基于PLC的電梯控制應用研究

劉艷華

摘 要：由于PLC控制系統在維修方便、容易擴展、抗干擾強、系統穩定、調試周期等方面的優點，使其在電梯控制系統中被使用的頻率大大提高了，但是，就初期投入來說，由于電梯控制系統的信號輸入點數較多，PLC控制系統比繼電器的成本要高，不過可以采用節省輸入點的方法解決成本較高的問題，文章重點就這些方面的問題做了探討和分析。

關鍵字：電梯控制;應用;PLC

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

PLC在電梯升降控制上的應用主要體現在它的邏輯開關控制功能。由于PLC具有邏輯運算、計數和定時以及數據輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關控制與PLC很好的結合，很好的實現了對升降的控制。因此，可編程控制器（PLC）控制得到廣泛使用，采用PLC組成的控制系統可使電梯運行更加安全、方便、舒適。尤其在層數和控制功能較少的場合，采用PLC控制較為有利。

1、PLC在電梯控制系統中作用

為了使電梯的運行安全可靠，需要有一個好的控制系統，也就是對電梯的控制系統要進行改進。根據順序邏輯控制的需要發展起來的可編程控制器。它是專門為工業環境應用而設計的數字運算操作的電子裝置。可編程控制器（PLC）作為一種工業控制微型計算機，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可靠性等優點，在工業生產過程中得到了廣泛的應用。它應用大規模集成電路，微型機技術和通訊技術的發展成果，逐步形成了具有多種優點和微型，中型，大型，超大型等各種規格的系列產品，應用于從繼電器控制系統到監控計算機之間的許多控制領域。PLC大力開發智能模塊，加強聯網通信能力。為滿足各種自動化控制系統的要求，近年來不斷開發出許多功能模塊，如高速計數模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。加強PLC聯網通信的能力，是PLC技術進步的潮流。PLC的聯網通信有兩類：一類是PLC之間聯網通信，各PLC生產廠家都有自己的專有聯網手段：另一類是PLC與計算機之間的聯網通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。

2、電梯控制系統的組成

電氣控制系統由操縱箱、層樓指示、控制柜、曳引電動機以及召喚箱等數十個電梯部件中的電器元件構成。電氣控制系統通過電路控制電力拖動系統工作程序，完成各種電氣動作功能，保證電梯安全運行。電梯一般是由電動機來拖動的，其運行過程大多包括啟動、正（反）轉、停止等，這整個過程是由電氣控制系統來完成。具體地說電梯的控制主要是指對電動機的起動、停止、運行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內指令等進行處理。其操縱是實行各個控制環節的方式和手段。電梯電氣控制系統與電力拖動系統比較，變化范圍比較大。當一臺電梯的類別、額定載重量和額定運行速度確定后，電力拖動系統各零部件就基本確定了，而電氣控制系統則有比較大的選擇范圍，必須根據電梯安裝使用地點、乘載對象進行認真選擇，才能最大限度地發揮電梯的使用效益。電梯主拖動類型包括交流電動機、直流電動機、晶閘管供電（SCR-M）的直流拖動和交流雙速電動機、直流G-M（即發電機-電動機組供電）、交流變頻調速（VVVF）拖動、交流調壓調速（AVCC）等。因直流電梯的拖動電動機裝有電刷和換相器，其維護量比較大，而且已被交流調速電梯所取代。為了使電梯的運行更加的穩定，要求曳引電動機在選定的調速方式下，電動機的輸出轉矩總能達到負載轉矩的要求。考慮到電壓的波動、導軌不夠平直造成的運動阻力增大等因素，電動機轉矩還應有一定的速度。

3、PLC電梯控制系統設計

3.1硬件系統的配置

交流雙速電梯控制系統不論是按照控制方式還是組成結構的分類，電梯的組成結構都基本相同，主要包括電力拖動系統、導向系統、門系統、電氣控制系統、安全保護系統和重量平衡系統。以5層電梯為例，用西門子可編程控制器實現交流雙速集選控制電梯。根據I/O點數和輸入、輸出類型，考慮I/0點數要保留一定余量，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）。由于是交流雙速電梯需要保留原線路中主回路接觸器和門機繼電器：考慮安全設計需要，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5層，5站集選電梯，根據輸入信號及輸出信號的數量，經過初略計算，輸入點數為35點，輸出點數為32點，輸入、輸出信號都是數字量，輸出電壓220VAC，110VDC，24VDC。

3.2軟件設計流程

電梯控制系統設計成功的關鍵環節是PLC程序設計，編程控制程序在設計的過程中，要遵循一些原則，一是保證該程序功能的完善，盡量考慮到有可能影響到電梯有效運行的各方面的因素：二是在設計時，要盡量簡單，并且能保證其有一個適應性，即在特殊情況下，可以對此程序進行修改。以應對新情況的發生，這就要求在設計程序時，要充分的利用編程控制程序中的各種優先指令，使其掃描時間減短，并采用模塊化設計，保證電梯的精度;三是對存在于程序中的各個邏輯關系要有清楚的判斷。

3.3控制運行指令

指層控制線路的功能是指示電梯轎廂目前所在層樓的位置和將要運行的方向。此例中樓層信號是通過安裝于每層井道內的感應器及安裝在轎頂的隔磁板來實現的。但是，由于獲得的樓層信號不連續，因而需要通過程序實現，X33-X55分別為1-5樓的樓層感應器在PLC的輸入地址。電梯的開關門運行回路是按照雙開門有無司機控制來設計，主要無司機狀態下的自動延時關門、基站外啟動時的開關門、無司機狀態下的本層開門、電梯運行到達目的層站的自動開門、手動關門、完成電梯的手動開門等

功能。

4、結束語

PLC充分利用了微型計算機的原理和技術，保留計算機控制的優點，而克服了它的缺點。它具有強大的生命力，各工業部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果，它不僅能用于控制機械設備、流水線和各種設備的運行過程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關信息也是可行的。

參考文獻：

[1]朱德文，電梯交通系統的智能控制與應用[J].企業文化，2013

[2]東一才，現代建筑設備工程設計探究[J].現代建筑，2014