葉俊杰

摘 要簡(jiǎn)而言之，PLC就是一種可編程序的存儲(chǔ)器裝置，有關(guān)數(shù)據(jù)信息的算計(jì)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及控制等相關(guān)的問題，都可以在可編程序的存儲(chǔ)器之中完成，同時(shí)還可以通過數(shù)字或者是模擬的方式，呈現(xiàn)出來。本文在分析PLC電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理的基礎(chǔ)上，對(duì)于電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討，希望可以滿足今后對(duì)電梯的整體性需求。

【關(guān)鍵詞】電梯 PLC 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

PLC本身屬于可編程的存儲(chǔ)器，其擁有計(jì)算機(jī)功能，不但可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制，同時(shí)也具備網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及通信功能。其體積小、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、組裝維護(hù)方便、抗干擾能力強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制領(lǐng)域之中。

1 PLC電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

電梯PLC控制系統(tǒng)包含了邏輯和拖動(dòng)兩個(gè)部分，相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1所示。其中，借助PLC控制軟件可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能，其中包含了轎廂位置判定、定向選層、開啟或者是關(guān)閉轎門等。另外，在運(yùn)行拖動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，借助PLC控制系統(tǒng)就可以傳輸電梯實(shí)時(shí)工作狀態(tài)之下的反饋信號(hào)，這樣也可以將對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)加以明確。

就PLC控制系統(tǒng)原理來看，其運(yùn)行包含了RUN和STOP兩種。在RUN狀態(tài)下，PLC就可以接觸反應(yīng)控制要求的用戶程序執(zhí)行處理，進(jìn)而滿足電梯控制功能的操作。另外，為了確保輸出可以及時(shí)的響應(yīng)電梯運(yùn)行可能發(fā)生變化的輸入信號(hào)，針對(duì)用戶程序執(zhí)行，并且1次就可以完成，而是需要重復(fù)性的多次執(zhí)行，這樣的執(zhí)行直至處于STOP狀態(tài)之下。其工作原理圖見圖2所示。

2 電梯PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 可靠性設(shè)計(jì)

可靠性設(shè)計(jì)是整體的重要組成部分，主要包含了硬件和軟件兩個(gè)方面。系統(tǒng)任何部分出現(xiàn)故障，都會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以，需要基于可靠性的分配原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。可靠性設(shè)計(jì)內(nèi)容包含了系統(tǒng)安裝工作環(huán)境設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)等，其中，冗余設(shè)計(jì)主要是利用冷后備或者是熱后備的方式。針對(duì)PLC來說，冗余系統(tǒng)包含了電源系統(tǒng)、CPU、通信單元和存儲(chǔ)單元等，系統(tǒng)工作環(huán)境應(yīng)該滿足振動(dòng)、溫度、沖擊和濕度等要求。

2.2 安全性設(shè)計(jì)

安全性指的是緊急異常狀態(tài)下系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)就應(yīng)該擁有處理事故和故障的功能。在主要設(shè)備和回路中設(shè)置好事故按鈕或者是緊急停車按鈕，亦或是設(shè)計(jì)好安全回路。這里所說的安全回路是非半導(dǎo)體的機(jī)電元件，主要是通過硬接線的方式來構(gòu)成，屬于獨(dú)立同PLC工作的，并且還可以保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和工作人員。在任何控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，安全性都不能忽視，這一點(diǎn)就希望引起足夠的重視。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

對(duì)于系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)而言，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的元件和系統(tǒng)，都可以方便日常的控制系統(tǒng)維護(hù)，同時(shí)也可以用于將來的規(guī)模擴(kuò)展和升級(jí)，這樣就可以將不必要的沖突降低，提升系統(tǒng)本身的兼容性。

3 電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 PLC單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程

圖3為單臺(tái)控制系統(tǒng)的流程圖，從圖可以看出，對(duì)于一臺(tái)電梯正常運(yùn)行的控制，需要指令信號(hào)、控制信號(hào)、召喚信號(hào)、層樓信號(hào)以及消防信號(hào)。這些信號(hào)來至于層面控制按鈕、井道行程開關(guān)、轎廂控制面板以及層面火警開關(guān)。井道形成開關(guān)的層樓信號(hào)可以定位層樓，并且自動(dòng)開展定向，同時(shí)，也可以將所在的層樓位置顯示出來。轎廂控制面板的指令信號(hào)以及在層面控制按鈕中的召喚信號(hào)主要是用于指令和召喚兩個(gè)方面的登記處理，主要包含了開/關(guān)門、上/下行以及停站。當(dāng)消防控制信號(hào)從火警開關(guān)發(fā)出后，就會(huì)將指令和召喚登記消除，直接控制電梯下至底樓并開門?？刂齐娞葸\(yùn)行的同時(shí)，還需要進(jìn)行運(yùn)行的顯示和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，也就是實(shí)現(xiàn)電梯的上行與下行處理。

3.2 一般設(shè)計(jì)步驟

在系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)控制要求進(jìn)行全面的掌握和分析，這樣才可以制定準(zhǔn)確合理的設(shè)計(jì)方案，為滿足預(yù)期目標(biāo)的要求從而提出針對(duì)性措施，其一般設(shè)計(jì)步驟見圖4所示。

4 基于PLC的電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 調(diào)試流程

結(jié)合電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)程序，在編譯、下載、實(shí)驗(yàn)箱接線等步驟之后，就可以調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)。其流程如下：

