PLC編程技術(shù)使弱電控制強(qiáng)電的電梯系統(tǒng)運(yùn)行成為可能

摘要：將PLC編程技術(shù)應(yīng)用于電梯系統(tǒng)中，有利于實現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電，提高電梯系統(tǒng)的自動化水平和智能化水平。相較于傳統(tǒng)的繼電接觸式控制，PLC編程技術(shù)的可操作性更強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性和適用性更高。結(jié)合電梯系統(tǒng)運(yùn)行的特點以及弱電控制強(qiáng)電的實現(xiàn)條件，文章對PLC編程技術(shù)在電梯系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：PLC編程技術(shù)；弱電控制強(qiáng)電；電梯系統(tǒng)；系統(tǒng)運(yùn)行；程序設(shè)計 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP29 文章編號：1009-2374（2017）06-0028-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.014

常見的電梯控制系統(tǒng)包括微機(jī)控制、繼電器控制以及PLC控制等，其中PLC控制系統(tǒng)憑借適用性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定以及安全可靠等優(yōu)勢，在電梯系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用日趨廣泛，促進(jìn)了電梯系統(tǒng)運(yùn)行弱電控制強(qiáng)電的實現(xiàn)。研究PLC編程技術(shù)在電梯系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用，有利于改進(jìn)PLC編程技術(shù)，提高其應(yīng)用水平。

1 PLC技術(shù)概述

PLC也就是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），它可以進(jìn)行編程并將編程好的程序存儲，承擔(dān)存儲器的功能，此外還可以按照既定的內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算、定時、控制等功能，對生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全過程的監(jiān)視和控制。PLC主要包括電源、儲存器、功能模塊、CPU以及通信模塊幾部分。

輸入采樣是PLC工作的首要環(huán)節(jié)，之后可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容執(zhí)行用戶程序，并將處理后的信息輸出刷新。輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、信息處理到最后的信息輸出刷新為一個完整的PLC掃描周期，一個掃描周期結(jié)束后重復(fù)該流程。PLC的信息錄入主要是通過掃描的形式來實現(xiàn)的，PLC會將采集的樣本信息存儲在特定的I/O映象單元內(nèi)。PLC的用戶程序執(zhí)行需要遵循一定的順序，一般來說會采取從上及下以及從左及右的掃描順序，對掃描的信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算顯示在相對應(yīng)的RAM存儲區(qū)內(nèi)，狀態(tài)以及指令的執(zhí)行都可以作為用戶程序執(zhí)行的內(nèi)容。當(dāng)用戶程序執(zhí)行結(jié)束后進(jìn)入最后的階段輸出刷新，PLC完成一個掃描周期的工作。

2 電梯系統(tǒng)構(gòu)造及控制要求

2.1 電梯系統(tǒng)構(gòu)造

電梯作為現(xiàn)代社會常見的公共設(shè)施，其本質(zhì)是起重運(yùn)輸設(shè)備，電梯系統(tǒng)主要包括減速機(jī)構(gòu)、轎廂、拖動電動機(jī)、井道、召喚系統(tǒng)、安全裝置以及配重等部分。電梯工作時電動機(jī)對曳引輪進(jìn)行拖動，轎廂在井道內(nèi)進(jìn)行上下行的工作。電梯開關(guān)門主要是由分廳門、轎門和自動門共同動作來實現(xiàn)的。

2.2 電梯的控制要求

電梯的控制功能必須要與其工作特點相適應(yīng)，明確電梯控制要求有利于提高電梯的控制成效，確保電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。首先是電梯位置的確定與顯示。在樓廳內(nèi)等待的人以及轎廂內(nèi)的乘客都需要知道電梯處于上行還是下行的狀態(tài)以及當(dāng)前所處的樓層，因而需要采用磁感應(yīng)器、紅外探測技術(shù)等對電梯的位置進(jìn)行追蹤顯示；其次是轎廂的相關(guān)命令，包括轎廂運(yùn)行啟動、門廳召喚、運(yùn)行方向確認(rèn)等等。乘客在進(jìn)行目的樓層或者是呼梯指令后，相應(yīng)的按鈕會亮起，在需求得到滿足之后，信號自動消除；最后是電梯自動運(yùn)行時的信號響應(yīng)，根據(jù)外喚和內(nèi)選信號來確定電梯的運(yùn)行方向和停站點，需要注意的是一般按照先上后下的原則。除此之外還包括轎廂的平層和停車以及安全保護(hù)等等。

