三層電梯的PLC控制

謝向花

（湖南省懷化工業(yè)中等專業(yè)學校）

隨著科技的不斷進步，城市化進程的不斷加快，高層建筑業(yè)越來越多地出現(xiàn)在人們的身邊，電梯就成了快速通往高層建筑的一種便捷交通工具。隨著PLC 在電梯中的運用，大大提高了電梯的可靠性、可維護性和靈活性，并延長了電梯的使用壽命，縮短了電梯的開發(fā)時間。

一、PLC 控制概述

1.PLC 的基本結(jié)構(gòu)

電梯PLC 控制系統(tǒng)分兩個方面：邏輯控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)。基本結(jié)構(gòu)可見圖1。邏輯控制系統(tǒng)有轎內(nèi)指令與廳外召喚的登記和消號、定向選層、順向截梯、換速、平層、開關門運行等程序控制的功能，并通過PLC 軟件來實現(xiàn)；拖動控制系統(tǒng)是將電梯當前工作狀態(tài)的反饋信號直接發(fā)送給PLC，由PLC 向拖動系統(tǒng)發(fā)出速度切換、起動、平層等控制信號。由于PLC 控制技術(shù)的使用，目前電梯的拖動方式已由原來的直流調(diào)速過渡到了交流調(diào)速，大大促進了現(xiàn)代電梯行業(yè)的發(fā)展。

圖1 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖

2.PLC 的特點

我國電梯控制系統(tǒng)主要有三種方式：繼電器控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)和PLC 控制系統(tǒng)。PLC 是一種專門用于工業(yè)環(huán)境設計的通用控制裝置，是工業(yè)自動化技術(shù)的支柱之一，它能完成大型的、復雜的控制任務，在工業(yè)自動控制領域占有十分重要的地位。PLC 的體積小、重量輕、可靠性高、通用性強、成本低，能有效縮短制造控制屏的時間，是實現(xiàn)電梯自動控制的一種十分理想的設備。

二、三層電梯的PLC 控制設計

由于電梯不是單一的工作循環(huán)，所以需要設計一個邏輯系統(tǒng)來確定電梯的上行或下行。當目的地位置在電梯當前之下時，電梯下行，反之，當目的地的位置在電梯當前位置之上時，電梯上行。在此過程中，還需要建立一個判別系統(tǒng)，來對電梯的工作方式和運行狀態(tài)作出正確的判斷。當電梯在無司機操縱的狀態(tài)下工作時，在召喚或選層信號登記后，電梯自動到達目的地。同時，電梯在此運行過程中，電梯只答應順方向的信號，而不答應來自逆向的召喚和選層信號。在檢修電梯時，電梯智能減速，緩慢行駛，保證檢修人員和周圍人的安全。

1.PLC 的選型、硬件系統(tǒng)的配置及I/O 點數(shù)計算

根據(jù)I/O 點數(shù)和輸入、輸出類型，對I/O 點數(shù)要保留一定的余量。選用目前通用的西門子315-2DP 可編程控制器（總共80 個輸出、輸入點）。西門子315-2DP 可編程控制器的硬件系統(tǒng)配置符合三層電梯的設計要求，同時出于安全設計需要，控制部分保留安全回路繼電器（急停繼電器）和門鎖繼電器。對3 層/3 站集選電梯，根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過粗略計算，輸入點數(shù)為21 點，輸出點數(shù)為21 點，輸入、輸出信號都是數(shù)字量，輸出電壓220VAC，110VDC，24VDC。

2.設計I/O 地址分配及外圍接線圖

綜合分析所選用的輸入、輸出點數(shù)分配情況及計算I/O 點數(shù)實際情況，畫出I/O 地址分配及外圍接線圖。控制系統(tǒng)核心為PLC 主機，通過PLC 輸入接口將信號送入PLC，按PLC 存儲器中存儲的程序進行運算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器、召喚指示燈、驅(qū)動系統(tǒng)等發(fā)出顯示信號及控制信號。