（1）調(diào)試簡(jiǎn)單指令，對(duì)最簡(jiǎn)單的功能進(jìn)行檢查。

（2）調(diào)試單層，對(duì)層與層之間的功能進(jìn)行檢查。

（3）調(diào)試復(fù)雜指令，對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行檢查。

因?yàn)槲鍖与娞葜噶畛绦蛳鄬?duì)復(fù)雜，在考慮到現(xiàn)實(shí)條件后，在具體的調(diào)試中選擇選層選向功能的指令程序。在實(shí)驗(yàn)之中選擇三菱PLC機(jī)型，首先是將OMRON C60P型之中的PLC直接轉(zhuǎn)換成為三菱PLC指令代碼。然后再將指令程序輸入到PLC的綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)主機(jī)之中，這樣可以對(duì)設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。

4.2 I/O分配表

在PLC控制的I/O分配表繪制之下，首先需要將PLC輸入和輸出點(diǎn)的具體點(diǎn)數(shù)確定，主要是從下面兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：

4.2.1 輸入點(diǎn)

主要是針對(duì)各層的門廳以及轎廂的控制按鈕。其中，門連鎖開關(guān)一個(gè)、一到四層門廳上行的按鈕為4個(gè)，二到五層門廳的下行方向的按鈕為4個(gè)，另外，還有一個(gè)門鑰匙的開關(guān)。其次，通過對(duì)于電梯運(yùn)行位置的檢測(cè)反映信號(hào)，主要包含了相對(duì)應(yīng)的接觸器和向上向下的慢性按鈕，另外還有從一到五層向外顯示的位置信號(hào)5個(gè)。

4.2.2 輸出點(diǎn)

主要是針對(duì)一到五層選層指令信號(hào)以及門連鎖開關(guān)，繼電器6個(gè)。有司機(jī)的時(shí)候，需要針對(duì)上行與下行選向的2個(gè)點(diǎn)；相對(duì)的控制包含了上行與下行的2個(gè)繼電器。

總而言之，在PLC控制系統(tǒng)之中，輸入點(diǎn)數(shù)2-5個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)10個(gè)，根據(jù)實(shí)際的要求，其分配點(diǎn)見表1所示。

4.3 指令程序

本電梯控制選擇乘客操作、手動(dòng)檢修和司機(jī)操作三種。乘客操作，主要是按下所需要到達(dá)的樓層，在按下按鈕之后，就會(huì)選擇最優(yōu)的運(yùn)行方式前往樓層。當(dāng)電梯停穩(wěn)之后，就會(huì)亮起樓層顯示燈。手動(dòng)檢修，主要是根據(jù)檢修任務(wù)，調(diào)節(jié)控制電梯的運(yùn)行速度。司機(jī)操作，則是內(nèi)部的按鈕完全由司機(jī)的控制完成，等待電梯到達(dá)需要的樓層之后，就會(huì)亮起顯示燈，并且顯示樓層號(hào)。另外，通過上慢行和下慢行按鈕，也可以有效的控制電梯的實(shí)際運(yùn)行。根據(jù)具體的控制方式，還可以編輯選層選向的指令程序。

4.4 梯形圖

電梯需要對(duì)廳外召喚信號(hào)、轎廂指令等進(jìn)行全方面的考慮。當(dāng)接到指令或者是召喚信號(hào)的時(shí)候，電梯應(yīng)該執(zhí)行具體的操作，實(shí)現(xiàn)減速，滿足選層的要求。其PLC控制梯形圖見圖5所示。

4.5 調(diào)試過程

本次試驗(yàn)選擇的司機(jī)控制，所以，不會(huì)考慮到召喚指令。其中，Y31-Y35屬于內(nèi)部的輔助繼電器，是一道五層選層控制信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。X08-X11，X400-X403表示的召喚指令的登記信號(hào)；X03-X07屬于對(duì)應(yīng)層樓的轎內(nèi)選層指令登記信號(hào)。另外，Y39屬于下行的選向控制信號(hào)繼電器，Y38輸上行，而X00屬于門連鎖信號(hào)。其中，常開的接點(diǎn)之中，X00，Y38，Y39三者是相互并聯(lián)的，并且可以進(jìn)行相應(yīng)的控制。一般來說，Y30是在Y31-Y35控制回路之中分別串聯(lián)的，并且X00，Y38，Y39在平時(shí)都是保持開斷狀態(tài)，因?yàn)?，召喚指令還無法控制選層以及選項(xiàng)控制。

在控制系統(tǒng)之中Y32-Y35和X411-X502分別串聯(lián)，形成回路，這樣就可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前位置同選層信號(hào)之間的自動(dòng)選向的合理控制。將同一層的指層信號(hào)和選層信號(hào)相互串聯(lián)，然后將串聯(lián)支路和高一層的選層信號(hào)相互并聯(lián)，通過這樣的方式，執(zhí)行到第二層。這樣的模式，就可以實(shí)現(xiàn)Y38上行選向控制功能，同時(shí)Y39的下行也可以得到滿足。

通過對(duì)調(diào)試過程的分析，選層選向PLC控制程序的實(shí)驗(yàn)論證具有極高的可行性。

5 結(jié)語

總而言之，隨著電力電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都開始應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)以及相對(duì)應(yīng)的裝置。這對(duì)于高層建筑之中電梯的普及也是一樣。所以，未來的電梯控制系統(tǒng)中，PCL控制系統(tǒng)就成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。

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作者單位

廣州市輕工職業(yè)學(xué)校 廣東省廣州市 510000