基于PLC的雙并聯(lián)電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（青島工學(xué)院 山東青島 266300）

引言

電梯雙并聯(lián)時(shí)，兩臺(tái)電梯的基本功能和單梯一樣。雙并聯(lián)電梯控制和單電梯控制之間最大區(qū)別是對(duì)梯外召喚的處理。一般情況下，單電梯對(duì)梯外召喚處理是依據(jù)集選原則，即梯外召喚時(shí)控制系統(tǒng)先予以登記，并且按照原則依次答應(yīng)。與電梯運(yùn)行方向相同的梯外召喚時(shí)電梯自動(dòng)應(yīng)答并召喚。并聯(lián)電梯不但要遵守集選原則，還要遵守并聯(lián)調(diào)度原則。當(dāng)按照并聯(lián)調(diào)度原則編寫(xiě)完電梯程序后，通過(guò)PLC之間的串行通信，就可以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)雙梯運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的最優(yōu)控制。在兩臺(tái)電梯均能正常運(yùn)行的情況下，還要考慮單梯的基本功能內(nèi)部呼叫、外部呼叫、內(nèi)外部呼叫顯示、樓層指示燈等基本電梯的指示系統(tǒng)。還有多種保護(hù)，如超重報(bào)警、電梯故障報(bào)警等功能。[1]

一、電梯并聯(lián)調(diào)度原則

1.在正常運(yùn)行情況下，1臺(tái)電梯在底層待命，另1臺(tái)電梯停留在最后停靠層，稱自由梯或忙梯。如果某層有召喚信號(hào)，則忙梯立即定向運(yùn)行去接某層的客人。[2]

2.2臺(tái)電梯因梯內(nèi)指令而到達(dá)基站后關(guān)門(mén)待命時(shí)，應(yīng)執(zhí)行“先到先行”原則。如A電梯先B電梯到基站，則A梯立即起動(dòng)運(yùn)行至事先指定的中間層樓待命，并成為自由梯。而B(niǎo)梯則成為基站梯。[3]

3.當(dāng)A梯上行時(shí)，如上方出現(xiàn)任何方向的召喚信號(hào)，或下方出現(xiàn)向下的召喚信號(hào)，都要在A梯的一周行程中完成，而B(niǎo)梯留在基站不予應(yīng)答運(yùn)行。但如在A梯下方出現(xiàn)向上召喚信號(hào)，則在基站的B梯應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車上行接客，此時(shí)B梯為忙梯。

4.如果當(dāng)A梯正在向下運(yùn)行時(shí)，在上方出現(xiàn)任何向上或向下的召喚信號(hào)，而在基站的B梯應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車上行接客，但如A梯下方出現(xiàn)任何方向的召喚信號(hào)，則B梯不予應(yīng)答而由A梯去完成。[4]

5.如果A梯正在運(yùn)行，而這時(shí)其他各層樓的廳外召喚信號(hào)又很多，并且這時(shí)在基站的B梯又不具備發(fā)車條件，在十多秒后，召喚信號(hào)仍存在，尚未消除，這時(shí)令B梯發(fā)車運(yùn)行。同理，如果這時(shí)本應(yīng)A梯應(yīng)答梯外召喚信號(hào)而運(yùn)行的，但由于電梯門(mén)鎖等故障而不能運(yùn)行時(shí)，在十多秒的延誤時(shí)間后，令B梯（基站梯）發(fā)車運(yùn)行。[5]

二、電梯的基本功能

1.在電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電梯到站自動(dòng)開(kāi)門(mén)到位后，延時(shí)后自動(dòng)關(guān)門(mén)。并且關(guān)門(mén)時(shí)如果檢測(cè)到在關(guān)門(mén)處有人，關(guān)門(mén)動(dòng)作馬上停止進(jìn)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作。[6]

