浙江寧波市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 阮 航 童海濱

PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

浙江寧波市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 阮 航 童海濱

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，PLC控制器在電梯的控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且實(shí)現(xiàn)了交流雙速→交流調(diào)壓調(diào)速→交流變頻調(diào)速的發(fā)展，有效提升了電梯運(yùn)行過(guò)程中的安全性與可靠性。目前，國(guó)內(nèi)具備PLC電梯生產(chǎn)能力的企業(yè)很多，但是由于受到技術(shù)、成本、工藝等因素的影響，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)趨向于簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，雖然滿(mǎn)足了國(guó)家相關(guān)技術(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，但是卻嚴(yán)重影響了PLC電梯的整體質(zhì)量。因此，在PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須加強(qiáng)相關(guān)問(wèn)題的探討，并且注重新工藝和新技術(shù)的研究和應(yīng)用。

一、PLC電梯控制系統(tǒng)的工作原理與功能

1.PLC電梯控制系統(tǒng)的工作原理。常見(jiàn)的PLC電梯控制系統(tǒng)主要是由拖動(dòng)控制系統(tǒng)和信號(hào)控制系統(tǒng)組成，其中的硬件設(shè)備包括PLC主機(jī)、機(jī)械系統(tǒng)、門(mén)機(jī)、主拖動(dòng)系統(tǒng)、層號(hào)指示燈、調(diào)速裝置、層外呼叫按鈕、外圍擴(kuò)展器件和轎廂操作按鈕等。PLC電梯控制系統(tǒng)的基本工作原理為：通過(guò)將光電脈沖和外指令等信號(hào)輸入到PLC主機(jī)內(nèi)，利用PLC主機(jī)的相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)的邏輯運(yùn)算和處理，然后通過(guò)指令信號(hào)的輸出，以滿(mǎn)足門(mén)機(jī)與拖動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求。

2.PLC電梯控制系統(tǒng)的功能。PLC電梯的控制系統(tǒng)主要具有以下功能：通過(guò)一臺(tái)相應(yīng)功率的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)轎廂的上升與下降，同時(shí)設(shè)有各層之間的上、下呼叫開(kāi)關(guān)；當(dāng)電梯需要在某一層“停車(chē)待客”時(shí)，如果按下電梯的層外呼叫按鈕，電梯必須保證延時(shí)后的自動(dòng)開(kāi)門(mén)；當(dāng)電梯完成相應(yīng)的轎廂內(nèi)指令后而沒(méi)有收到任何層外呼叫信號(hào)時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)轎廂的自動(dòng)關(guān)門(mén)，并且按照設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉轎廂內(nèi)的照明和通風(fēng)設(shè)備；當(dāng)電梯的轎廂內(nèi)同時(shí)有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)運(yùn)行，并且根據(jù)運(yùn)行方向自動(dòng)停靠車(chē)門(mén)。

二、PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須實(shí)現(xiàn)呼叫與響應(yīng)過(guò)程的一次工作循環(huán)，并且同時(shí)滿(mǎn)足控制系統(tǒng)正常工作、自檢、強(qiáng)制工作等狀態(tài)的自動(dòng)切換，從而構(gòu)建一個(gè)完整的電梯運(yùn)行過(guò)程。在電梯中采用 PLC控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用PLC作為控制器，實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)控制，有效提高了其實(shí)際運(yùn)行效率，并且減少了噪聲污染的問(wèn)題；在PLC電梯中省去了大部分的接觸器與繼電器，外部的線(xiàn)路也明顯簡(jiǎn)化，從而形成了較為簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式；PLC的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于電梯中各種線(xiàn)路、系統(tǒng)的集中控制，有效增強(qiáng)了控制能力；與傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)相比，PLC可以自動(dòng)進(jìn)行故障檢測(cè)和報(bào)警顯示，對(duì)于提高電梯運(yùn)行的安全性具有積極的意義，而且便于檢查與維修。

為了保證PLC電梯的性能和質(zhì)量達(dá)到國(guó)家相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，必須在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)于具體問(wèn)題的研究，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化。

