三層電梯的PLC控制

謝向花

摘 要：電梯作為通往高層建筑的必備交通工具，已從手柄開關操控電梯，發展到按鈕控制電梯，再到現在的群控電梯，PLC在電梯的發展中起著不可替代的作用。主要就三層電梯的PLC控制作一探究。

關鍵詞：三層電梯；PLC控制；高層建筑

隨著科技的不斷進步，城市化進程的不斷加快，高層建筑業越來越多地出現在人們的身邊，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，縮短了電梯的開發時間。

一、PLC控制概述

1.PLC的基本結構

電梯PLC控制系統分兩個方面：邏輯控制系統和拖動控制系統。基本結構可見圖1。邏輯控制系統有轎內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；拖動控制系統是將電梯當前工作狀態的反饋信號直接發送給PLC，由PLC向拖動系統發出速度切換、起動、平層等控制信號。由于PLC控制技術的使用，目前電梯的拖動方式已由原來的直流調速過渡到了交流調速，大大促進了現代電梯行業的發展。

圖1 PLC的基本結構圖

2.PLC的特點

我國電梯控制系統主要有三種方式：繼電器控制系統、微機控制系統和PLC控制系統。PLC是一種專門用于工業環境設計的通用控制裝置，是工業自動化技術的支柱之一，它能完成大型的、復雜的控制任務，在工業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，所以需要設計一個邏輯系統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，來對電梯的工作方式和運行狀態作出正確的判斷。當電梯在無司機操縱的狀態下工作時，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、硬件系統的配置及I/O點數計算

根據I/O點數和輸入、輸出類型，對I/O點數要保留一定的余量。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，根據輸入信號及輸出信號的數量，經過粗略計算，輸入點數為21點，輸出點數為21點，輸入、輸出信號都是數字量，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、輸出點數分配情況及計算I/O點數實際情況，畫出I/O地址分配及外圍接線圖。控制系統核心為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，然后經輸出接口分別向指層器、召喚指示燈、驅動系統等發出顯示信號及控制信號。

3.PLC控制系統輸入輸出形式的選用及輸入輸出內容

輸入的形式：1NH-DC24，直流24V輸入，電源由機內供給，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，按鈕指示系統等。

4.程序設計思路

PLC控制系統由開關門系統、上下門系統（包括上下行邏輯判斷和上下行運動）、選層系統、快速運行系統、層樓感應信號、緩速系統、平層系統、指示系統八大系統組成。

根據PLC控制系統的組成，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進行綜合分析后，再確定下一個工作狀態。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的重要位置。PLC控制系統主要有雙速電梯系統和變壓變頻調速系統，而變壓變頻調速系統通過改變電機供電的電壓和頻率，調節電梯速度，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調試及運行

電梯控制系統的調試目的是通過實驗調試，對所編寫的控制程序梯形圖進行檢驗和反復修改，以實現本設計中三層電梯PLC控制系統的功能。對電梯中的PLC控制系統進行調試，能及時地反映出在三層電梯的PLC控制系統中出現的問題，并針對所出現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境的要求和變化。其次是通過實踐操作，經過三層電梯控制系統的接線、調試和操作過程，加強對電梯PLC控制系統的了解，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發展的一種標志。PLC控制系統的運算準確性強、維修方便、抗干擾強、系統穩定、調試周期短，成為當前電梯控制系統中使用最多的控制方式，PLC控制系統的運用為電梯的發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的性能，保證電梯運行的安全、節能、可靠。

參考文獻：

[1]楊曉賓.電梯制動器的結構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控制系統設計與實現[J].物聯網技術，2014（01）.

編輯 馬燕萍