張華明　佟非

摘 要：PLC是集自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型工業(yè)自動控制裝置，具有較好的可編程性和抗干擾性。它既可以用于傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的一體化改造，又可以應(yīng)用于進(jìn)行生產(chǎn)過程控制。就PLC在電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用而言，它可以在盡量減少硬件改動的同時，實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的使驅(qū)動設(shè)備及相關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)電流、位移和速度方面的全面控制。為電梯的精細(xì)化控制提供了技術(shù)支持與改進(jìn)空間。

關(guān)鍵詞：PLC電梯系統(tǒng)；電梯技術(shù)；一體化技術(shù)；控制系統(tǒng)

PLC是集自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置，具有較好的可編程性和抗干擾性。它既可以用于傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的一體化改造，又可以應(yīng)用于進(jìn)行生產(chǎn)過程控制。[1]就PLC在電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用而言，它可以在盡量減少硬件改動的同時，實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的使驅(qū)動設(shè)備及相關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)電流、位移和速度方面的全面控制。接下來，文章從電梯的電氣控制系統(tǒng)和PLC電梯系統(tǒng)的一體化技術(shù)等方面來對其進(jìn)行介紹與分析。

1 電梯的電氣控制系統(tǒng)

1.1 電梯系統(tǒng)中的升降機(jī)械裝置組

在電梯系統(tǒng)中，電梯轎廂連接的鋼絲繩通過一系列靜、動滑輪組，曳引輪與對重相連接，并分布于曳引輪的兩側(cè)，通過輪與鋼絲繩間的摩擦力進(jìn)行升降運(yùn)動。按其功能不同可以分為：導(dǎo)向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、轎廂門系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、引導(dǎo)系統(tǒng)等子系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置系統(tǒng)。

1.2 電梯系統(tǒng)的電氣裝置組

目前市面上的電梯大多數(shù)是電力驅(qū)動牽引繩牽引結(jié)構(gòu)的電梯。其電氣裝置主要由控制柜、曳引電動機(jī)、門電機(jī)、減速器、制動器及各種限位開關(guān)組成。以這種電梯為例，將其電氣控制系統(tǒng)可分為：司機(jī)操作系統(tǒng)、集選控制系統(tǒng)、下行集選、獨(dú)立操作系統(tǒng)、特別樓層優(yōu)選控制系統(tǒng)等分支操作電氣系統(tǒng)。接下來，就對這幾項(xiàng)系統(tǒng)分別作以簡介。

1.2.1 集選控制系統(tǒng)

集選控制系統(tǒng)是將電梯系統(tǒng)中的轎廂內(nèi)指令與電梯外召喚等信號集中起來，并進(jìn)行綜合分析處理的高度自動控制系統(tǒng)。通過集選控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)停站延時自動關(guān)門起動運(yùn)行、對廳外召喚登記、對同向轎廂運(yùn)行指令逐一應(yīng)答、轎廂運(yùn)行指令等轎廂動作的控制。

1.2.2 故障檢測系統(tǒng)

故障檢測系統(tǒng)可以將電梯系統(tǒng)的故障記錄儲存在微機(jī)內(nèi)存中，通?？纱嫒?至20條故障信息，同時系統(tǒng)可以用數(shù)碼代號來顯示故障性質(zhì)并對故障進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)故障數(shù)量達(dá)到一定值時，使電梯可以停止運(yùn)行，提醒工作人員進(jìn)行檢修。當(dāng)故障排除后，需清除內(nèi)存故障記錄，使電梯安全運(yùn)行。

1.2.3 停電時緊急操作系統(tǒng)

通過設(shè)置停電時緊急操作系統(tǒng)，可以使電梯在電網(wǎng)停電時自動開啟備用電源，并將電梯運(yùn)行到指定樓層后待機(jī)。

2 PLC電梯系統(tǒng)的一體化技術(shù)

2.1 PLC與電梯控制

PLC是一種采用巡回掃描方式進(jìn)行各項(xiàng)任務(wù)分時處理的專用型計(jì)算機(jī)。通過PLC對電梯進(jìn)行控制，需要有一系列的專項(xiàng)控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)帶動設(shè)備動作，屬于無觸點(diǎn)運(yùn)行，使用次數(shù)沒有限制。

電梯系統(tǒng)通過使用PLC編程，可以為編程人員提供較為完整的編程語言來完善電梯在實(shí)際環(huán)境和操作過程中的不同要求。PLC 為編程者提供了順序功能、功能塊圖、指令表和結(jié)構(gòu)文本等文本編程語言及梯形圖等圖形編程語言。編程人員可通過編程軟件Step來進(jìn)行編程，為電梯系統(tǒng)中相關(guān)的通訊處理器和功能模板的相關(guān)參數(shù)賦值，形成功能強(qiáng)制處理和多處理器模式，進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊。

