李泊岑 羅俊

沈陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

基于PLC的兩部電梯邏輯控制的研究

李泊岑 羅俊

沈陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

本文闡述了單部電梯運(yùn)行的控制邏輯、兩部電梯聯(lián)控系統(tǒng)運(yùn)行的控制邏輯，并分析了電梯的系統(tǒng)安全。

電梯 控制 邏輯

1 設(shè)計(jì)要求

電梯模型采用兩部六層結(jié)構(gòu)，包括電梯整體（包括轎廂、電機(jī)、限位開關(guān)等）、各個(gè)樓層按鈕（上下行呼梯按鈕及指示燈等）、電梯內(nèi)部設(shè)備（轎廂開關(guān)門按鈕、轎廂選層按鈕及指示燈等）。

針對(duì)電梯控制，參賽隊(duì)需完成：

(1)控制方案的實(shí)施及調(diào)試。包含PLC硬件組態(tài)及控制程序?qū)嵤?，WINCC監(jiān)控畫面組態(tài)及實(shí)施，PLC與WINCC之間的通信連接，以及系統(tǒng)調(diào)試、投運(yùn)。

(2)實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)控制，及時(shí)響應(yīng)不同樓層的客戶召喚請(qǐng)求。包括電梯啟停、平層、開關(guān)門、故障提示及上下限位保護(hù)等。

2 單部電梯運(yùn)行

2.1 控制邏輯

電梯開始啟動(dòng)，判斷是否復(fù)位，若無(wú)指示信號(hào)直接進(jìn)入運(yùn)行模式，有開關(guān)門信號(hào)指示時(shí)執(zhí)行上行或下行控制，若無(wú)開關(guān)門信號(hào)指示則進(jìn)入休眠狀態(tài)，過(guò)120秒若無(wú)信息指示則關(guān)閉照明及風(fēng)扇節(jié)能，若有上行信號(hào)指示則進(jìn)入上行狀態(tài)，此時(shí)又有在此樓層上或下的樓層呼叫信號(hào)時(shí)，優(yōu)先服務(wù)當(dāng)前上行，即根據(jù)最早登記的信號(hào)（指令信號(hào)，呼梯信號(hào)）決定電梯的上行或下行。

2.2 電梯信號(hào)處理原則

在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號(hào)均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號(hào)前方向無(wú)其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外號(hào)。電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外梯響應(yīng)功能。

2.3 開關(guān)門邏輯控制

開、關(guān)門控制，到達(dá)某一層響應(yīng)了該層的信號(hào)要求，則開門到位后6S后關(guān)門，關(guān)門指示燈閃爍，當(dāng)長(zhǎng)按開門則開門等待（轎門自動(dòng)打開），或遇到紅外光幕信號(hào)未響應(yīng)、超重感應(yīng)器動(dòng)作則門開等待，自動(dòng)狀態(tài)下，在保持開門的狀態(tài)時(shí)，可以按關(guān)門按鈕使門立即響應(yīng)關(guān)門動(dòng)作。電梯停在門區(qū)時(shí)，可以在轎廂中按開門按鈕使電梯已經(jīng)關(guān)閉或尚未關(guān)閉的門重新打開。開門等待信號(hào)關(guān)閉后4S后關(guān)門電梯未起動(dòng)且門已關(guān)上或正在關(guān)閉時(shí)，如果本層召喚按鈕被按下，則電梯門打開。如果按住按鈕不放，門保持打開。

2.4 電梯開機(jī)控制

開機(jī)按鈕打開，檢測(cè)有無(wú)故障報(bào)警，若有則停車直接復(fù)位至1樓檢修；若無(wú)故障時(shí)接受信號(hào)運(yùn)行電梯，若無(wú)信號(hào)則進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待信號(hào)后運(yùn)電梯。

2.5 電梯關(guān)機(jī)控制

當(dāng)按下關(guān)機(jī)按鈕，先監(jiān)測(cè)電梯是否在執(zhí)行程序，如是在運(yùn)行則運(yùn)行完當(dāng)前程序動(dòng)作再停車復(fù)位至一樓后斷電；若電梯不在運(yùn)行則直接復(fù)位至1樓后斷電。