1. 信號(hào)登記、動(dòng)作方向判斷的設(shè)計(jì)。當(dāng)PLC電梯處于停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果某一層發(fā)出上行或下行指令，外部按鈕所在的樓層就是電梯的運(yùn)行終點(diǎn)。通過(guò)電梯所在位置與終點(diǎn)位置的比較，可以自動(dòng)確定實(shí)際運(yùn)行方向。在PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意到在已有呼叫信號(hào)的條件下，如果沒(méi)有其他的呼叫信號(hào)發(fā)出，則要根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動(dòng)確定電梯實(shí)際運(yùn)行方向和重點(diǎn)。當(dāng)PLC電梯處于上行狀態(tài)時(shí)，所有的呼叫信號(hào)都以最上層為重點(diǎn)；而處于下行狀態(tài)時(shí)，所有的呼叫信號(hào)則都要以最下層為終點(diǎn)，這是在信號(hào)登記、動(dòng)作方向判斷設(shè)計(jì)中必須注意的項(xiàng)目。

2. 轎門(mén)打開(kāi)、關(guān)閉功能的設(shè)計(jì)。在PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意到轎門(mén)打開(kāi)與關(guān)閉功能的實(shí)現(xiàn)。一般情況下，轎門(mén)自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉應(yīng)滿(mǎn)足以下條件。

（1）到達(dá)指定樓層后自動(dòng)開(kāi)門(mén)，并在預(yù)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)門(mén)。

（2）電梯處于停車(chē)狀態(tài)時(shí)，轎內(nèi)發(fā)出開(kāi)門(mén)指令，如果一定時(shí)間內(nèi)未接收到任何指令，將自動(dòng)關(guān)門(mén)。

（3）在轎門(mén)的關(guān)閉過(guò)程中，檢測(cè)到阻礙關(guān)門(mén)的紅外線(xiàn)信號(hào)，轎門(mén)將重新打開(kāi)，待紅外信號(hào)消失后，將自動(dòng)關(guān)閉轎門(mén).

（4）當(dāng)電梯正常運(yùn)行時(shí)，換速平層停車(chē)時(shí)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)轎門(mén)。在PLC電梯轎門(mén)的自動(dòng)打開(kāi)與關(guān)閉功能設(shè)計(jì)中，一定要注意限位開(kāi)關(guān)的合理設(shè)置，并且加強(qiáng)對(duì)繼電器的吸合測(cè)試，以避免轎門(mén)電機(jī)因發(fā)生故障而導(dǎo)致電機(jī)燒毀。另外，在轎門(mén)的打開(kāi)、關(guān)閉功能設(shè)計(jì)中，還要利用定時(shí)器進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作的控制。

3. 信號(hào)排隊(duì)、順向載車(chē)功能的設(shè)計(jì)。為了有效提高PLC電梯的運(yùn)行效率，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須采取信號(hào)排隊(duì)、同向信號(hào)先行的方式。在設(shè)計(jì)信號(hào)排隊(duì)功能時(shí)，當(dāng)電梯呼叫指令發(fā)送到登記程序后，應(yīng)實(shí)現(xiàn)上行指示、下行指示與各層登記信號(hào)的并聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)PLC電梯的順向載車(chē)功能。例如當(dāng)PLC處于上行狀態(tài)時(shí)，在中間樓層接收到上行指示信號(hào)，電梯將自動(dòng)在發(fā)出信號(hào)的樓層停留，載客后繼續(xù)向上運(yùn)行。

4. 自動(dòng)返回一層、樓層顯示功能的設(shè)計(jì)。在PLC電梯的設(shè)計(jì)中，自動(dòng)返回一層、樓層顯示功能是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要項(xiàng)目。如果電梯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)處于停止運(yùn)行狀態(tài)，即未接收到任何指令信號(hào)，則必須自動(dòng)返回上一層。一般情況下，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取高樓層位置信號(hào)與電梯上行、下行信號(hào)之間的常閉點(diǎn)串聯(lián)的方式，從而實(shí)現(xiàn)轎廂的延時(shí)控制功能。為了保證PLC電梯停止運(yùn)行信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間保持，一定要避免高層位置信號(hào)與停止信號(hào)之間的串聯(lián)。另外，在PLC電梯的樓層顯示功能設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)各層的檢測(cè)信號(hào)，將其直接發(fā)送到轎廂的內(nèi)部繼電器上，從而通過(guò)轎廂內(nèi)的LED數(shù)碼管顯示出來(lái)。

三、結(jié)論

綜上，在PLC電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了保證其功能性和安全性，必須注重新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，并嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而不斷提高控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。