3 電梯PLC的結(jié)構(gòu)及原理

3.1 電梯PLC的基本結(jié)構(gòu)

應(yīng)用于電梯的PLC控制系統(tǒng)主要包括拖動控制系統(tǒng)和邏輯控制系統(tǒng)兩個部分。拖動控制系統(tǒng)對于電梯的升降工作來說至關(guān)重要，電梯將當(dāng)前的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)化成PLC編程軟件可以識別的信號并將其傳輸至控制中心，之后由PLC電梯的拖動系統(tǒng)發(fā)出啟動、切換速度以及平層等工作指令。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展之下電梯拖動方式也發(fā)生了一定的變革，由傳統(tǒng)的直流調(diào)速向交流調(diào)速過渡，PLC編程技術(shù)在拖動系統(tǒng)交流調(diào)速中的應(yīng)用效果更好。PLC編程軟件是電梯邏輯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)，主要功能包括順向截梯、轉(zhuǎn)速、開關(guān)門運(yùn)行以及轎內(nèi)指令的登記消

號等。

3.2 電梯PLC的工作原理

運(yùn)行和停止是電梯PLC控制系統(tǒng)的兩種基本的工作狀態(tài)。PLC在運(yùn)行狀態(tài)下可以根據(jù)用戶的指令和要求來進(jìn)行相關(guān)程序的控制，如果PLC根據(jù)指令只做出一次反應(yīng)則有可能出現(xiàn)程序命令執(zhí)行不符合用戶要求的現(xiàn)象或者是PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度較慢，無法應(yīng)對輸入信號的變化，因而PLC會根據(jù)輸入指令不斷重復(fù)執(zhí)行用戶程序控制，當(dāng)PLC切換到停機(jī)狀態(tài)時這種重復(fù)也就得到了終止。

4 PLC在電梯系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用

4.1 電路分析

電路分析具體包括交流雙速電梯主電路設(shè)計和其他運(yùn)行電路設(shè)計兩大類。電梯的層數(shù)會對主電路的設(shè)計產(chǎn)生關(guān)鍵的影響，以三層電梯為例，其中電動機(jī)要采用雙速交流電梯專用的異步電動機(jī)，還需要配備電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)接觸器，從而對電梯的上下行進(jìn)行控制，還有相應(yīng)的電動機(jī)加減速控制和電梯高低速運(yùn)行接觸器。當(dāng)電動機(jī)的正反接觸器與高速運(yùn)行接觸器通電吸合時，電梯啟動處于上行或下行的運(yùn)動狀態(tài)。之后將相應(yīng)的元件切除電梯會呈下行或上行的穩(wěn)定速度運(yùn)行狀態(tài)。電梯的高速運(yùn)行接觸器在接收到停層指令后會斷電釋放，低速運(yùn)行接觸器通電吸合，電動機(jī)轉(zhuǎn)換為低速運(yùn)行方式。門電動機(jī)作為它力直流電動機(jī)，由相應(yīng)的控制器來進(jìn)行開關(guān)門和正反轉(zhuǎn)的控制，除此之外還有三個元件一起對關(guān)門調(diào)速進(jìn)行控制。抱閘線圈相關(guān)元件的通斷電是由兩個控制元件一起來進(jìn)行控制的。電梯安全運(yùn)行電路是由熱繼電器接觸點、轎內(nèi)急停開關(guān)、安全鉗開關(guān)、上下行強(qiáng)迫停止開關(guān)以及限速器開關(guān)一起串聯(lián)而成的，可以對安全運(yùn)行繼電器以及PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行端口進(jìn)行控制，其中當(dāng)安全運(yùn)行繼電器處于斷電狀態(tài)時，PLC則會由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為停機(jī)狀態(tài)，在實現(xiàn)緊急停車的同時節(jié)省了PLC的輸

