PLC在電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

摘 要：本文簡(jiǎn)述了PLC的基本知識(shí)，電梯的基本運(yùn)作方式，主要零部件的特點(diǎn)，根據(jù)PLC的控制方式以及電梯運(yùn)行的要求，提出了PLC控制電梯的理論方案。

關(guān)鍵詞：PLC；電梯運(yùn)作方式；理論方案

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，大城市的不斷興起，高層建筑也不斷進(jìn)入大眾的視野。而在高層建筑中，優(yōu)良的電梯往往也成了吸引顧客的最大籌碼。電梯的操作對(duì)于許多非電氣專業(yè)的人而言，只是輕松的按幾個(gè)按鈕，但實(shí)際上，電梯的設(shè)計(jì)綜合了許多復(fù)雜的電氣設(shè)備。而一個(gè)電梯系統(tǒng)的各方面性能，很大一部分取決于電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞。而如今的電梯控制系統(tǒng)，主要依靠PLC的自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1 PLC簡(jiǎn)介

PLC實(shí)際上是一種用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)類似。但是，PLC相較于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，卻不再具有計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)那樣的“神秘感”。而購(gòu)買PLC的用戶只需要根據(jù)操作說(shuō)明書以及軟件操作流程，便可從簡(jiǎn)單到復(fù)雜來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)。而且PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不需要依賴特定的諸如C++，Java之類的固定語(yǔ)言，容易被初學(xué)者掌握，可以輕松的將其投入到生產(chǎn)實(shí)踐中去。

隨著時(shí)間的推移，PLC的生產(chǎn)實(shí)踐范圍也在不斷擴(kuò)大，逐漸代替繼電器等的傳統(tǒng)電氣控制器件。由于它具有設(shè)計(jì)靈活，簡(jiǎn)單易懂，通用性高，抗干擾性能十分強(qiáng)大等的優(yōu)點(diǎn)，普遍受到人們的青睞。

2 PLC的主要特點(diǎn)及應(yīng)用功能

PLC的主要功能：開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，這是PLC最基本的控制方式，也是現(xiàn)今PLC應(yīng)用最廣泛的一個(gè)基本功能，可以用于印刷機(jī)，組合機(jī)床，流水線生產(chǎn)等的方面。運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于物體的圓周或者直線運(yùn)動(dòng)的控制，諸如智能小車的直線行駛與彎道拐彎，電子機(jī)器人的行走等方面。PLC能完成各種算法的編程，通過(guò)在中大型PLC中PID模塊的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)。不僅如此，PLC還可廣泛用于通信，通過(guò)通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。

PLC的特點(diǎn)：使用靈活，通用性強(qiáng)，并且可靠性十分高，不易受到外界干擾的影響。接口簡(jiǎn)單，維護(hù)十分便利。并且體積小，功耗低，性價(jià)比高。編程方便，無(wú)需受到傳統(tǒng)編程語(yǔ)言的限制約束。用PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)間花費(fèi)時(shí)間少，調(diào)試周期較傳統(tǒng)繼電器短。

3 電梯基本運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

電梯在垂直運(yùn)行的過(guò)程中，一定有起點(diǎn)站和終點(diǎn)站。而在電梯運(yùn)行的樓層超過(guò)三層的時(shí)候，還會(huì)在中間樓層設(shè)置停靠站。對(duì)于一般的電梯而言，電梯的起點(diǎn)站一般設(shè)在最底層（有可能一樓，也有可能在地下室），而終點(diǎn)站往往設(shè)置為最高樓層。停靠站的設(shè)立基本上是每個(gè)樓層一站。

對(duì)于每個(gè)樓層的站點(diǎn)，在電梯外部都會(huì)設(shè)置有召喚箱。對(duì)于普通電梯，基本召喚箱的按鍵為兩個(gè)，一個(gè)向上，一個(gè)向下（終點(diǎn)站和起點(diǎn)站只設(shè)置一個(gè)召喚箱按鍵）。而在電梯的轎廂內(nèi)部，都會(huì)有一個(gè)操作箱。召喚箱的按鍵往往被稱之為外指令按鈕，而在操作箱上的按鍵則被稱之為內(nèi)操作指令。在操作箱上的按鍵則就比較繁多，包括手動(dòng)控制電梯在對(duì)應(yīng)樓層開(kāi)門后電梯門的提前關(guān)閉或延時(shí)打開(kāi)行為，緊急制動(dòng)等的按鍵。而在操作箱上還會(huì)設(shè)置呼叫按鍵，以防出現(xiàn)緊急情況可以及時(shí)呼救。

