基于PLC編程技術(shù)的雙勻速電梯系統(tǒng)設(shè)計

鄧?yán)t

DENG Li-hong

（西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校，西安 710077）

0 引言

伴隨城市文明的不斷進步，電梯作為方便、快捷、高效的乘坐工具，變成了人們工作和生活非常重要的一部分。穩(wěn)定、安全的性能以及節(jié)能、高效的要求成為了電梯設(shè)計的一個重要的方面。電梯的呼叫是隨機的，它是根據(jù)乘客的呼叫信號和系統(tǒng)控制而運行的。從本質(zhì)上來說，電梯系統(tǒng)其實是一個人機交互的控制系統(tǒng)，它包含了變頻技術(shù)、電氣控制技術(shù)、PLC技術(shù)、通信技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)。電梯的控制部分通常選用隨機邏輯模式。目前的電梯系統(tǒng)大都采用單勻速機制，當(dāng)電梯收到PLC發(fā)來的呼叫電梯信號時，電梯根據(jù)變頻器設(shè)置的速度模式，進行加速，到達最高速后，以一個勻速的方式行駛；當(dāng)運行到目標(biāo)樓層的減速點時候，電梯根據(jù)變頻器的速度設(shè)置進行減速，然后停車上下乘客。

本文設(shè)計的雙勻速電梯，以兩種均勻的速度方式運行：一是當(dāng)樓層間距近、行駛距離短時，以低速的方式行駛，例如從三樓到四樓； 二是當(dāng)樓層間距遠(yuǎn)、行駛距離長時，以高速的方式行駛，例如電梯從一樓到八樓，提前條件是在運行過程中沒有其他的樓層乘客呼叫電梯。所以，雙勻速電梯一定要分析當(dāng)前電梯全部的呼叫，判斷電梯應(yīng)以何種速度進行行駛。因而雙勻速電梯相對單勻速電梯來說，邏輯關(guān)系更加復(fù)雜，需要智能化的控制。在一定程度上來講， 電梯運行狀態(tài)的好壞，取決于PLC編程水平合理與否。

1 電梯系統(tǒng)的構(gòu)成及運行原則

1.1 電梯系統(tǒng)構(gòu)成

電梯系統(tǒng)主要包含本體和控制器兩部分。本體主要由底座、轎廂、立柱及電梯內(nèi)外用戶面板等組成；控制器主要有PLC、開關(guān)電源和專用變頻器等。電梯每層均有轎廂所在樓層的數(shù)碼顯示，以及外呼按鈕和登記指示。電梯轎廂內(nèi)呼面板主要有內(nèi)呼按鈕，電梯上下行指示，關(guān)門、開門按鈕。電梯系統(tǒng)的組成如圖1所示。

圖1 電梯系統(tǒng)構(gòu)成

1.2 雙勻速電梯運行規(guī)則

1）在本樓層中，如有呼叫則開門，同時登記除當(dāng)前樓層以外的全部電梯呼叫信號。

2）依據(jù)首先登記電梯呼叫信號，決定電梯的向上或向下行駛。

3）當(dāng)電梯同時收到很多信號后，實施初始信號定向原則，相同方向立即執(zhí)行，執(zhí)行完畢后再換向運行。

4）在電梯同向運行過程中，可以實施截取電梯。

5）當(dāng)電梯同向運行完畢實施換向時候，根據(jù)最遠(yuǎn)站原則實施換向。

6）電梯響應(yīng)乘客信號，達到目標(biāo)樓層時，電梯門打開，經(jīng)過五秒鐘后電梯自動關(guān)門。

7）在電梯響應(yīng)超過三層以上樓層間距時，以較高的均勻速度行駛，快要到達響應(yīng)樓層時，速度降低至低速行駛。假如在高速行駛過程中，有新的呼叫需求，并且樓層間距小于三層，那么就將高速降低為低速行駛。

2 雙勻速電梯PLC程序設(shè)計

電梯在行駛的過程中，接收的信號具有不確定性，即接收的信號具有隨機性，因而編寫電梯PLC程序就變得比較復(fù)雜，通常能夠根據(jù)功能進行相應(yīng)程序的編寫，然后實施綜合。電梯PLC程序主要可以分為如下幾種：登記呼叫，判斷向上和向下運行，轎廂停止，關(guān)門與開門，面板數(shù)碼顯示等。本文針對其中一些進行了分析介紹。

2.1 樓層顯示

當(dāng)前轎廂的位置記錄在寄存器D100中。假如目前電梯轎廂在二樓，那么寄存器的D100中的數(shù)值就是2。要求PLC的Y3至Y0的信號輸出樓層的BCD碼，因而本文采用BCD編碼指令。樓層顯示如圖2所示。

