王紅

山東金光集團(tuán)，山東德州經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū) 253000

前言

由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生產(chǎn)生活的需要，城市高層建筑如雨后春筍般拔地而起。與此相應(yīng)，電梯作為一種可以垂直升降運(yùn)輸?shù)墓ぞ咭驳玫窖该偷陌l(fā)展。作為目前電梯主要的控制方式，PLC控制系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，備受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。一般來(lái)說(shuō)，電梯都是單部控制，但是隨著高層越來(lái)越多，一部電梯明顯不夠用，因此，出現(xiàn)了多部電梯并聯(lián)控制，而且應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

1 電梯的拖動(dòng)與控制原理

目前，常用電梯拖動(dòng)大多為交流拖動(dòng)。交流調(diào)速的方法很多，在電梯領(lǐng)域里應(yīng)用較為廣泛的有交流變極調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速以及變壓變頻調(diào)速。

交流變極調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子極對(duì)數(shù)來(lái)達(dá)到調(diào)速目的；交流調(diào)壓調(diào)速是通過(guò)改變定子電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)；變壓變頻調(diào)速（VVVF）是目前電梯拖動(dòng)中應(yīng)用最為普及的拖動(dòng)技術(shù)。目前電梯中所用的變壓變頻調(diào)速器大多是交-直-交電壓源變頻器；只有同時(shí)改變交流電動(dòng)機(jī)電源的電壓和頻率，才能保證磁通φm基本保持不變；通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）來(lái)實(shí)現(xiàn)VVVF控制是通過(guò)改變矩形脈沖的寬度來(lái)控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值，通過(guò)改變調(diào)制周期來(lái)控制逆變器的輸出頻率。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，由可編程控制器（PLC）取代繼電器而構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng)開(kāi)始大量涌現(xiàn)。通過(guò)PLC可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制功能，而且最主要的是PLC的“可編程”功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí)，只要更改程序即可，而不需要像繼電器控制系統(tǒng)那樣改變硬件和接線(xiàn)。與繼電器電梯控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)可靠性提高、故障率下降、維修方便、噪聲降低。

2 運(yùn)行方案設(shè)計(jì)

電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類(lèi)型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。主要硬件由轎廂、開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)、曳引機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。此處僅列出單部電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)于雙部電梯只要把A部、B部同時(shí)連接到同一個(gè)PLC上即可。

對(duì)于雙部電梯來(lái)講，控制功能包括：上電啟動(dòng)狀態(tài)的設(shè)置，空閑狀態(tài)的設(shè)置，先到先行設(shè)置，A梯與B梯同向(同時(shí)向上)，A梯與B梯同向(同時(shí)向下)，A與B異向(A上、B下)，A與B異向(A下、B上)，A無(wú)呼梯信號(hào)與B有呼梯且向上，A無(wú)呼梯信號(hào)與B有呼梯且向下，B無(wú)呼梯信號(hào)與A有呼梯且向上，B無(wú)呼梯信號(hào)與A有呼梯且向下。

上電啟動(dòng)狀態(tài)的設(shè)置是指PLC上電啟動(dòng)后，A梯下到一層作為基梯，在一層待命；B梯上升至五層作為自由梯，在五層待命。

空閑狀態(tài)的設(shè)置是指空閑情況下，一臺(tái)梯（A梯）在底層待命，另一臺(tái)梯（B梯）停留在最后停靠的層樓，此梯常稱(chēng)自由梯或稱(chēng)忙梯。某層有召喚信號(hào)，則忙梯立即定向運(yùn)行去接某層的客人。

3 硬件電路及電梯控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.1 電梯曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的A梯電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖1所示，B梯與此類(lèi)似。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門(mén)電機(jī)，交流接觸器KM1~KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門(mén)，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。

圖1 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖

圖2 雙部電梯存在一電梯空閑時(shí)的控制

3.2 PLC中I/O分配

根據(jù)電梯的層站數(shù)、梯型、控制方式、應(yīng)用場(chǎng)所及具體控制要求，計(jì)算出PLC的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的數(shù)量。

現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)。電梯作為一種多層站、長(zhǎng)距離運(yùn)行的大型運(yùn)輸設(shè)備，在井道、廳外及轎廂內(nèi)有大量的信號(hào)要通過(guò)輸入接口送入PLC，現(xiàn)以雙部五層電梯電梯為對(duì)象分析其I/O信號(hào)。

3.3 模塊設(shè)計(jì)舉例

并聯(lián)調(diào)度原則是保證兩臺(tái)并聯(lián)的電梯能夠自動(dòng)分配響應(yīng)電梯的召喚信號(hào)，調(diào)度運(yùn)行達(dá)到提高運(yùn)行效率，節(jié)約能源的目的。明白了單梯運(yùn)行的基本原則之后，加上一定的并聯(lián)調(diào)度規(guī)則，就可實(shí)現(xiàn)電梯的并聯(lián)控制。

這里以空閑情況下，一臺(tái)梯（A梯）在底層待命，另一臺(tái)梯（B梯）停留在最后?？康膶訕菫槔O(shè)計(jì)該控制模塊。某層有召喚信號(hào)，則忙梯立即定向運(yùn)行去接某層的客人。設(shè)計(jì)程序如圖2。

4 總結(jié)

本文以雙部五層電梯為對(duì)象，研究了基于PLC的雙電梯并聯(lián)控制系統(tǒng)，文中主要討論研究了PLC控制部分，分析了雙電梯并聯(lián)控制系統(tǒng)的總體要求,確定了電梯控制系統(tǒng)的基本功能,在此基礎(chǔ)上,依據(jù)電梯的控制原理進(jìn)行了PLC的I/O分配。對(duì)多層電梯的控制具有一定的啟發(fā)意義。

[1]孟少凱,尚貴林,張存榮. 電梯技術(shù)與工程務(wù)實(shí)[M]. 北京.宇航出版社,2002: 6～7

[2]葉安麗. 電梯技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京.中國(guó)電力出版社, 2004:17～34, 144～145