蔣曦陽(yáng)

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇 南京 210036）

基于PLC與DDC的電梯監(jiān)控系統(tǒng)

蔣曦陽(yáng)

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇 南京 210036）

建筑行業(yè)作為機(jī)電智能化發(fā)展程度高的行業(yè)，在PLC方向，尤其是電梯PLC方面有很大的發(fā)展和進(jìn)步。最早期的建筑電梯是通過(guò)繼電器進(jìn)行控制的，相對(duì)來(lái)說(shuō)電梯本身的故障率比較高，相對(duì)可靠性比較低，因此嚴(yán)重影響了電梯運(yùn)行安全，所以必須要尋找新的電梯機(jī)電構(gòu)建形式來(lái)提升電梯的安全性。PLC具備十分良好的性能，已經(jīng)成為了當(dāng)前電梯進(jìn)行智能化改造的首選方案。最近這些年樓宇電梯的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，電梯本身也成為了智能建筑的監(jiān)視控制系統(tǒng)的一個(gè)核心部分。本文主要探索了某電梯的實(shí)際案例，介紹了可編程控制器（PLC）以及直接數(shù)字控制器（DDC）在當(dāng)前的電梯監(jiān)視系統(tǒng)當(dāng)中的主要實(shí)踐應(yīng)用，并且這套系統(tǒng)在實(shí)踐當(dāng)中也取得了十分良好的效果。

可編程控制器（PLC）； 直接數(shù)字控制器（DDC）；電梯監(jiān)視系統(tǒng)

我們?cè)缜鞍惭b的電梯一般都是利用繼電器進(jìn)行對(duì)應(yīng)的控制思路構(gòu)建，但是這種方式的主要缺點(diǎn)就是系統(tǒng)本身的觸點(diǎn)數(shù)量巨大，線路相對(duì)于其他的方式來(lái)說(shuō)十分復(fù)雜，同時(shí)因?yàn)榫€路的復(fù)雜，增加新的控制功能難度很大，同時(shí)消耗的能量數(shù)額也十分龐大。同時(shí)因?yàn)榫€路優(yōu)化不好，直接導(dǎo)致了電路板本身的故障率居高不下，同時(shí)相對(duì)可靠性十分低下。但是對(duì)于電梯而言，安全性是其進(jìn)行正常運(yùn)行的最主要條件之一，對(duì)于這個(gè)類別的控制系統(tǒng)進(jìn)行更加先進(jìn)的安全性處理，或者說(shuō)是進(jìn)行更為安全的更新?lián)Q代就是一個(gè)不得不進(jìn)行的工作。

1 PLC模式下的電梯控制探索

PLC作為當(dāng)前代表著更高技術(shù)水平的工業(yè)控制器，以其高效的技術(shù)發(fā)展性和高安全度的可靠性在當(dāng)前的電梯控制設(shè)計(jì)當(dāng)中得到了大面積的廣泛使用，并且已經(jīng)成為了當(dāng)前電梯控制技術(shù)框架下的新熱點(diǎn)之一。在最近的這些年，PLC控制下的樓宇自動(dòng)化技術(shù)正在發(fā)展為一個(gè)熱門(mén)的新興產(chǎn)業(yè)，并且廣泛應(yīng)用于各種類型的建筑當(dāng)中。本文主要以某電梯為例，簡(jiǎn)單介紹基于 PLC 與 DDC的電梯監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建。