2.內(nèi)呼、外呼：每次電梯上電，如轎廂正好在平層區(qū)，電梯門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，轎內(nèi)請(qǐng)求指令到i層停靠，電梯運(yùn)行到i層后時(shí)必須停止。當(dāng)電梯下降運(yùn)行時(shí)，第i層廳外有請(qǐng)求指令（順向截梯，反向不停）。測(cè)到?jīng)]有人才關(guān)門(mén)。[7]

3.電梯運(yùn)行方向、所處樓層、轎門(mén)的狀態(tài)等信息通過(guò)七段顯示器直接顯示。如果3分鐘內(nèi)無(wú)運(yùn)行指令，電梯內(nèi)照明燈將自動(dòng)熄滅，有運(yùn)行指令后自動(dòng)打開(kāi)。

4.消防：消防開(kāi)關(guān)閉合后系統(tǒng)進(jìn)入消防運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)將清除所有外部及內(nèi)部信號(hào)，自動(dòng)返回消防基站，門(mén)常開(kāi)。進(jìn)入消防狀態(tài)后，如果想恢復(fù)正常使用，必須使消防開(kāi)關(guān)復(fù)位。動(dòng)打開(kāi)。，開(kāi)門(mén)后再次重新關(guān)門(mén)；一直到檢無(wú)人才關(guān)門(mén)。

5.警報(bào)裝置：當(dāng)電梯在在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障停車，而乘客無(wú)法從電梯中出來(lái)，可以按下此按鈕通知維修人員。

6.超載保護(hù)功能 ：電梯內(nèi)設(shè)置有限重量，超重電梯發(fā)出警報(bào)，表示電梯超載，轎廂禁止關(guān)門(mén)并不能運(yùn)行，同時(shí)超載指示燈亮，直至超載消除方能正常運(yùn)行。

三、電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

電梯是在垂直方向上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，由機(jī)械和電氣兩大系統(tǒng)組成。機(jī)械系統(tǒng)由空間、系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門(mén)系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。電氣系統(tǒng)由電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成[9]。

1.電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）空間：由機(jī)房部分、井道及底坑部分、轎廂部分、層站部分組成。

（2）系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。

（3）導(dǎo)向系統(tǒng)：作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。

（4）轎廂：是運(yùn)送人和貨物的電梯組件，由轎廂架和轎廂體組成。

（5）門(mén)系統(tǒng)：是封住層站入口和轎廂入口。由轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)機(jī)，門(mén)鎖裝置組成。

（6）重量平衡系統(tǒng)：是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。

（7）安全保護(hù)系統(tǒng)：保證電梯安全使用，防止故障時(shí)對(duì)人身安全造成傷害。由電梯限速器、安全鉗、夾繩器、緩沖器、安全觸板、層門(mén)門(mén)鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開(kāi)關(guān)裝置組成。

2.電梯的軟件設(shè)計(jì)

當(dāng)乘客在廳外侯梯時(shí)按下上升或下降呼梯命令，若電梯停靠在本層時(shí)則平層開(kāi)門(mén)，若不在本層則向上或向下運(yùn)行來(lái)響應(yīng)呼梯信號(hào)。當(dāng)乘客進(jìn)入轎廂后，按下相應(yīng)層站的選層按鈕，便完成了運(yùn)行指令的預(yù)先登記，電梯便自動(dòng)決定運(yùn)行方向。電梯自動(dòng)關(guān)門(mén)，當(dāng)門(mén)完全關(guān)閉后，門(mén)鎖微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，使門(mén)鎖繼電器吸合，電梯開(kāi)始啟動(dòng)、加速，直至穩(wěn)速運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)與實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他的專業(yè)能力水平。通過(guò)PLC控制電梯，實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行速度、反映時(shí)間和停層的準(zhǔn)確度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)電梯的速度、運(yùn)行狀態(tài)、安全、可靠、消防等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。綜合考慮電梯PLC控制系統(tǒng)，能夠達(dá)到“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的要求，這就要求我們的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密、可靠。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高了我的意志力和品質(zhì)力，提升了自己的忍耐力，懂得了怎樣緩解壓力，學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考、邏輯思維、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。這是我們希望看到的，也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。