淺談plc的電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要 隨著城市的發(fā)展，高層建筑越來越多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具是人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚倪\(yùn)輸設(shè)備。電梯性能的好壞對人們生活的影響越來越顯著，因此必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠。為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以PLC為核心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)雜的繼電器—接觸器控制。

關(guān)鍵詞 plc 電梯 控制

一、plc的簡介

PLC即可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

二、電梯控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀

電梯的出現(xiàn)大大方便了人們的生活。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有越來越廣泛的應(yīng)用，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，這使得交流變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。隨著人們生活水平的不斷提高，對電梯的要求的也相應(yīng)提高，為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。在改善電梯性能的同時(shí)，對電梯的設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)人員提出了更高的要求。

三、PLC在電梯上的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，工業(yè)控制的自動(dòng)化程度不斷提高，以微處理器為核心組成的可編程序控制器（PLC）得到了廣泛的應(yīng)用。很多工廠的生產(chǎn)流水線、加工設(shè)備、船舶上貨物的裝卸裝置、電梯的運(yùn)行等都由PLC控制，只要把預(yù)定的控制任務(wù)編成程序，用一串指令的形式存放到存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)輸入各種指令，經(jīng)過模擬量、數(shù)字量等輸入輸出部件對生產(chǎn)過程和設(shè)備進(jìn)行控制。

PLC在電梯中的應(yīng)用也已很成熟。PLC作為主控制器，一方面要采集電梯的各種輸入信號，包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區(qū)信號、井道內(nèi)的強(qiáng)迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。另一方面要把采集到的信號進(jìn)行計(jì)算和處理給出電梯的樓層信號和速度信號，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的開關(guān)門信號、方向繼電器和抱閘繼電器，以控制電梯的運(yùn)行。我們利用PLC內(nèi)的條件跳轉(zhuǎn)和主控指令，把對電梯的控制程序劃分為幾個(gè)程序段：檢修控制、正常加速和穩(wěn)速段、減速爬行段、以及開關(guān)門階段。當(dāng)給電梯送電時(shí)，PLC就開始掃描電梯的所有輸入、輸出信號，檢測電梯的安全回路是否接通、廳門轎門是否關(guān)閉、電梯處在何種狀態(tài)。正常自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，PLC檢測門鎖是否接通，若門鎖不通則給出關(guān)門信號，控制電梯關(guān)門；當(dāng)門鎖接通時(shí)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)一收到指令信號電梯即起動(dòng)。當(dāng)電梯到達(dá)減速樓層時(shí)，PLC程序是仿照繼電器控制理念進(jìn)行編制。

四、PLC（可編程控制器）在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢

PLC是一種以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它是具有強(qiáng)大控制功能和抗干擾能力的工業(yè)控制裝置，具有體積小、可靠性高、易操作、易維修、編程簡單、靈活性強(qiáng)等一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器—接觸器進(jìn)行控制，這種控制方式存在很多的缺陷：

（1）系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，而且經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾。如果電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故；

（2）普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高；

（3）電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高；

（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大；

（5）由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高，而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。

采用PLC組成的控制系統(tǒng)，可以很好地解決上述問題：

（1）在電梯控制中采用了PLC，可用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。

（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。

（3）PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。

（4）PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。

（5）用于群控調(diào)配和管理，可提高電梯的運(yùn)行效率，節(jié)約了能源。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉愛國.電梯工程技術(shù)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[2]宋德玉.可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[3]陳金華.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，1993.

[4]劉宏鑫，元建新.提高電梯運(yùn)行舒適感的有效途徑[J].變頻器世界，2007.