淺談電梯PLC控制系統與組態模擬設計

湖南省岳陽市高級技工學校 劉雄輝

淺談電梯PLC控制系統與組態模擬設計

湖南省岳陽市高級技工學校 劉雄輝

【摘要】本文介紹了利用三菱FX2可編程控制器編寫的一個五層電梯的控制系統，利用MCGS 組態軟件制作人機對話界面，檢驗電梯PLC控制系統的運行情況。實踐證明，PLc可編程序控制器和MCGS組態軟件結合有利于PLC控制系統的設計、檢測，應用更方便。

【關鍵詞】可編程控制器；電梯控制；組態模擬

1 前言

電梯的電氣系統由拖動系統和控制系統組成。傳統的電氣系統由于故障多、不可靠等原因，正被逐步驅除出市場。電梯設計使用的可編程控制器（PLC），由于功能多、故障少，易維修的優點，逐步得到廣泛應用。當成員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門關閉后，控制系統開始運作。

MCGS （Monitor and Control Generated System，通用監控系統）是一款能在微軟界面上運行的通用監控系統。它的工作流程一般為采集現場數據并處理，采取動畫顯示、報警處理等多種方式，根據用戶的面臨的具體情況提出具體的解決方案。這個系統充分利用了微軟界面功能多、用途廣泛，易被接受的優點。本文利用MCGS檢驗電梯PLC控制系統的運行情況。

2 電梯PLC控制系統

FX2-48M是日本三菱公司研發的一種可編程控制器。它系列下的小型PLC（Micro PLC）能夠在各種自動化系統中應用。其編程程序簡單、容易上手，并可在微軟界面上運行。用戶完成應用軟件具有最為基本的功能。如創建用戶程序、簡單的語法檢查修改功能等。

2.1 電氣控制系統

電氣控制系統由plcFX2，輸出部分和輸入部分組成。輸入部分主要包括轎內、廳外指令，門區感應等部分，輸出部分包括電動機、上下行、快慢速接觸器、位置指示等。電梯控制線路主要有轎內指令線路，廳門召喚線路，定向選層線路，啟動運行線路，平層線路，指層線路，開關門線路，安全保護線路等。這些線路的相互關系圖如下圖示：

2.2 PLC系統部分

控制系統對輸入，輸出點的需求量和控制過程的難易程度是影響完成電梯運行的控制任務所需要的PLC規模的重要因素。

（1）I/O點的估算：

系統的輸入點有：門廳召喚按鈕每層二個輸入點共十個輸入點；轎內指令按鈕5個點；樓層感應器5個點；平層感應由上平層感應，門區感應和下平層感應共三個點；手動開門l點：共計輸入點二十四點。而輸出點有：快慢速接觸器2點；上下行接觸器2點；樓層指示燈5點；門鎖1個點；共計輸出點十點。總計I/O點數為24/10；

（2）可編程控制器FX2-48M的CPU輸入，輸出點數足以滿足要求。

3 電梯PLC控制系統設計

3.1 電梯平層電路的控制原理

如果電梯上行超越平層位置時，上平層感應器 觸點斷開，上平層感應中間繼電器失電，下平層中間繼電器得電，下行接觸器通電，電梯反向平層；電梯位于平層位置后，上平層中間繼電器，門區感應中間繼電器，下平層感應中間繼電器通電，上下行接觸器都失電，進行抱閘制動，延時斷開時間繼電器用于快速運行斷開時延時，以保護電機繞組。

3.2 電梯換速平層電路控制原理

如果四樓有指令信號，即轎內指令中間繼電器得電，在電梯將到達四樓時，指層中間繼電器得電，換速中間繼電器發出換速信號并保持，其它同理。當電梯到達頂層或底層是無論有無轎內指令都必須換速；當電梯離開任一樓層時，換速消除，中間繼電器得電，換速運行中間繼電器斷電，電梯高速運行；同時，在上行中間繼電器和下行中間電器的作用下做無方向換速控制，保證由于人為或其他原因使指層中間繼電器全部斷開時電梯進入換速狀態，以使電梯在最近樓層平層停止。

