试论PLC电梯系统的机电一体化技术魏永文

试论PLC电梯系统的机电一体化技术魏永文
发布时间：2021-11-22T01:36:50.179Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：魏永文[导读] 城市化建设的不断发展，高层、超高层建筑已经逐渐成为我国城市的标志，智能化建筑的发展，作为建筑中不可或缺的一种垂直交通工具———电梯
身份证号码：36212719751025xxxx 摘要：城市化建设的不断发展，高层、超高层建筑已经逐渐成为我国城市的标志，智能化建筑的发展，作为建筑中不可或缺的一种垂直交通工具———电梯，已经被广泛应用于我国居民日常生活之中，其不仅为运输提供了极大便利，还改变了人们上下楼的生活方式，尤其是在高层建筑逐渐增多的今天，电梯更是发挥着不可替代的作用。

为进一步发挥电梯的作用，更好的为人民服务，将机电一体化技术融入于电梯中，可使电梯性能得到明显的改善与提高。

关键词：PLC；一体化技术；控制系统
电梯已经成为高层建筑重要而不可或缺的交通工具，尽管电梯的诞生距现在仅有150多年，但在科学技术的影响下，其中却蕴含着多种技术。

我国作为电梯制造大国，要做好电梯研究，就要从与其相关技术入手，逐步强化提高电梯性能，只有这样才能推动电梯技术进一步发展，经过研究，机电一体化技术被应用到电梯制造中，为电梯技术发展、促进电梯运行提供保障。

1电梯的控制系统
1.1升降机械装置
电梯具有多种保护装置系统，其中包括导向系统与曳引系统、引导系统、平衡系统等子系统。

其中，钢丝绳与曳引轮互相连接进行摩擦运动，滑轮组分布在曳引轮的两侧，牢固可靠的结构使电梯轿厢的安全得到保障。

1.2电梯系统的电气装置组
目前市面上的电梯大多数是电力驱动牵引绳牵引结构的电梯。

其电气装置主要由控制柜、曳引电动机、门电机、减速器、制动器及各种限位开关组成。

以这种电梯为例，将其电气控制系统可分为：司机操作系统、集选控制系统、下行集选、独立操作系统、特别楼层优选控制系统等分支操作电气系统。

接下来，就对这几项系统分别作以简介。

1.2.1集选控制
一个优秀的集选控制系统是具有综合分析的能力，电梯在正常的运行中电梯轿厢能对各种指令进行应答，实现安全可靠的准确平层停靠、自动开关门等，紧急情况下可以对外召唤，实现高度自动控制，确保运行安全。

1.2.2故障检测
电梯多在于人流密集的住宅、商场和医院等，一旦发生危险，其危害严峻。

故障检测系统，可以同时存入多条故障信息，发现故障及时排查，并提醒电梯维修人员，可以在一定程度上大大的保护公共安全，使电梯稳定运行，为人们提供便利。

1.2.3紧急操作系统
电梯系统是一体化的，在发生意外情况，如停电或者出现坠落的时候是有备用系统，可以进行紧急操作，并将电梯停在提前设置可以脱困的楼层，以免造成不必要的恐慌，增强了使用安全性及稳定性。

2 PLC电梯系统的一体化技术
2.1PLC与电梯控制
PLC是一种采用巡回扫描方式进行各项任务分时处理的专用型计算机。

通过PLC对电梯进行控制，需要有一系列的专项控制系统，通过系统带动设备动作，属于无触点运行，使用次数没有限制。

电梯系统通过使用PLC编程，可以为编程人员提供较为完整的编程语言来完善电梯在实际环境和操作过程中的不同要求。

PLC为编程者提供了顺序功能、功能块图、指令表和结构文本等文本编程语言及梯形图等图形编程语言。

编程人员可通过编程软件Step来进行编程，为电梯系统中相关的通讯处理器和功能模板的相关参数赋值，形成功能强制处理和多处理器模式，进行全局数据通讯。

2.2电梯PLC控制方式
使用PLC对电梯进行控制，主要是通过其输出输入的即运行状态和停止状态进行控制，对于其运行状态控制有上行、下行、停车之分，同时要兼顾相应的指示灯变化控制。