3.PLC 控制系統(tǒng)輸入輸出形式的選用及輸入輸出內(nèi)容

輸入的形式：1NH-DC24，直流24V 輸入，電源由機內(nèi)供給，輸入信號有效。

輸出的形式：OUT-R 繼電器接點輸出，容量AC220V,2A。

輸入繼電器：自動，司機，檢修，開、關門上下行，門關嚴，門卡滯，上下平層，快車上下限位，選層，召喚，層站信號等。

輸出繼電器：S、X、K、M 減速接觸器，開關門及樓層指示系統(tǒng)，按鈕指示系統(tǒng)等。

4.程序設計思路

PLC 控制系統(tǒng)由開關門系統(tǒng)、上下門系統(tǒng)（包括上下行邏輯判斷和上下行運動）、選層系統(tǒng)、快速運行系統(tǒng)、層樓感應信號、緩速系統(tǒng)、平層系統(tǒng)、指示系統(tǒng)八大系統(tǒng)組成。

根據(jù)PLC 控制系統(tǒng)的組成，可設計一個只有三層的電梯模型，電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示。1-3 所對應的指示燈表示樓層信號，每一層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯，要求設計的電梯具有自動定向、順向截車、反向保號、外呼記憶、自動開/關門、停梯消號及自動達層等功能。工作中的電梯通過對各種呼梯信號和當時的運行狀態(tài)進行綜合分析后，再確定下一個工作狀態(tài)。例如，當電梯啟動后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號，則開門；當有呼梯信號的樓層高于電梯當前樓層時，電梯則上升，反之，當有呼梯信號的樓層低于當前樓層時，則下降；當電梯運行時只響應順向呼梯信號，與運行中的電梯相反的呼梯信號則不予反應。

三、PLC 控制的運用

1.三層電梯的PLC 控制

三層電梯系統(tǒng)控制的電路主要由PLC、各種按鈕、顯示器及電動機啟停開關組成。具體的控制電路接線圖如圖2 所示。

圖2 三層電梯的控制線路圖

從圖2 三層電梯的控制線路圖中，可以看出PLC 控制在整個電梯的運營中所占據(jù)的重要位置。PLC 控制系統(tǒng)主要有雙速電梯系統(tǒng)和變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，而變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)通過改變電機供電的電壓和頻率，調(diào)節(jié)電梯速度，可以使人們在乘坐電梯時，獲得更好的乘坐舒適感，同時它平層精度高，并有顯著的節(jié)能效果,保障了電梯的可靠性，成功地解決了電梯運行的舒適感問題。

2.三層電梯的PLC 調(diào)試及運行

電梯控制系統(tǒng)的調(diào)試目的是通過實驗調(diào)試，對所編寫的控制程序梯形圖進行檢驗和反復修改，以實現(xiàn)本設計中三層電梯PLC控制系統(tǒng)的功能。對電梯中的PLC 控制系統(tǒng)進行調(diào)試，能及時地反映出在三層電梯的PLC 控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，并針對所出現(xiàn)的問題進行有目的的修改，使電梯在運行的過程中更能適應環(huán)境的要求和變化。其次是通過實踐操作，經(jīng)過三層電梯控制系統(tǒng)的接線、調(diào)試和操作過程，加強對電梯PLC 控制系統(tǒng)的了解，也能更深刻地對整個設計中所需要的知識進行理解，更為以后的電梯設計工作打下良好的基礎。

在日常的生活和工作中，電梯得到了越來越廣泛的應用，尤其是在高層建筑中，電梯已成為城市物質(zhì)發(fā)展的一種標志。PLC控制系統(tǒng)的運算準確性強、維修方便、抗干擾強、系統(tǒng)穩(wěn)定、調(diào)試周期短，成為當前電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，PLC 控制系統(tǒng)的運用為電梯的發(fā)展做出了卓越的貢獻。同時，電梯性能的好壞也越來越影響著人們的生活，應努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯運行的安全、節(jié)能、可靠。

［1］楊曉賓.電梯制動器的結(jié)構(gòu)型式及檢驗檢測探究［J］.科技視界，2015（02）.

［2］韓慶華.三層電梯的PLC 控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014（01）.