智能式電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

尹莉鈞　王艷秋沈陽工學(xué)院

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智能式電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

尹莉鈞王艷秋
沈陽工學(xué)院

摘要：本文主要研究載重量較小，使用較頻繁的小型電梯的智能控制方法。PLC 為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，用來完成對電梯曳引電機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起動，加減速，停止，運(yùn)行方向，樓層顯示，層站召喚，轎箱內(nèi)操作等指令信號進(jìn)行管理和控制等功能。

關(guān)鍵字：電梯 群控技術(shù) 火災(zāi)檢測 超載檢測

1　概述

1889年12月，美國奧的斯電梯公司制造出了第一臺電梯。

1892年。美國奧的斯電梯公司開始采用按鈕操縱裝置，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。隨著科技的發(fā)展，操縱控制日新月異，如：手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機(jī)對話、多臺電梯并聯(lián)控制，智能群控等等；人行道扶梯、整圓形觀光電梯的出現(xiàn)則大大調(diào)高了電梯的利用率、視線不再封閉；各種智能式控制器則通過軟件對電梯進(jìn)行火災(zāi)檢測、超載檢測，對探測器的信號進(jìn)行識別分析，從而達(dá)到對電梯的各種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電梯在運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況的時候，傳感器將采集的參數(shù)傳送至PLC控制器，從而PLC控制器可以通過外接揚(yáng)聲器和LED發(fā)光塊發(fā)出報警信號。如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，體現(xiàn)機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯相繼問世，人們的生活因此變得更加美好。

2　智能式電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸出單元以及PLC 單元構(gòu)成，用來完成對電梯曳引電機(jī)及開關(guān)門機(jī)的起動，加減速，停止，運(yùn)行方向，樓層顯示，層站召喚，轎箱內(nèi)操作，安全保護(hù)等指令信號進(jìn)行管理和控制功能。

系統(tǒng)總體框圖如圖2.1所示。

圖2.1　系統(tǒng)總體框圖

PLC是智能式電梯控制系統(tǒng)的核心技術(shù)。本系統(tǒng)采用德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列S7-224小型PLC。

3　群控電梯的最優(yōu)控制設(shè)計

電梯群控系統(tǒng)按照最優(yōu)設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)樓內(nèi)交通量的變化，對每個電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)配、實時監(jiān)測與分析：（1）最大最小功能。系統(tǒng)指定1臺電梯應(yīng)召時，使待梯時間最小，并預(yù)測可能的最大等候時間，可均衡待梯時間，防止長時間等候；（2）優(yōu)先調(diào)度。在待梯時間不超過規(guī)定值時，對某樓層的廳召喚，由已接受該層內(nèi)指令的電梯應(yīng)召；（3）區(qū)域優(yōu)先控制。當(dāng)出現(xiàn)一連串召喚時，區(qū)域優(yōu)先控制系統(tǒng)首先檢出“長時間等候”的召喚信號，然后檢查這些召喚附近是否有電梯。如果有，則由附近電梯應(yīng)召，否則由“最大最小”原則控制；（4）已起動電梯優(yōu)先。本來對某一層的召喚，按應(yīng)召時間最短原則由停層待命的電梯負(fù)責(zé)。但此時系統(tǒng)先判斷若不起動停層待命電梯，而由其它電梯應(yīng)召時乘客待梯時間是否過長。如果不過長，就由其它電梯應(yīng)召，而不起動待命電梯；（5）高峰服務(wù)。當(dāng)交通偏向上高峰或下高峰時，電梯自動加強(qiáng)需求較大一方的服務(wù)；（6）主層停靠。在閑散時間，保證1臺電梯停在主層。

4　變頻器的選擇

變頻器是智能電梯的另一個核心部件，采用安川電機(jī)株式會社生產(chǎn)的磁通矢量控制型專用變頻器VS-616G5。

安川VS-616G5的主要特點：（1）磁通矢量控制型；（2）將V/F控制，帶PG反饋的V/F控制、無傳感器的磁通矢量控制、帶PG反饋的磁通矢量控制等四種控制方法融為一體；（3）當(dāng)需要變頻器具有擴(kuò)展功能時，它可理想地用于單一驅(qū)動或者作為驅(qū)動系統(tǒng)整體的一部分工作；（4）可靠的力矩控制，優(yōu)秀的伺服響應(yīng)，交互式、便利用戶的數(shù)字操作器；（5）能改善工作條件，采用獨(dú)特的異步高載波技術(shù)進(jìn)行正弦波PWM控制，將電磁噪聲降到最低水平。

5　結(jié)論

本文研究了小型群控電梯的智能控制。除了前邊敘述的功能之外，還具有通過 PLC 的合理編程，實現(xiàn)自動平層、自動開關(guān)門、自動掌握停站時間、火災(zāi)報警，超載報警，現(xiàn)異常情況的聲光報警、啟動備用電源的功能。在這里就不一一贅述了。通過設(shè)計人員的不斷努力，使該款智能式群控電梯系統(tǒng)在某些方面已經(jīng)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

參考文獻(xiàn)

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［4］朱恒軍.電梯群控模型教學(xué)實驗系統(tǒng)的研究［J］.中國校外，2009，（85）：45

作者簡介

尹莉鈞，1995年4月，男，漢族，沈陽工學(xué)院，學(xué)生。

王艷秋（通訊作者），1956年7 月，女，漢族，遼寧人，沈陽工學(xué)院， 教師，教授，博士學(xué)位，研究方向：智能控制。