電梯PLC控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

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1、電梯PLC控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 摘要：首先介紹了PLC的工作原理和將其運用到電梯控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的優(yōu)勢，然后，對電梯PLC控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件程序設(shè)計流程進(jìn)行了詳細(xì)解析，并提出了PLC的選型和I/O配置方法，最后，從實際的角度出發(fā)，指出還應(yīng)對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性、安全性以及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，對電梯行業(yè)的智能化發(fā)展有一定的借鑒意義。 關(guān)鍵詞：電梯；PLC控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計 隨著我國高層建筑的增多，人們對高層運輸交通工具--電梯的使用越來越頻繁。近年來，可編程控制技術(shù)的發(fā)展越來越迅速，利用PLC控制技術(shù)對電梯的控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，對電梯進(jìn)行集成選控、并聯(lián)集成控制、群體控

2、制等邏輯控制，能大幅提高電梯的拖動技術(shù)和安全性能，為人們的出行提供更加可靠、安全、舒適的服務(wù)。 1PLC控制系統(tǒng)的工作原理 可編程控制器（ProgammadbleControllre，PLC）是一種通用控制電子裝置,它內(nèi)部具有程序編制存儲器，可執(zhí)行各種計算指令，PLC具有開發(fā)周期短、可靠性強、安全性高等特點，因此，往往用于各類復(fù)雜、大型的控制任務(wù)。將PLC應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，其內(nèi)部存儲器能對數(shù)字運算、算式運算和邏輯運算等操作指令進(jìn)行較好的執(zhí)行，并且通過數(shù)字信號或模擬信號輸入和輸出，可以較好地控制電梯的運行，也能增強電梯電梯的可維護(hù)性、運行的安全性和靈活性，使電梯的使用周

3、期得到延長。 2電梯PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 電梯的PLC控制系統(tǒng)分為拖動控制系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)兩部分，系統(tǒng)核心由PLC主機與CPU存儲器組成，其他主要硬件設(shè)備還包括井道設(shè)備、安全裝置、門機、拖動系統(tǒng)、調(diào)整系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、廳外呼梯盤、轎廂操作盤等。PLC控制系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖如上圖1所示，指揮層、操作盤、安全保護(hù)、井道等外設(shè)裝置發(fā)出信號，經(jīng)輸入接口傳送入PLC中，CPU存儲器內(nèi)的相關(guān)軟件程序?qū)υ撔盘栠M(jìn)行處理后，PLC再經(jīng)輸出接口向拖動系統(tǒng)發(fā)出指令，以實現(xiàn)對電梯啟動、加減速、上下行等制動控制，其具體流程如下：乘梯者進(jìn)入轎廂后，按動操作盤內(nèi)的指令按鈕，CPU存儲器通過輸入接口對該信號

4、進(jìn)行采樣，并進(jìn)行指令讀取和邏輯運算，從而驅(qū)動PLC的內(nèi)部呼喚信號處理程序?qū)Σ僮鲀?nèi)容進(jìn)行響應(yīng)，依指令的層次運行電梯，使電梯達(dá)到目標(biāo)層，且CPU還會對輸入信號進(jìn)行周期性刷新，以驅(qū)動外部機構(gòu)實時執(zhí)行指令，同時，PLC還會通過輸出接口對門機發(fā)出開關(guān)門指令，向調(diào)整器發(fā)出上下行指令、向各樓層的顯示燈、方向燈、呼梯信號燈發(fā)出顯示指令，從而控制電梯運行。 3PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 在進(jìn)行電梯的控制軟件設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)電梯的功能需求，編寫相應(yīng)的程序段，并預(yù)設(shè)好主程序、子程序和中斷程序以實現(xiàn)對電梯的控制，可將軟件程序可分為以下幾個子程序模塊：（1）電梯開關(guān)門、故障顯示和保護(hù)模塊；（2）轎廂

5、內(nèi)操作信號的產(chǎn)生、消除和顯示模塊；（3）輸入信號的產(chǎn)生、消除和顯示模塊；（4）樓層選擇信息的產(chǎn)生、消除和數(shù)碼管顯示模塊；（5）電梯的運行方向控制和顯示模塊；（6）電梯的啟動、加速和穩(wěn)定行駛模塊；（7）停層信息的產(chǎn)生、消除和制動模塊。以樓層選擇信息的產(chǎn)生、消除和數(shù)碼管顯示模塊為例，如圖2所示，當(dāng)乘梯者進(jìn)入轎廂并發(fā)出相應(yīng)的樓層選擇指令后，系統(tǒng)會讀入該信號信息并將該指令存入對應(yīng)的中間繼電器中執(zhí)行，PLC則通過比較指令和加減指令對該執(zhí)行進(jìn)行控制直到達(dá)到指定樓層為止，而對應(yīng)的樓層信息則通過七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。又如電梯的運行方向控制和顯示模塊，該模塊主要完成對電梯上、下行的控制和信息顯示，PLC需對電梯內(nèi)