2.2 電梯PLC控制方式

使用PLC對電梯進(jìn)行控制，主要是通過其輸出輸入的即運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行控制，對于其運(yùn)行狀態(tài)控制有上行、下行、停車之分，同時要兼顧相應(yīng)的指示燈變化控制。為了使輸出指令及時地響應(yīng)，編出的程序需要不斷的重復(fù)執(zhí)行，直到接到工作狀態(tài)的變化后，進(jìn)行工作狀態(tài)執(zhí)行模式，以適應(yīng)可能隨時變化的輸入指令。[2]

2.3 PLC電梯系統(tǒng)的控制技術(shù)

PLC可以執(zhí)行多種電梯系統(tǒng)中需要進(jìn)行處理的問題，主要有對電梯指令、召喚的處理，對選向功能的處理，對樓層信號的處理和對選層功能的處理。文章主要對其脈沖選層功能的實(shí)現(xiàn)做以簡述。

2.3.1 脈沖選層功能的脈沖來源及傳遞

脈沖選層通過端子的計(jì)數(shù)脈沖線，通過高速計(jì)數(shù)器，對井道高度的脈沖計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對電梯的位移控制。由于電梯系統(tǒng)的曳動系統(tǒng)使用的主要為三相交流電源、變頻器、接觸器和驅(qū)動電機(jī)構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機(jī)同軸連接，隨之產(chǎn)生兩相輸出脈沖。在輸出的脈沖進(jìn)入變頻器后，在軟件程序的識別下形成速度反饋，從而形成有效的速度閉環(huán)控制。在這個閉環(huán)中，變頻器可以對旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行分頻，并形成可以同電梯位移及電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)有函數(shù)相關(guān)的脈沖數(shù)，以使PLC的高速計(jì)數(shù)器可以對其脈沖計(jì)數(shù)，并按照系統(tǒng)要求的不同分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，并形成指令的集成與傳輸。

2.3.2 脈沖選層功能的脈沖處理方法

由于電梯系統(tǒng)在動作過程中，輸出的脈沖次數(shù)相當(dāng)多，容易造成計(jì)數(shù)負(fù)荷過大，計(jì)數(shù)混亂的現(xiàn)象。因此，為了解決這個問題，我們需要對輸出的脈沖在進(jìn)入高速計(jì)數(shù)器前進(jìn)行處理，以滿足其正常工作負(fù)荷。通常情況下，高速計(jì)數(shù)器為16位，其響應(yīng)速度一般為5KHz，因此需將輸出的脈沖通過分頻器控制在這個頻率范圍內(nèi)，以保證其正常工作。

2.3.3 脈沖選層功能的防亂層技術(shù)

脈沖選層功能的防亂層措施主要體現(xiàn)在采用相對坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)電梯從一個平層點(diǎn)開始計(jì)數(shù)到下一個平層點(diǎn)為止時，其高速計(jì)數(shù)器隨之復(fù)位。在電梯運(yùn)動的過程中，每經(jīng)過一平層，其層高對應(yīng)的脈沖值開始減計(jì)數(shù)，直到其高速計(jì)數(shù)器的累計(jì)值與設(shè)定值相同后，發(fā)出中斷信號，進(jìn)行換速。[3]在此基礎(chǔ)上，為達(dá)到防亂層還需要將編程時程序中自學(xué)習(xí)的層高脈沖數(shù)同步為累計(jì)層高脈沖數(shù)，并設(shè)置預(yù)警脈沖數(shù)，以使平層開門前層顯對應(yīng)的累計(jì)層高脈沖數(shù)與實(shí)際運(yùn)行的累計(jì)層高脈沖數(shù)進(jìn)行比對，當(dāng)比對結(jié)果超過設(shè)置的預(yù)警脈沖數(shù)時，發(fā)出中斷信號，并發(fā)出自動返回基站的指令，使其自動校正層高。

通過以上對電梯電氣控制系統(tǒng)、PLC在電梯系統(tǒng)的應(yīng)用及PLC電梯系統(tǒng)的控制技術(shù)的介紹，使人們對PLC在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用有了更深一步的了解，也使人們看到了這個方向上更深遠(yuǎn)的發(fā)展。希望可以通過文章的簡介，可以為技術(shù)人員提供改進(jìn)方向和研究深度，共同推進(jìn)我國PLC電梯系統(tǒng)的發(fā)展與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]張漢達(dá)，王錫仲，朱學(xué)莉.現(xiàn)代電梯控制技術(shù)[M].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版，2001，3.

[2]朱德文，楊禎山，張筠莉.智能控制電梯控制系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]陳金華，等.可編程序控制器（PC）應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1995.