PLC在電梯控制系統中的運用

摘 要：PLC是一種集通信技術、自動控制技術和計算機技術為一體的工業自動控制裝置，其具有靈活性強、編程簡單、可靠性高、體積小、易于維修及操作等優點，因此在電梯控制系統中得到了廣泛的應用。在本案，筆者結合相關知識，淺析PLC在電梯控制系統中的運用。

關鍵詞：電梯；控制系統；PLC

電梯控制系統是由邏輯控制系統與電力拖動系統組成，其中邏輯控制系統由裝在電梯井道內、外及相關部件中的曳引電動機、層樓指示、操作箱、召喚箱和控制柜等電器元件組成；電力拖動系統由電動機、減速機構、曳引輪、鋼絲繩、轎廂和配重等組成，其經邏輯控制系統來實現邏輯動作功能，從而為電梯運行提供安全保證。由于傳統的電梯控制系統選用的繼電器-接觸器控制線路具有通用性差、占用空間大、可靠性差、故障率高及維修工作量大等缺點，則建議將PLC技術引入其中，以提高電梯運行的安全性和舒適度。據此，筆者深入分析PLC在電梯控制系統中的運用。

1 PLC電梯控制系統

PLC電梯控制系統由拖動控制系統、信號控制系統組成及其硬件設備以主拖動系統、層號指示燈、調速裝置、廳外呼梯盤、機械系統、轎廂操縱盤、門機、PLC主機及其擴展等為主，其中以PLC主機為核心。其中，信號控制系統由開關門運行、換速、平層信號、順向截梯、運行控制、廳外召喚、門區及轎內指令等程序控制，而拖動控制系統是先將電梯實時狀態的反饋信號送入PLC，再由其發送啟動、速度切換和平層等控制信號至拖動系統。換而言之，PLC電梯控制系統的作用原理如下：先將內、外指令及光脈沖等信號經輸入接口輸入PLC主機中，再利用PLC主機軟件來對信號進行邏輯運算，最后再將指令信號經輸出接口發出，以實現電梯拖動控制系統與門機的正常運行。據此，PLC電梯控制系統主要實現下列功能：一是轎廂在未收到層外呼叫信號時自動關門及按預設的時間關閉通風和照明設備；二是轎廂在層外召喚按鈕按下時自動開關；三是當電梯在同一時間收到若干選層指令時，其將在預設的時間內運行及按順序停靠；四是電梯能對層外呼梯指令進行記憶，并逐一應答運行方向上的召喚；五是在電梯啟動前，按下開關按鈕可打開轎廂門；六是當電梯位置與選層指令不在同一方向時，其將按先入為主原則選定運行方向；七是電梯在停站4-6s后會自動關門，期間可通過按下關門按鈕來關閉轎廂門；八是在應答完全部指令后，電梯將自行返回基站待客。

綜上，在電梯控制系統中，運用PLC來實現邏輯判斷，可節省大量的接線及減少出錯率，從而提高了電梯運行的效率、質量和安全性。

2 PLC電梯控制系統的軟件設計

對于PLC電梯控制系統，一般采用模塊化的思想來編寫PLC程序，其中主要包括如下模塊：一是開（關）門程序，即電梯行至指定層后，自動進入等待、開（關）門狀態，其中在關門時，若門上感應器收到廳外呼叫信號，則電梯又進入開門狀態；二是轎內指令信號程序，其一般需記憶和消除信號，注意其優先級比廳外呼叫信號高；三是廳外呼叫信號程序，其可自動記憶呼叫信號，并在電梯行至指定層后，自動將順向呼叫信號消除及將逆向呼叫信號保存；四是層樓位置指示，即按平層信號來對樓層序號進行顯示；五是先由旋轉編碼器來提供脈沖給PLC，再由PLC來解算電梯的樓層位置，從而實現停靠、平層和換速等功能。

綜上，PLC電梯控制系統的軟件設計具有如下特征：一是優先級隊列，即在編程中，按電梯的位置及運行方向來采取如下優先級隊列：上行（次）優先級隊列、下行（次）優先級隊列，這是PLC電梯控制系統實現隨機邏輯控制的基礎；二是先進先出隊列，即按電梯運行的方向，先從同一向優先級隊列中挑出非零單元，并存進寄存器隊列，然后再用先進先出來讀取指令，最后再將第一單元的數據存進比較寄存器；三是隨機邏輯控制，即在電梯即將行至指定樓層的減速位置時，若判別出這一樓層存在方向相同的呼叫信號，則將寄存器的脈沖數與比較寄存器進行比較，若相同，則減速停于這一層；若不同，則先將寄存器的數據存進比較寄存器，再保存原比較寄存器的數據，并減速停于這一層，最后再將保存的原比較寄存器數據重新送入比較寄存器，從而實現隨機邏輯控制；四是軟件顯示，即先用行程來判斷樓層，再將其轉化為BCD碼后輸出，最后再經硬件接口電路對其進行LED顯示，其中在控制變頻器時，PLC可先將正（反）向運行、制動及減速信號發送至變頻器，再由變頻器來控制電動機，注意一旦系統故障，PLC也會將故障信號發送至變頻器。

3 結語

在PLC電梯控制系統設計完畢后，要求在空載條件下進行模擬調試，直至接觸器等正確輸出后，再接上電動機。一般來講，PLC電梯控制系統的模擬調試要實現門廳召喚、轎廂內選層、順（反）向截梯、自動開（關）門、手動開（關）門、樓層顯示、電梯平滑變速及消防與檢修功能。總之，將PLC運用于電梯控制系統是實現電梯安全運行的重要手段。其中，PLC正向如下方向發展：一是向超大（小）型方向發展；二是向智能模塊化方向發展，從而提高了聯網的通信能力；三是提高了外部故障的監控能力，其中PLC控制系統故障的80%為外部故障，如輸入（出）設備和線路故障。據此，隨著PLC的發展，其在電梯控制系統中的運用效果越來越明顯，因此對PLC電梯控制系統的運用研究應做到與時俱進，從而為電梯行業的良性發展提供技術支持。

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（作者單位：福建省特種設備檢驗研究院龍巖分院）