3.3 電梯選向電路控制原理

當電梯位于二層時，二層指層中間繼電器通電，如果按下三層指令按鈕，轎內指令中間繼電器通電。這時，雖然二層指層中間繼電器常開觸點斷開，但其余指層中間繼電器常開觸點均接通，因此，上行中間繼電器通電，電梯選擇上行方向；反之，當電梯位于二層，二層指層中間繼電器通電，如按下一層指令按鈕，轎內指令中間繼電器通電，則下行中間繼電器通電，電梯選擇下行方向；如果電梯位于二層時，上，下行方向均有指令。如一層轎內指令中間繼電器，四層轎內指令中間繼電器，五層轎內指令中間繼電器均有指令通電。此時，如果電梯已處于上行狀態，則執行完向上指令后，再執行向下指令。這是因為上下行中獎幾點起的互鎖作用，必須等電梯到五樓后，轎內指令中間繼電器，上行中間繼電器失電后，才能選擇向下運行方向；同樣，如果電梯已處于下行狀態，則完全執行向下指令后，再執行向上指令。

3.4 電梯樓層感應電路控制原理

如果電梯在一樓，一樓樓層感應中間繼電器，指層中間繼電器均通電并保持，電梯上行到達二層時，二樓樓層感應中間繼電器，指層中間繼電器通電并保持，同時切斷一樓指層中間繼電器；也就是說，電梯上行時，當上升到某一層時，相應的樓層感應中間繼電器接通指層在指層繼電器，實現樓層感應；同理，電梯下行時，相應的樓層感應中間繼電器接通相應樓層指層中間繼電器，實現樓層感應。

3.5 轎內指令及廳召喚電路控制原理

轎內指令控制原理：人進入轎廂后，如果按下四層指令按鈕，四層轎內指令按鈕接通，四層轎內指令中間繼電器通電并保持，當電梯到達四層時，四層樓層感應中間繼電器斷開指令信號，電梯停在四層，其余各層同理。

廳召喚電路控制原理：如果電梯處于一樓時，四樓有廳上召喚信號，二層有廳上下召喚信號，則四層，二層向上召喚中間繼電器，二層鄉下召喚中間繼電器均通電，電梯到達二層時，二層指層中間繼電器通電，同時二層向上召喚中間繼電器失電，二層上召喚信號消除，而二層下召喚信號中間繼電器繼續通電，下召喚信號保持，即下召喚信號得以保留，電梯繼續上行，到達四層時，四層指層中間繼電器通電，同時四層上召喚中間繼電器失電，上召喚信號消除，停止上行，電梯在二樓下召喚信號的作用下電梯下行，到達二層時，二層指層中間繼電器通電，同時二層下召喚中間繼電器失電，二層下召喚信號消除。

4 組態軟件模擬電梯PLC控制系統顯示設計

MCGsm態軟件具有以下幾大功能：（1）可視化的多媒體操作界面。此操作界面實時、處理功能強大，支持全中文，并且界面生動形象。（2）開放式結構。數據采集及處理能力強大。（3）較好的安全機制。可設置不同的級別的操作權限。（4）支持多種硬件設備。軟件用戶不必擔心由于外部設備的部分改動而影響整個系統的運行。

MCGS組態軟件由“MCGS組態環境”和“MCGS運行環境”兩個系統組成。兩部分互相獨立。又緊密相關。

三菱FX2-48MPLC的添加應在設備組態窗口中選擇適當的串口通訊設備之后。但添加成功并不意味著可以實現PLC與組態軟件的交流，要實現這一目的還需要正確設置三菱FX2-48MPLC的屬性以及組態軟件中數據變量設備通道的連接。在PLC中的串口驅動程序與組態軟件的需求響應結合后，電腦才能對PLC發出的信號有所反應。在MCGS組態軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面并設置成功各個控件的屬性，之后檢測電梯PLC 控制系統對電梯的運行狀態的控制效果。MCGS用三大窗口：即主控、設備和用戶窗口，形成人機交互界面，以對實時的數據反抗實施及時有效處理。

5 結束語

針對這個五層電梯的控制系統．本文采用FX2-48M可編程控制器設-H-電梯的控制系統完成電梯的轎內指令、樓層位置指示、開門控制等控制任務。利用MCGS組態軟件提前設計模擬電梯PLC控制系統的運行，用以檢測電梯PLC控制系統對電梯的控制效果。實踐證明，這兩款軟件的結合可以很好的模擬電梯控制系統，這也有利于PLC控制系統后續的設計工作，具有很高的現實意義與導向作用。

參考文獻

［1］陳立定，吳玉香，蘇開才.電氣控制與可編程控制器［M］.廣州：華南理工大學出版社，200l.

［2］劉載文，李毫升，鐘亞林.電梯控制技術［M］.北京∶電子工業出版社，1996.

［3］王平，崔納新.PLC在電梯控制中的應用［J］.微計算機信息，1999（2）.