浅谈PLC在电梯上的应用

浅谈PLC在电梯上的应用

【摘要】在科技飞速发展的今天，可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在设备的自动化方面起着举足轻重的作用，PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用了严格的抗干扰技术，具有很高的可靠性，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点以减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。有了PLC的这些特点，如果把电梯的控制系统改为PLC程序控制，这将使电梯更加智能化。设计更加简单，不再需要无数的继电器累加控制，程序也可以变得清晰可控，故障也容易排查和解除。

【关键词】智能化电梯；可编程控制器；逻辑控制

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用PLC，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。

目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。然而PLC控制电梯在不久的将来将会完全取代原有的控制方式，所以我们在这里探讨PLC在电梯中的应用.

1.PLC 具有的特点

1.1 PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。

1.2 PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，使可靠性提高。

1.3 PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。

1.4 PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程错误率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。

1.5 在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的断电保护；对存储器内容的保护等。

1.6 PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。

2.电梯的基本结构

电梯是机电合一的大型复杂产品，机械部分相当于人的躯体，电器部分相当于人的神经。机与电的高度合一，使电梯成了现代科学技术的综和产品。对于电梯的结构而言，传统的方法是分为机械部分和电气部分，但以功能系统来描述，则更能反映电梯的特点。下面简单介绍电梯机械部分的结构，而我们的主要目的是怎样来控制它。

（1）曳引系统

曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运。曳引系统主要由曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮组成。

（2）导向系统

导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。

（3）轿厢

轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。

（4）门系统

门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门、层门、开门机、门锁装置组成。

（5）重量平衡系统

系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。

（6）电力拖动系统

电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引

电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。

（7）电气控制系统

电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏（柜），平层装置，选层器等组成。

3.PLC在电梯中的应用

基于PLC的电梯控制系统应当满足如下几个方面的功能：借助于电动机装置实现电梯轿厢的升降动作，并在各楼层之间设置相应的上行及下行呼叫开关；电梯需要在某一层停车待客的情况下，只要按下电梯相应楼层的外呼按钮，控制系统应当确保电梯能够在延时状态下自动开启轿门。与此同时，在电梯完成该项控制动作指令且未接收到任何层外呼叫指令的情况下，控制系统应当确保电梯轿厢能够及时响应自动关闭轿门动作；在电梯轿厢同时接收到多个响应指令的情况下，控制设备应当在设定时间内进行自动运行处理，确保各动作响应时间的有效性。随着新型PLC的推出，程序存储器容量增大，给编程人员带来了更大的自由空间，使结构化编程在不增加外设的条件下成为可能。在实际应用中，PLC 和变频器组成的电梯控制系统，能完成电梯控制的各种功能要求，为了提高电梯的可靠性，旋转编码器计数脉冲代替了井道内的换速、停车传感器等功能，这些都是用增加编程语句代替硬件功能，使电梯程序长度倍增。这样直接导致PLC 的程序扫描周期变大，影响了电梯的控制精度。为了解决程序功能完善化（增加程序的总长度）与减少扫描周期以提高程序的运行效率、满足电梯的控制精度这一矛盾，使得设计程序时将程序结构化，程序结构有以下方法：

（1）分离电梯程序功能，使靠逻辑关系融合在一起的程序分成消防、急停、检修、锁梯、自动等功能子程序。

（2）分析主程序以及各功能子程序的关系，以高效组合程序结构。

（3）排列PLC的输人、输出点以及内部辅助继电器点，使之按顺序成组排列，利用功能指令减少程序步骤。按照这种方法设计编写的程序，虽然其相对长度加大，但动态运行时相对长度减少，程序运行高效化，电梯控制精度提高。同时，结构化处理也增强了程序的易读性、易移植性，提高了编程人员的效率，减少了工作量，给通用电梯程序的编制提供了方便。

参考文献

[1]陈伯时主编.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]漆汉宏主编.PLC电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]吴何畏，基于PLC的电梯控制系统的设计[J].机电产品开发与创新，2006.