在召喚箱上還有配有一把鑰匙，以便于工作人員可以在無(wú)人使用電梯的時(shí)候關(guān)閉電梯，節(jié)省能源。

電梯的控制系統(tǒng)其實(shí)和汽車的控制有類似之處。但是，不同之處在于，汽車的加速，減速，停止得通過(guò)人為操作油門和剎車來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是電梯的控制則截然相反。在電梯內(nèi)部的人員使用操作箱的指令，在電梯外的人員使用召喚箱上的按鍵指令，從而向電梯控制系統(tǒng)傳輸指令，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)加速和減速，以及在對(duì)應(yīng)樓層能夠及時(shí)精準(zhǔn)的?？浚粫?huì)使人感到不適應(yīng)。

4 PLC電梯控制系統(tǒng)的分析

傳統(tǒng)的電梯控制方式有三種：PLC控制，微機(jī)控制，繼電器控制。然而使用繼電器控制電梯的運(yùn)作往往需要高成本，維修的高費(fèi)用。并且電路的設(shè)計(jì)也較其他兩種控制方式復(fù)雜，往往是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，改善控制系統(tǒng)也比較麻煩。而微機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很容易受到外界干擾的影響，抗干擾能力十分弱，不宜推廣。而PLC控制系統(tǒng)則有效的改善了以上二者的不足之處，它的設(shè)計(jì)靈活，更改操作也十分便捷。對(duì)于在電梯運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的技術(shù)性問(wèn)題，也能較快的予以解決。并且由于它極強(qiáng)的抗干擾能力，也使其成為目前社會(huì)上電梯控制系統(tǒng)中最為常用，也最受人們贊譽(yù)的控制系統(tǒng)。

（1） 電梯的模型結(jié)構(gòu)。

電梯主要由轎廂，滑輪，曳引電動(dòng)機(jī)，鋼絲繩等主要部分構(gòu)成。

而在整個(gè)電梯控制系統(tǒng)中，電梯控制柜則是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。它被用來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的各項(xiàng)指令，達(dá)到設(shè)計(jì)者的預(yù)期目標(biāo)。電梯控制柜一般放在電梯機(jī)房?jī)?nèi)，主要由PLC，繼電器，開(kāi)關(guān)，LED顯示器部分（LED顯示部分主要顯示的是電梯所在樓層，上下運(yùn)動(dòng)的方向）。

而在這么多控制部件中，PLC作為主控裝置實(shí)現(xiàn)了電梯的適度運(yùn)行。電梯的運(yùn)動(dòng)控制主要通過(guò)PLC的編程實(shí)現(xiàn)。在程序設(shè)計(jì)時(shí)往往按電梯所需要實(shí)現(xiàn)的不同功能來(lái)進(jìn)行分塊式的編程，主要的編程部分有：召喚箱的控制程序，轎廂內(nèi)部操作箱的的控制程序，電梯門的開(kāi)關(guān)程序，電梯在特定樓層準(zhǔn)確停靠的程序等等，這樣分塊設(shè)計(jì)降低了設(shè)計(jì)的難度。并且在日后電梯的維護(hù)檢修中，也可以對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的不同電梯故障有針對(duì)性的進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，降低了維護(hù)成本。

（2） PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析。

在電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電梯的控制要求要極大地滿足被控對(duì)象的控制要求，這也是PLC控制電梯能夠正常運(yùn)行的前提。不僅如此，PLC控制系統(tǒng)必須在電梯的日常運(yùn)作中保持安全可靠。這就要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)電梯時(shí)能夠充分考慮到所有控制指令對(duì)轎廂運(yùn)動(dòng)的影響。以及在突發(fā)情況下，諸如停電，發(fā)生火災(zāi)等情況下，仍難能夠正常運(yùn)作，保證電梯內(nèi)人們的人身安全。在設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者不僅僅要考慮實(shí)現(xiàn)電梯的全面控制要求，更要在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化自己的設(shè)計(jì)步驟，包括程序的設(shè)計(jì)，硬件的使用，從而完全降低整個(gè)PLC控制程序的運(yùn)行成本。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了PLC的基本知識(shí)以及生產(chǎn)實(shí)際的背景，以及電梯的基本組成，簡(jiǎn)述了電梯控制系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)以及應(yīng)該要注意的問(wèn)題。相信隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷前進(jìn)，電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也會(huì)更加完善，有一個(gè)更好的未來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]趙燦.淺談PLC在電梯控制中的應(yīng)用[J].石家莊市職教中心.

作者簡(jiǎn)介：傅陳欽（1995），男，漢族，浙江杭州人，浙江科技學(xué)院，研究方向：智能機(jī)器人。