电梯实际应用中PLC的研究与分析

电梯实际应用中PLC的研究与分析

黄博元

浙江省特种设备科学研究院  浙江杭州  310000

摘要：目前，电梯作为一种高效的运输设备，广泛应用于高层建筑领域，具有运输安全、可靠、快捷等优点。然而，一些电梯设备采用传统的继电器控制系统，在实际应用中面临着维护不便、编程繁琐等难题。所以,在实际工作中必须全面提高电梯安全性、可维护性及灵活性,本文对PLC技术在电梯控制系统中的应用进行探讨,详细阐述PLC技术功能特性。

关键词：PLC；电梯控制系统；应用

引言

楼宇自动化是智能楼宇技术中最重要的控制技术之一。电梯的运行控制对楼宇自动化具有重要意义。如果电梯有多个楼层，电梯的液位信号全部取决于安装在井内的位置传感器。信号数量众多。设备的安装和后期维修都有一定难度。而且这些信号还需要占用PLC的输入口，正好高速计数器定位控制的方法可以克服以上缺点。

1PLC技术特点

1.1运行可靠及抗干扰

首先，大多数可编程逻辑控制器采用微电子技术，使用工业级或军用级电子器件。在实际运行过程中，不易发生电子设备故障和损坏，提高了系统的运行效率，并且其诊断功能可以自动诊断与处理绝大多数运行故障,提高系统的稳定性能。其次,在系统运行期间,主要受到脉冲式与瞬时性干扰影响,PLC控制系统在多次扫描后进行响应,瞬时干扰很难对系统运行状态造成明显影响,这将有效预防和减少系统误动作的出现,在客观层面上增强了系统抗干扰能力。

1.2系统简单，安全性高

 传统的继电器机械控制方式的触电是非常容易发生氧化现象的，所以其使用寿命就会比较短。但是，PLC技术却与之不同，PLC技术有着非常高的稳定性，大大降低了电梯安全事故的发生炉，而且在外围也配备了一些接触器。在传统的继电器机械控制方式中，在继电器系统层当中，继电器的数量必须要随着建筑层数的增多而不断增加，但是，PLC技术却不会受到建筑层数的影响，而是仅仅需要使用一个中型控制柜[2]。

1.3高灵活性与功能性

在电梯控制系统中，要想优化电梯的功能，即使再复杂的继电器的电路逻辑也很难实现，但是，PLC技术却能够设计出非常多元化的功能，除此之外，PLC技术还有着一个非常大的优势，那就是PLC技术有着非常强的停电记忆功能，即使停电，PLC技术也能够使电梯保持断电前的状态。此外，和微机系统相比较，PLC技术有着更强的灵活性，PLC技术中的编程器能够对现场程序随时进行修改，就算其中的一个I/O出现故障，PLC技术也能够自动将其改换到备用口当中去，这是微机系统的固化程序难以比拟的。

2PLC在电梯控制系统中的应用

2.1电梯的模型结构

电梯主要由轿厢，滑轮，曳引电动机，钢丝绳等主要部分构成。而在整个电梯控制系统中，电梯控制柜则是整个控制系统的核心。它被用来实现电梯运行的各项指令，达到设计者的预期目标。电梯控制柜一般放在电梯机房内，主要由PLC，继电器，开关，LED显示器部分(LED显示部分主要显示的是电梯所在楼层，上下运动的方向)。而在这么多控制部件中，PLC作为主控装置实现了电梯的适度运行。电梯的运动控制主要通过PLC的编程实现。在程序设计时往往按电梯所需要实现的不同功能来进行分块式的编程，主要的编程部分有:召唤箱的控制程序，轿厢内部操作箱的的控制程序，电梯门的开关程序，电梯在特定楼层准确停靠的程序等等，这样分块设计降低了设计的难度。并且在日后电梯的维护检修中，也可以对应出现的不同电梯故障有针对性的进行查漏补缺，降低了维护成本[2]。