圖2 樓層顯示

2.2 數(shù)據(jù)寄存器的設(shè)置

PLC程序設(shè)計過程中，設(shè)定了五個單獨的數(shù)據(jù)寄存器進行電梯狀態(tài)的存儲。這五個數(shù)據(jù)寄存器為：目前樓層寄存器（D100），向上運行最遠(yuǎn)寄存器（D101），向上運行最近寄存器（D102），向下運行最遠(yuǎn)寄存器（D103），向下運行最近寄存器（D104）。用現(xiàn)樓層號表示現(xiàn)電梯所處位置，實施一一對應(yīng)，現(xiàn)電梯所處位置采用十進制的表示方式，存儲在目前樓層寄存器（D100）中，如圖3所示。以此類推，每一個電梯的呼叫信號也采用十進制的表示方式，全部電梯呼叫信號中，電梯向上運行的最遠(yuǎn)值存放在最遠(yuǎn)寄存器D101中，電梯向上運行的最近值存放在最近寄存器D102中，電梯向下運行的最遠(yuǎn)值存放在最遠(yuǎn)寄存器D103中，電梯向下運行的最近值存放在最近寄存器D104中。

圖3 寄存器設(shè)置

2.3 呼叫信號的綜合設(shè)置

假如其中一個樓層出現(xiàn)呼叫電梯信號，那么就會自動形成一個與此樓層號一致的電梯呼叫登記信號，同時把這個登記信號進行保持，一直到此信號被響應(yīng)后，才能把信號釋放。同理，將全部的電梯向上運行的呼叫信號（包含內(nèi)呼叫信號和外呼叫信號）實施統(tǒng)一的綜合，于是便形成了和樓層相一致對應(yīng)的全局呼叫電梯信號。全部的信號，根據(jù)高樓層優(yōu)先的原則實施優(yōu)先級排隊，確保向上運行最遠(yuǎn)寄存器（D101）中儲存的為目前呼叫電梯的最遠(yuǎn)值。在圖4所示的寄存器中，M22至M28是二層至八層的綜合呼叫電梯信號。M400，…，M418表示電梯的轎廂處于二層，…，八層以下。同理，將全部的電梯向下運行的呼叫信號（包含內(nèi)呼叫信號和外呼叫信號）實施統(tǒng)一的綜合，于是便形成了和樓層相一致對應(yīng)的全局呼叫電梯信號，根據(jù)低樓層優(yōu)先的原則實施優(yōu)先級排隊，確保向下運行最遠(yuǎn)寄存器（D103）中儲存的為目前呼叫電梯的最遠(yuǎn)值。

2.4 電梯向上與向下的運行

電梯通過比較指令的判斷，來決定電梯的向上和向下的運行。判斷的原則為：將向上運行最遠(yuǎn)寄存器中的數(shù)值和目前樓層寄存器中的數(shù)值實施對比。如果前者的值大于后者，那么M50獲得，電梯向上運行；如果前者的值等于后者，那么電梯就進行懸停。將目樓層寄存器中的數(shù)值和向下運行最遠(yuǎn)寄存器中的數(shù)值實施對比，如果前者的值大于后者，那么M60獲得，電梯向下運行；如果前者的值等于后者，那么電梯就進行懸停。如果電梯是在向上運行，則電梯向下運行的呼叫請求就會被短暫屏蔽，使電梯一直運行到當(dāng)前呼叫電梯信號的最高層。假如電梯在向上運行時，還有更高的樓層有呼叫電梯信號，那么就把D101寄存器的值進行實時的更新。

圖4 向上運行最遠(yuǎn)寄存器設(shè)置

2.5 電梯雙勻速運行的實現(xiàn)斷

當(dāng)電梯與目標(biāo)樓層的距離比較近時，采用低速的模式行駛；當(dāng)電梯與目標(biāo)樓層較遠(yuǎn)時，采用高速的模式行駛，通過這種方式，從而可以有效地提高了電梯運行效率。寄存器D102中儲存的是向上運行最近的目標(biāo)樓層，通過把寄存器D102值減去寄存器D100值，即取得向上運行的目標(biāo)樓層數(shù)，然后存入寄存器D105中。如果(D105)大于等于3，那么電梯就高速向上運行，否則電梯就以低速運行。同理，如果 (D106)大于等于3，那么電梯就高速向下運行下行，否則電梯就以低速運行。電梯的雙勻速決策如圖6所示。

圖5 電梯雙勻速決策

3 結(jié)束語

基于PLC編程技術(shù)的雙勻速電梯系統(tǒng)，編程方法直觀、簡單，工作穩(wěn)定可靠，功能模塊比較獨立，易于擴展和修改。雙勻速電梯對于電梯維護人員以及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說，有著重要的理論以及實際的指導(dǎo)意義，它為提高電梯運行效率和節(jié)能探索了一條可行的途徑。

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