3 兩部電梯聯(lián)控系統(tǒng)運(yùn)行

根據(jù)兩臺(tái)電梯并聯(lián)的功能，實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)一臺(tái)電梯上行, 當(dāng)它的下方出現(xiàn)向上呼叫信號(hào)時(shí), 基站電梯立即起動(dòng)應(yīng)答。一臺(tái)電梯下行, 它的上方出現(xiàn)任何廳外呼叫信號(hào), 基站電梯立即起動(dòng)應(yīng)答。在以上兩個(gè)條件都不滿足時(shí),兩臺(tái)電梯都在運(yùn)行時(shí)，其中任何一臺(tái)電梯沒(méi)有轎內(nèi)指令時(shí)，首先通過(guò)與另一臺(tái)進(jìn)行樓層比較判斷自身是在高位還是低位，如在高位則繼續(xù)上行，如在低位則反方向返回基站，這樣就避開了兩部電梯同時(shí)上行、同時(shí)應(yīng)答最上方的呼梯信號(hào)，提高了運(yùn)行效率。

(2)通過(guò)軟件解決了兩部電梯同層、同步上行或下行、在應(yīng)答外呼信號(hào)時(shí)同時(shí)換速停車的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置條件只要這種情況出現(xiàn)只能一臺(tái)電梯換速停車，另一臺(tái)繼續(xù)運(yùn)行的程序，這樣也大大減少了停車次數(shù),提高了電梯運(yùn)行效率。

(3) 當(dāng)兩部電梯都在基站時(shí)，廳外有呼叫信號(hào)先回基站的電梯啟動(dòng)應(yīng)答。(4) 無(wú)論A 梯或B 梯，由于內(nèi)選定向后，都必須啟動(dòng)運(yùn)行。(5) 當(dāng)A 梯或B 梯在1 分鐘內(nèi)不能完成所有應(yīng)答信號(hào)，另一臺(tái)電梯延誤發(fā)車兩臺(tái)梯共同應(yīng)答剩余的信號(hào)。

(6) 當(dāng)一臺(tái)電梯進(jìn)入獨(dú)立狀態(tài)時(shí)，另一臺(tái)電梯自動(dòng)變?yōu)閱闻_(tái)集選方式運(yùn)行狀態(tài)。

(7)通過(guò)兩臺(tái)電梯使用一臺(tái)主機(jī)控制的方式，減少了兩臺(tái)主機(jī)相互通信的功能，并且減少兩部電梯相互并線的問(wèn)題，這樣就減少了干擾，使配制控制柜更加簡(jiǎn)單，維修更方便。

(8) 在無(wú)信號(hào)時(shí)總有一臺(tái)電梯在基站等候。

4 系統(tǒng)安全分析

為防止電梯由于控制方面的故障，轎廂超越頂層或底層端站繼續(xù)運(yùn)行，必須設(shè)置保護(hù)裝置以防止發(fā)生嚴(yán)重的后果和結(jié)構(gòu)損壞。防止越程的保護(hù)裝置一般是由設(shè)在井道內(nèi)上下端站附近的強(qiáng)迫換速開關(guān)、限位開關(guān)和極限開關(guān)組成。

在系統(tǒng)控制設(shè)定時(shí)，當(dāng)電梯的承受重量達(dá)到一定值時(shí)，電梯將不會(huì)再對(duì)乘客的輸入信號(hào)做出響應(yīng)只執(zhí)行原有指令，如果電梯的承受重量超過(guò)電梯所能承受的最大重量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出超載信號(hào)，電梯將不會(huì)啟動(dòng)并發(fā)出警報(bào)，直到重量恢復(fù)到范圍內(nèi)才能繼續(xù)運(yùn)行。

電梯在運(yùn)行時(shí)為了保證乘客安全，系統(tǒng)不允許在門區(qū)外開門，防止乘客在電梯運(yùn)行時(shí)因出轎廂范圍而發(fā)生意外。在電梯運(yùn)行時(shí)如果平層信號(hào)一直沒(méi)有動(dòng)作過(guò)，則不能反映外界的輸出響應(yīng)，此時(shí)系統(tǒng)將默認(rèn)為鋼絲繩打滑故障，所以電梯不能繼續(xù)運(yùn)行，需要斷電復(fù)位或者轉(zhuǎn)到檢修狀態(tài)時(shí)，電梯才能恢復(fù)正常運(yùn)行。

電梯必須安裝應(yīng)急照明和報(bào)警裝置，并由應(yīng)急電源供電。電梯困人的救援以往主要采用自救的方法，即轎廂內(nèi)的操縱人員從上部安全窗爬上轎頂將層門打開。