PLC技術在電梯運行中的應用

李宏剛

(五大連池風景名勝區自然保護區機關事務服務中心，黑龍江 五大連池 164155)

與傳統繼電器控制及微機控制電梯運行技術相比，PLC控制技術抗干擾性更強，可有效降低故障率，電梯維護與修理更為便捷。PLC技術日趨成熟，在各類控制系統中得到廣泛應用，特別是在電梯控制系統中發揮了重要應用價值。

1 基于PLC技術的電梯控制系統組成

PLC技術利用可編程控制器對電梯運行進行有效控制，可實現PLC輸入端口與輸出端口設置數量的有效減少，有效節約設計成本。應用先進科學的軟件優化電梯控制程序，縮短PLC掃描周期，使電梯運行更加安全可靠，實現更為靈活性地運行操控。PLC技術可簡化控制程序，針對各種樓層控制需求實現控制程序的靈活調整。以5層客梯為研究對象，對基于PLC技術的電梯運行控制系統設計進行分析。

1.1 硬件組成

PLC控制單元是最為關鍵的部件之一，此電梯控制系統應用德國西門子公司制造的S7-200系列可編程控制器，型號CPU226CN(24輸入，16輸出)，電機拖動驅動為該公司制造的變頻器，型號為MM440CN。基于PLC技術的電梯運行控制系統工作原理見圖1。

圖1 基于PLC技術的電梯控制系統原理圖Fig.1 Principle of elevator control system based on PLC technology

PLC技術控制可為變頻器運行提供方向指引，也可發出運行速度控制命令，變頻器以電梯所需速度及方向提供電機拖動驅動，實現對運行方向的合理調節及運行速度的科學控制。PLC技術可編制更為科學合理的程序，不僅具備自動平層控制功能，還可對電梯門開啟與閉合進行自動控制，對各層停站時間進行合理掌控，進行內外呼叫信號記錄與消除，實現順向截梯或運行方向調整。

1.2 軟件設計

電梯控制系統通電運行后，系統進入初始化階段，在掃描周期內如果接收到轎廂呼叫指令或門廳呼叫信號，電梯控制系統會對轎廂停留樓層進行檢測，對其與目標樓層之間關系進行分析，從而控制電梯上行或下行，使之運行到指定樓層。電梯停止后將會開啟電梯門，等待一段時間后再關閉電梯門，待一個運行周期任務完成之后在此樓層處靜止，直至收到下一個召喚信號再發出運行命令，并一直循環此運行過程。基于PLC技術的電梯運行控制系統流程圖如圖2所示。

圖2 基于PLC技術的電梯運行控制系統流程圖Fig.2 Flowchart of elevator running control system based on PLC technology

2 電梯PLC控制系統編程

2.1 編程方法

系統編程應遵循由易到難編寫原則，先針對二層或三層編程進行練習，再進行五層程序編寫。基本程序編寫完成后再將限位保護功能加入其中，設置響鈴、警報發出等其他功能。

2.1.1 開關門環節編程方法

電梯接到呼叫信號或運行至目標樓層時自動開啟電梯門，若是電梯關門感應到夾住人或物應自動開啟電梯門，按動開門按鈕也可使電梯門再次打開。開門延遲時間結束時自動關閉電梯門，若未到延遲時間，人工按動關門按扭電梯門也可提前關閉。

2.1.2 樓層數字顯示與清除編程方法

處于上升中的轎廂若介于一層與二層之間，樓層數字顯示為“2”，處于下降狀態的轎廂介于一層與二層之間時，樓層數字顯示為“1”。轎廂離開樓層時會接收到新樓層信號而使原樓層信號被取代。

2.2 編程要求

電梯轎廂處于兩層之間時，上升時顯示高層數字，下降時顯示低層數字。可用發光二極管通過箭頭向上或向下指示表示電梯轎廂處于上升或下降狀態。內呼及外呼狀態下，被呼叫樓層指示燈變亮，呼叫響應完成后指示燈處于熄滅狀態。接收到兩個方向的呼叫信號時，先對順時針信號進行反應，后響應反向信號，先存儲未響應信號，待上一信號響應完成后再對其響應。電梯抵達響應樓層后停止運行，電梯門開啟，指示燈熄滅并發出響鈴，之后開始計時，計時時間到后自動關閉電梯門，用戶也可手動控制按鈕開關門。電梯運行時轎廂門禁止開合，電梯門打開時電梯不可運行。轎廂門關閉是基于時間控制，應確保時間充足，通常應設置為5 s。兩個樓層間電梯運行時間應低于30 s，如超過這一時間電梯會自動中止運行，需要排查其是否存在故障。設置上下極限位行程開關，若電梯運行至這一極限位置會強制性中止電梯運行。無呼叫時，電梯需在所處樓層進行等待，超過規定時間后回到設置的初始層。

2.3 程序內容

結合電梯運行規律及相應要求，電梯控制系統軟件設置了三種方式：有司機、無司機和檢修。電梯PLC程序編寫時，以運行控制系統主流程圖為依據(詳見圖3)，運用模塊化思想進行編程，具體編程模塊如下：

圖3 電梯運行控制系統的主流程圖Fig.3 Main process of elevator operation control system

2.3.1 保護程序

將安全觸板安裝于轎門及中分式門的兩側，安裝限速器，運用安全鉗實施保護，以免電梯運行超過規定速度，利用斷繩開關對曳引繩進行保護，安裝對重緩沖器，利用轎廂作為保護物對轎廂與對重之間的相互沖撞或轎廂撞底情況實施保護。

2.3.2 上下行程序

利用集選控制對各樓層廳外召喚信號及電梯內信號進行集中控制，結合內外信號、轎廂所處樓層做出上行或下行反應。無條件響應順向呼叫信號，對內選信號進行響應，并以遠程反向原則為依據進行反向截車。

2.3.3 開關門程序

抵達目的樓層后電梯自動停止并開啟電梯門，等待一定時間關閉電梯門，關門時感應有人進入或接收到呼叫信號應再次打開電梯門。本樓層前廳可開啟電梯門，檢修狀態下也可開啟與閉合電梯門。

3 結語

將PLC技術應用于電梯運行控制過程中，通過軟件設計可完善硬件功能，提高了電梯運行的平穩性與安全性，增強了電梯運行的舒適度。運用數字化技術進行電梯控制，實現了對硬件資源的有效利用，可全面推廣基于PLC技術的電梯運行控制系統。