門雙扇中開門，此外還有單扇旁開門，轎廂較大的采用三扇門。

六、電梯的安全裝置

電梯作為特種行業(yè)的特殊產(chǎn)品，事關(guān)人民群眾的日常生活安全，所以安全是電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首先考慮的因素。為此，除在電梯上安裝機(jī)械安全裝置外，還應(yīng)安裝電氣安全基于PLC電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)裝置。在本電梯中，采用限速器、安全鉗、緩沖器裝置保證電梯的安全運(yùn)行。

七、電梯軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本電梯軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)功能和實(shí)際電梯的功能相同。電梯在一層和四層分別只設(shè)置向上和向下召喚按鈕，而在其它各層站設(shè)置上/下召喚按鈕。位于轎廂內(nèi)的乘梯人員只需按下轎廂內(nèi)操縱盒的樓層按鈕，該指令同時(shí)被登記存儲，直到電梯運(yùn)行至對應(yīng)樓層靠站停機(jī)時(shí)該指令登記被取消。電梯在某曾站停靠時(shí)，電梯系統(tǒng)自動進(jìn)行減速、平層和開門動作。當(dāng)電梯運(yùn)行期間，位于轎廂外的人員按下位于層門一側(cè)的召喚按鈕時(shí)，當(dāng)與電梯運(yùn)行方向一致時(shí)，該呼梯信號被登記，否則不被登記，電梯依次執(zhí)行指令及呼梯信號。當(dāng)沒有呼梯和指令信號時(shí)，電梯則停留在最后停靠的曾站。

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