入口。

4.2 PLC編程指令設(shè)計

根據(jù)電梯運(yùn)行對PLC控制器的要求來進(jìn)行控制器的選型，包括PLC控制器的接入信號以及輸入輸出點數(shù)等。在確定選擇的PLC控制器后要進(jìn)行相應(yīng)的編程指令設(shè)計，指令設(shè)計的內(nèi)容需要與電梯控制需求相適應(yīng)。目前常見的電梯的控制內(nèi)容主要包括停層信號登記消除、自動運(yùn)行定向、轎廂穩(wěn)定運(yùn)行和啟動加速、樓層信號產(chǎn)生消除、運(yùn)行開關(guān)門、外呼信號登記消除、安全保護(hù)和停車制動等?？梢愿鶕?jù)不同環(huán)節(jié)的控制特點設(shè)計相應(yīng)的梯形圖，并將這些圖紙整合成電梯PLC控制的梯形程序總圖。PLC編程可以將設(shè)計者對事物的認(rèn)識以及事物之間的制約和聯(lián)系的關(guān)系反映出來。根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的梯形控制圖來進(jìn)行指令的設(shè)計，之后將程序輸入編程器。

4.3 程序設(shè)計

根據(jù)電梯安裝場所的樓層來進(jìn)行相應(yīng)模型的設(shè)計，要確保電梯的每一個樓層都有所在樓層和升降指示燈的顯示，其中數(shù)字指示燈顯示的為樓層信號，在電梯的內(nèi)部具有上下行樓層的召喚按鈕。為了確保電梯在運(yùn)行狀態(tài)下可以對狀態(tài)信號和樓廳內(nèi)的召喚信號進(jìn)行分析辨別和綜合分析，需要確保電梯自動開關(guān)門、自動升降、外呼記憶、自動定向等功能，除此之外，電梯對控制信號的響應(yīng)速度也是反映電梯性能的重要指標(biāo)。當(dāng)電梯啟動時轎廂所處的樓層恰好有呼梯信號時電梯需要做出開門的反應(yīng)，如果呼梯信號低于當(dāng)前樓層則做出下降反應(yīng)，反之則上升，需要注意是時電梯只對順向的呼梯信號響應(yīng)，逆向信號作為記憶。

4.4 軟件設(shè)計流程

軟件流程設(shè)計作為電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計的效果直接關(guān)系到電梯控制的成效，針對于此必須要堅持結(jié)構(gòu)簡單，易于讀取和更改，功能全面完善，運(yùn)行安全可靠的原則。PLC軟件流程采取模塊化設(shè)計，程序的總量不宜過多，充分發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢對程序進(jìn)行優(yōu)化和提升，提高PLC程序掃描的效率，提高電梯運(yùn)行的精確度。電梯運(yùn)行中存在諸多不確定因素以及互鎖和自鎖關(guān)系，參量之間的邏輯關(guān)系比較復(fù)雜，因而在PLC控制系統(tǒng)中邏輯關(guān)系判斷也至關(guān)重要。

5 結(jié)語

綜上所述，PLC編程技術(shù)在現(xiàn)代電梯系統(tǒng)的實際運(yùn)行和發(fā)展中都發(fā)揮著重要的作用，促進(jìn)了電梯控制自動化以及弱電控制強(qiáng)電的實現(xiàn)。PLC編程器可以在接收到相關(guān)的程序后形成嚴(yán)密的指揮控制體系，通過與相關(guān)電梯硬件的連接根據(jù)實際的要求對強(qiáng)電主電路進(jìn)行控制，提高了電梯系統(tǒng)運(yùn)行控制的可靠性和精確性，因而PLC編程技術(shù)在電梯系統(tǒng)運(yùn)行中擁有廣闊的發(fā)展空間。

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作者簡介：楊曉紅（1981-），女，山東東營人，東營市技師學(xué)院講師，研究方向：電氣專業(yè)教學(xué)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）