2 電梯控制系統(tǒng)概述

這個(gè)電梯本身的控制系統(tǒng)是一個(gè)六層六站的模式構(gòu)建，在井道當(dāng)中設(shè)置了轎廂、安全窗、對(duì)重、安全鉗、感應(yīng)器以及對(duì)應(yīng)的平層和樓層隔磁板等等部件，在整個(gè)轎廂的底部設(shè)置了對(duì)應(yīng)的超載以及滿載的開(kāi)關(guān)，并且我們?cè)诰赖耐饷婷恳粚佣荚O(shè)置了樓層顯示系統(tǒng)、呼叫按鈕系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的指示控制系統(tǒng)。在一樓設(shè)置了基站電鎖，在井道的頂部設(shè)置了機(jī)房，同時(shí)在機(jī)房的內(nèi)部設(shè)立了對(duì)應(yīng)的檢修按鈕以及附屬的慢上和慢下開(kāi)關(guān)，牽引機(jī)、導(dǎo)向輪以及對(duì)應(yīng)的限速器構(gòu)件，井道底部同時(shí)也會(huì)設(shè)置出底坑以及緩沖器和限速器的繩輪；在整個(gè)轎廂的內(nèi)部還同時(shí)會(huì)安排設(shè)置廳門(mén)和轎門(mén)以及對(duì)應(yīng)的門(mén)機(jī)結(jié)構(gòu)和門(mén)刀門(mén)鎖結(jié)構(gòu)和供電電路等等。在本文當(dāng)中，我們首先把原來(lái)通過(guò)繼電器進(jìn)行控制處理的電梯控制柜進(jìn)行對(duì)應(yīng)的改造處理，然后通過(guò)PLC模塊進(jìn)行針對(duì)繼電器模塊的替換以便進(jìn)行電梯控制處理，提升電梯自身的可靠性和對(duì)應(yīng)的安全性，然后通過(guò)電梯的信號(hào)進(jìn)行DDC采集處理以保證電梯運(yùn)行情況監(jiān)視處理。

3 PLC選型及輸入輸出連接

這個(gè)電梯原本需要由專人進(jìn)行控制，為了節(jié)約當(dāng)前的人力以及財(cái)力，現(xiàn)在使用PLC進(jìn)行針對(duì)性的自動(dòng)控制。電梯本身的系統(tǒng)主控制電路采用的是原來(lái)的繼電器使用的主電路，在這其中不需要進(jìn)行大幅度的改動(dòng)，同時(shí)原來(lái)繼電器本身的控制電路部分就完全被PLC模塊進(jìn)行取代，我們需要注意的是把主電路自身的工作組狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)的部分信號(hào)進(jìn)行反饋并且輸送到PLC當(dāng)中通過(guò)PLC本身的框架進(jìn)行主電路的指令切換和啟動(dòng)，以及對(duì)應(yīng)的運(yùn)行換速等等操作。根據(jù)當(dāng)前電梯本身的運(yùn)行情況，我們經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得知整個(gè)系統(tǒng)需要46個(gè)進(jìn)行輸入的信號(hào)以及35個(gè)進(jìn)行輸出的信號(hào)?；凇皦蛴镁秃?，避免浪費(fèi)”的使用原則，出于降低投資的原則，我們決定使用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-64MR型號(hào)PLC模塊。這個(gè)PLC模塊自身功能十分齊全，同時(shí)使用方便并且性能可靠。在這個(gè)模塊本身的32輸入點(diǎn)+32輸出點(diǎn)基礎(chǔ)之上，對(duì)其進(jìn)行FX - l6MR 模塊（8輸入點(diǎn)+8輸出點(diǎn)）以及FX-8EYR 模塊（8輸出點(diǎn)）的擴(kuò)展，這樣的話就可以達(dá)到48點(diǎn)輸入+40點(diǎn)輸出的主要模塊配合構(gòu)建，同時(shí)滿足當(dāng)前電梯點(diǎn)數(shù)的需求。下面的圖1就是針對(duì)PLC本身的輸入連接框架分析。