6、的呼叫做出響應(yīng)，并通過比較指令對電梯的上、下運行方向做出判斷；停層信息的產(chǎn)生、消除和制動模塊的功能是當(dāng)電梯運行到指定樓層的檢測點時，PLC需要控制電梯減速制動。高層建筑中的樓層較多，而每個樓層都會設(shè)置相應(yīng)的檢測點，PLC必須對樓層檢測點做出判斷，只有電梯運動到指定樓層的檢測點時，PLC才會控制電梯進(jìn)行減速制動；電梯開關(guān)門、故障顯示和保護(hù)模塊的功能是對電梯的開關(guān)門進(jìn)行控制以及電梯處于非正常運行狀態(tài)時，接通二極管電路進(jìn)行發(fā)光顯示和緊急制動。在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計時，將上述六個模塊進(jìn)行梯形圖編程，并把子程序按邏輯順序連接就構(gòu)成了電梯PLC控制系統(tǒng)的總程序。 4PLC的選型

7、 PLC與輸入輸出設(shè)備依靠I/O接口進(jìn)行連接，判定PLC功能的一個重要技術(shù)指標(biāo)就是I/O的點數(shù)和類型。因此，在進(jìn)行PLC選型時，首先，應(yīng)根據(jù)任務(wù)需求，對PLC與各類硬件設(shè)備的輸入、輸出接口進(jìn)行分析，以確定所需I/O接口的類型；其次，對PLC的輸入、輸出的地址進(jìn)行編號，梳理出所需要的I/O數(shù)量。除此之外，還應(yīng)考慮未來對系統(tǒng)的調(diào)整和擴充，因此，預(yù)留出15%左右的備用接口；最后，將以上信息進(jìn)行匯總，所需I/O接口的類型和數(shù)量，對PLC的容量進(jìn)行估算，選擇出適合的機型。 5電梯PLC控制系統(tǒng)的其他優(yōu)化設(shè)計 5.1可靠性設(shè)計 可靠性是PLC系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，

8、在電梯的運行過程中，系統(tǒng)故障會導(dǎo)致電梯的運行出現(xiàn)異常，因此，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行可靠性設(shè)計，通過冗余設(shè)計、運行環(huán)境設(shè)計等方式來提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,對PLC系統(tǒng)內(nèi)的核心元件如電源系統(tǒng)、CPU存儲器、通信原件應(yīng)進(jìn)行冗余設(shè)計，而對運行環(huán)境進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)充分考慮到PLC的內(nèi)部元件對環(huán)境溫度、濕度、振動的適應(yīng)性，一般可采用增加熱后備或冷后備的設(shè)計方式。 5.2安全性設(shè)計 在對系統(tǒng)設(shè)計時，還應(yīng)考慮系統(tǒng)的安全性，這里的安全性主要指當(dāng)電梯的運行在緊急異常狀況下還能保持安全狀態(tài)，從而才能保證乘梯者的人身安全。因此，在進(jìn)行PLC的系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須保證系統(tǒng)具有及時處理事故或故障的功能，比如，可

9、采用設(shè)計安全回路的方式提高系統(tǒng)的安全性，安全回路與PLC通過硬接線的方式獨立連接，當(dāng)電梯處于非正常運行或出現(xiàn)緊急狀況時，PLC系統(tǒng)可通過安全回路對電梯進(jìn)行緊急制動。 5.3標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計 現(xiàn)階段，可編程控制技術(shù)與各類軟、硬件的升級換代都較快，因此，在設(shè)計時，應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)件的硬件設(shè)備和通用的軟件系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計使得PLC系統(tǒng)的兼容性大幅度提高，對系統(tǒng)的日常維護(hù)帶來較多便利，也利于未來對系統(tǒng)的優(yōu)化、升級和規(guī)模擴展。 6結(jié)語 電梯具有軌道運行、操作便捷、快速可靠等特點，是針對高層建筑出行的特殊運輸工具，現(xiàn)階段，隨著科技的發(fā)展，人們對電梯的功能需求越來越多。本

10、控制系統(tǒng)以PLC為核心，通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制軟件、PLC的選型、可靠性、安全性、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，大幅提高了電梯的使用性能，為人們的出行提供了更加安全舒適的服務(wù)。 參考文獻(xiàn)： [1]吳萍.基于PLC技術(shù)的電梯控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015(22). [2]洪剛,楊益.電梯控制系統(tǒng)檢驗常見問題及對策[J].中國設(shè)備工程，2017(08). [3]李新月.基于組態(tài)軟件的PLC電梯控制和仿真研究[J].電子世界，2018(12). [4]李金明.基于PLC的電梯管理控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2018. [5]張?zhí)m蘭.基于PLC的電梯智能控制與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D].曲阜師范大學(xué)，2017.