2.2系统的软件开发

在电梯控制系统的过程中，如果出现逻辑信号处理的问题，这些工作都应由PLC来完成，电梯系统软件应根据操作的需要，通过PLC来完成逻辑的控制。电梯系统完成呼叫-响应，这是一次完整的工作循环体系，在电梯工作的过程中，我们将之分成自检、正常进行工作、强制工作这三种工作状态，工作的时候，这三种状态来回进行变换，逐步完成整个电梯的工作。完整的电梯运行体系，都是按照各个楼层和轿厢之间的信号呼叫进行控制的，对于各大楼层和轿厢之间，他们的呼叫也是随机的，所以，电梯系统控制主要是随机控制的，也就是在按照顺序逻辑来逐步完善电梯的控制。按照客户随机进行信号的输入，电梯便会根据相应的指令进行操作，电梯的轿厢位置主要是通过脉冲编码器中产生的脉冲数来确定的，并且进行计数器来实现控制[3]。

2.3电梯控制系统硬件设计

电梯控制系统设计方式有两种：①以微机作为信号控制单元，以此为依托设定功能，实现对电梯的自动调度，而电梯的拖动控制则有变频器负责。②采用可编程控制器进行电梯信号的集选控制。相较而言，采用PLC的电梯控制系统在可靠性更加显著。PLC电梯控制系统主要包括信号控制和拖动控制两大系统，PLC主机为控制系统的核心，与操作盘、呼梯盘、井道等部位保持信号传输，通过软件程序控制向拖动系统发出信号，控制电梯的运动方向、加减速以及制动启动。本系统采用的是轿厢外召唤、轿厢内按钮控制的方式，通过安装在轿厢外的指令按钮进行操作，轿厢内指令依层次指令控制电梯运行。电梯控制系统的硬件组成电梯控制系统的硬件组成如下：（1）牵引电动机，由驱动电机、减速器牵引轮、电磁制动器等部件构成，是电梯的提升机构。（2）自动门机，其功能控制电梯的开关门，由每层的厅门和轿厢的轿门两部分构成。当电梯停靠时，厅门才会打开。厅门和轿们均关闭后，电梯才会启动。（3）楼层指示灯，用于指示电梯运行方向以及所在楼层位置，通常安装在每层后的站厅们上方以及轿厢内轿门的上方。（4）呼梯盒，其功能是产生呼叫信号，中间楼层包括上下两个按钮，底层和顶层分别只有上、下一个按钮。（5）操纵箱，供乘客对电梯发出动作命令。（6）平层和开门装置，由平层感应器和楼层感应器两部分构成，后者负责发出减速停车信号，前者触发信号则是电梯开门的先决条件。（7）选层器。也被称作轿厢位置检测装置，其功能是对电梯轿厢运行状态以及具体位置进行检测，以此为依据向控制系统发出信号。通过选层器可以控制电梯的运行方向和目标楼层。

2.4PLC电梯控制系统的设计分析

在电梯控制系统的设计中，电梯的控制要求要极大地满足被控对象的控制要求，这也是PLC控制电梯能够正常运行的前提。不仅如此，PLC控制系统必须在电梯的日常运作中保持安全可靠。这就要求设计者在设计电梯时能够充分考虑到所有控制指令对轿厢运动的影响。以及在突发情况下，诸如停电，发生火灾等情况下，仍难能够正常运作，保证电梯内人们的人身安全。在设计一个PLC控制系统时，设计者不仅仅要考虑实现电梯的全面控制要求，更要在此基础上简化自己的设计步骤，包括程序的设计，硬件的使用，从而完全降低整个PLC控制程序的运行成本[4]。

结束语

基于PLC技术的强大功能和优点，在电梯控制系统中得到了广泛的应用，系统调试周期很短，系统的稳定性很强，是目前有效控制电梯的最有效方式。尽管，该技术的应用与继电器相比成本比较高，但应用输入点进行节省的形式，有效地解决了投入成本高的问题。总之，该技术在电梯系统当中的应用，使电梯的性能又提升了一大步，不但有效减少了事故发生的几率，并且将舒适程度进行了提升，具有非常高的使用价值。

参考文献：

[1]金成格.PLC在电梯控制系统中的应用探讨[J].山东工业技术,2016(11):247.

[2]陈宗君.PLC在电梯变频控制系统中的应用[J].大众科技,2015,17(02):65-66+69.

[3]王彦勇.PLC与变频器在电梯控制系统中的应用[J].建材技术与应用,2015(01):24-25+38.

[4]石超坤,韩强.PLC在电梯控制系统中的应用与研究[J].山东工业技术,2015(02):177