圖1 PLC 的輸入連接圖

4 PLC梯形圖設(shè)計(jì)探索

電梯系統(tǒng)本身的構(gòu)建就是一個(gè)針對(duì)性的人機(jī)交互控制系統(tǒng)，因此我們?nèi)绻麊我坏氖褂庙樞蚩刂苹蛘呤沁壿嬁刂贫际菦](méi)有辦法進(jìn)行功能操作的完全滿足的。所以在這里我們應(yīng)該采用隨機(jī)邏輯控制的方式進(jìn)行處理。但是對(duì)應(yīng)的梯形圖相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，所以我們需要的就是在整個(gè)梯形圖的設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)處理，把整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行若干個(gè)模塊構(gòu)建下的分割，并且針對(duì)性的進(jìn)行調(diào)試處理。然后我們把所有的模塊進(jìn)行組合就形成了一個(gè)對(duì)應(yīng)的完整梯形圖構(gòu)建。下面我們選擇電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)模塊作為例子進(jìn)行分析和講述。首先是電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)模塊。一般來(lái)說(shuō)電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)存在著以下的幾種情況。當(dāng)電梯本身位于基站的時(shí)候，我們可以把開(kāi)關(guān)電梯的鑰匙插入到當(dāng)前的基站電鎖TSK當(dāng)中，然后旋轉(zhuǎn)到開(kāi)電梯的位置，電梯就會(huì)根據(jù)感應(yīng)自動(dòng)開(kāi)門(mén)。如果電梯處于檢修的狀態(tài)，那么我們可以通過(guò)開(kāi)關(guān)門(mén)的按鈕KMA以及GMA進(jìn)行開(kāi)關(guān)門(mén)的操作。當(dāng)電梯停在了平層的位置的時(shí)候，電梯需要進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)門(mén)的操作。電梯如果在關(guān)門(mén)的過(guò)程當(dāng)中被人碰到了開(kāi)門(mén)按鈕KMA以及安全觸板APK的時(shí)候，這時(shí)需要進(jìn)行重新開(kāi)門(mén)的自動(dòng)操作。電梯到達(dá)某個(gè)層站的時(shí)候，如果沒(méi)有其他人繼續(xù)使用電梯，電梯就停在這一層待命。如果有人呼喚電梯，電梯開(kāi)門(mén)。停站的時(shí)間到了之后，電梯自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)的狀態(tài)。

5 DDC信號(hào)采集系統(tǒng)構(gòu)建

在這個(gè)電梯的系統(tǒng)當(dāng)中，我們采用了HoneyweII ExceI 50 控制器進(jìn)行對(duì)應(yīng)的信號(hào)采集處理。這個(gè)控制器本身具有8個(gè)萬(wàn)用模擬輸入，4個(gè)數(shù)字輸入以及4個(gè)模擬輸出，以及對(duì)應(yīng)的6個(gè)模擬輸出。電梯自身的運(yùn)行狀態(tài)包括從PLC輸出為角度的上升下降繼電器，信號(hào)采集的來(lái)源主要就是從這些繼電器當(dāng)中獲得。轎門(mén)的狀態(tài)從PLC輸出模式下的開(kāi)關(guān)門(mén)繼電器觸電當(dāng)中進(jìn)行信號(hào)的采集處理全部為干節(jié)點(diǎn)信號(hào)模式，并且直接從當(dāng)前的DDC50的四個(gè)數(shù)字輸入。六個(gè)層樓的信號(hào)對(duì)應(yīng)的電梯到達(dá)位置的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)負(fù)電壓，但是當(dāng)電梯不在這個(gè)樓層的時(shí)候就會(huì)成為0電壓。這六個(gè)層樓信號(hào)輸入模式到DDC50的萬(wàn)用模擬輸入端的時(shí)候會(huì)外加一個(gè)電壓，這樣就可以達(dá)到電壓滿足DDC50的萬(wàn)用模擬輸入信號(hào)的要求。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)PLC改造的電梯可以同時(shí)進(jìn)行PLC自動(dòng)控制以及DDC的信號(hào)監(jiān)視采集。這個(gè)電梯系統(tǒng)已經(jīng)投入實(shí)踐超過(guò)了1年，運(yùn)行情況十分良好，可以滿足各項(xiàng)的技術(shù)要求，并取得了良好的效果。

[1]BI Xiao-liang,ZHU Chang-ming,YE Qing-tai．The development of elevator group control simulation testbed．Elevator World ,2003．

[2]Young Cheol Cho,Kwang Hyun Kim,Wook Hyun Kwon．Optimal group control of elevator systems by statistic approximation of hall call waiting times． 14 World Congress of IFAC ,1999．

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