为了使输出指令及时地响应，编出的程序需要不断的重复执行，直到接到工作状态的变化后，进行工作状态执行模式，以适应可能随时变化的输入指令。

2.3PLC电梯系统的控制技术
PLC可以执行多种电梯系统中需要进行处理的问题，主要有对电梯指令、召唤的处理，对选向功能的处理，对楼层信号的处理和对选层功能的处理。

文章主要对其脉冲选层功能的实现做以简述。

2.3.1脉冲选层功能的脉冲来源及传递
脉冲选层通过端子的计数脉冲线，通过高速计数器，对井道高度的脉冲计数，以实现对电梯的位移控制。

由于电梯系统的曳动系统使用的主要为三相交流电源、变频器、接触器和驱动电机构成，旋转编码器与电动机同轴连接，随之产生两相输出脉冲。

在输出的脉冲进入变频器后，在软件程序的识别下形成速度反馈，从而形成有效的速度闭环控制。

在这个闭环中，变频器可以对旋转编码器发出的脉冲进行分频，并形成可以同电梯位移及电机转数有函数相关的脉冲数，以使PLC的高速计数器可以对其脉冲计数，并按照系统要求的不同分别进行计数，并形成指令的集成与传输。

2.3.2脉冲选层功能的脉冲处理方法
由于电梯系统在动作过程中，输出的脉冲次数相当多，容易造成计数负荷过大，计数混乱的现象。

因此，为了解决这个问题，我们需要对输出的脉冲在进入高速计数器前进行处理，以满足其正常工作负荷。

通常情况下，高速计数器为16位，其响应速度一般为5KHz，因此需将输出的脉冲通过分频器控制在这个频率范围内，以保证其正常工作。

2.3.3脉冲选层功能的防乱层技术
脉冲选层功能的防乱层措施主要体现在采用相对坐标进行计数，当电梯从一个平层点开始计数到下一个平层点为止时，其高速计数器随之复位。

在电梯运动的过程中，每经过一平层，其层高对应的脉冲值开始减计数，直到其高速计数器的累计值与设定值相同后，发出中断信号，进行换速。

在此基础上，为达到防乱层还需要将编程时程序中自学习的层高脉冲数同步为累计层高脉冲数，并设置预警脉冲数，以使平层开门前层显对应的累计层高脉冲数与实际运行的累计层高脉冲数进行比对，当比对结果超过设置的预警脉冲数时，发出中断信号，并发出自动返回基站的指令，使其自动校正层高。

3节能环保设计
随着机电一体化技术在电梯中的应用，节能环保设计也随之进入到电梯设计中，有效节约了能源，减少了浪费。

如能量再生设备的应用，它与永磁同步电机一样都可以提高电梯系统性能。

一般来说，无论电梯是处于上行状态还是下行状态，其电机始终处于发电状态，需要大量能源作为动力，而在能量回馈装置应用其中以后，30%左右的能源都会被重新收集回来，以备下次使用。

同时，机电一体化的节能环保设计还体现在软件控制上，之所以要随时监控交通模式，主要是为了用最好的运行次数运送最多乘客，并尽量减少电梯停靠次数。

为实现这一目标，还可以借助仿真软件来实现，这样就能快速准确计算出不同楼层间最合适的运行曲线，在保证了乘坐舒适性的同时，还可以节省电能。

此外，在机电一体化的应用，电梯照明也不再是问题，只有有人按下呼梯控制器以后，灯光才会亮起，无人时灯则熄灭，由于电能损耗较少，节约能源的同时也延长了照明设备的使用寿命。

结语
总而言之，电梯中机电一体化的应用不仅提高了电梯的运行质量，确保了电梯的运行安全，更是实现了能源的可持续发展。

随着机电一体化在电梯设计中的应用逐渐深入，电梯逐渐性智能化发展，为智能化建筑提供重要保障，为人们的生命安全提供保障。

参考文献
［1］李继红．浅谈机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践．工程技术:文摘版，2018(12):00073．［2］王天瑶，王秀．浅谈机电一体化技术的发展及应用．城市建设理论研究:电子版，2018(18):196．［3］冯浩聪．机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践．建筑工程技术与设计，2018(24):229．［4］徐远雷．传感器及检测技术在机电一体化中的应用．科技创新与应用，2018(05):112．。