李宏剛

(五大連池風(fēng)景名勝區(qū)自然保護(hù)區(qū)機(jī)關(guān)事務(wù)服務(wù)中心，黑龍江 五大連池 164155)

與傳統(tǒng)繼電器控制及微機(jī)控制電梯運(yùn)行技術(shù)相比，PLC控制技術(shù)抗干擾性更強(qiáng)，可有效降低故障率，電梯維護(hù)與修理更為便捷。PLC技術(shù)日趨成熟，在各類控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，特別是在電梯控制系統(tǒng)中發(fā)揮了重要應(yīng)用價(jià)值。

1 基于PLC技術(shù)的電梯控制系統(tǒng)組成

PLC技術(shù)利用可編程控制器對(duì)電梯運(yùn)行進(jìn)行有效控制，可實(shí)現(xiàn)PLC輸入端口與輸出端口設(shè)置數(shù)量的有效減少，有效節(jié)約設(shè)計(jì)成本。應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)的軟件優(yōu)化電梯控制程序，縮短PLC掃描周期，使電梯運(yùn)行更加安全可靠，實(shí)現(xiàn)更為靈活性地運(yùn)行操控。PLC技術(shù)可簡(jiǎn)化控制程序，針對(duì)各種樓層控制需求實(shí)現(xiàn)控制程序的靈活調(diào)整。以5層客梯為研究對(duì)象，對(duì)基于PLC技術(shù)的電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

1.1 硬件組成

PLC控制單元是最為關(guān)鍵的部件之一，此電梯控制系統(tǒng)應(yīng)用德國(guó)西門子公司制造的S7-200系列可編程控制器，型號(hào)CPU226CN(24輸入，16輸出)，電機(jī)拖動(dòng)驅(qū)動(dòng)為該公司制造的變頻器，型號(hào)為MM440CN。基于PLC技術(shù)的電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)工作原理見(jiàn)圖1。

圖1 基于PLC技術(shù)的電梯控制系統(tǒng)原理圖Fig.1 Principle of elevator control system based on PLC technology

PLC技術(shù)控制可為變頻器運(yùn)行提供方向指引，也可發(fā)出運(yùn)行速度控制命令，變頻器以電梯所需速度及方向提供電機(jī)拖動(dòng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行方向的合理調(diào)節(jié)及運(yùn)行速度的科學(xué)控制。PLC技術(shù)可編制更為科學(xué)合理的程序，不僅具備自動(dòng)平層控制功能，還可對(duì)電梯門開(kāi)啟與閉合進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)各層停站時(shí)間進(jìn)行合理掌控，進(jìn)行內(nèi)外呼叫信號(hào)記錄與消除，實(shí)現(xiàn)順向截梯或運(yùn)行方向調(diào)整。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

電梯控制系統(tǒng)通電運(yùn)行后，系統(tǒng)進(jìn)入初始化階段，在掃描周期內(nèi)如果接收到轎廂呼叫指令或門廳呼叫信號(hào)，電梯控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)轎廂停留樓層進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其與目標(biāo)樓層之間關(guān)系進(jìn)行分析，從而控制電梯上行或下行，使之運(yùn)行到指定樓層。電梯停止后將會(huì)開(kāi)啟電梯門，等待一段時(shí)間后再關(guān)閉電梯門，待一個(gè)運(yùn)行周期任務(wù)完成之后在此樓層處?kù)o止，直至收到下一個(gè)召喚信號(hào)再發(fā)出運(yùn)行命令，并一直循環(huán)此運(yùn)行過(guò)程?；赑LC技術(shù)的電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

圖2 基于PLC技術(shù)的電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)流程圖Fig.2 Flowchart of elevator running control system based on PLC technology

2 電梯PLC控制系統(tǒng)編程

2.1 編程方法

系統(tǒng)編程應(yīng)遵循由易到難編寫原則，先針對(duì)二層或三層編程進(jìn)行練習(xí)，再進(jìn)行五層程序編寫?；境绦蚓帉懲瓿珊笤賹⑾尬槐Ｗo(hù)功能加入其中，設(shè)置響鈴、警報(bào)發(fā)出等其他功能。

2.1.1 開(kāi)關(guān)門環(huán)節(jié)編程方法

電梯接到呼叫信號(hào)或運(yùn)行至目標(biāo)樓層時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟電梯門，若是電梯關(guān)門感應(yīng)到夾住人或物應(yīng)自動(dòng)開(kāi)啟電梯門，按動(dòng)開(kāi)門按鈕也可使電梯門再次打開(kāi)。開(kāi)門延遲時(shí)間結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉電梯門，若未到延遲時(shí)間，人工按動(dòng)關(guān)門按扭電梯門也可提前關(guān)閉。

2.1.2 樓層數(shù)字顯示與清除編程方法

處于上升中的轎廂若介于一層與二層之間，樓層數(shù)字顯示為“2”，處于下降狀態(tài)的轎廂介于一層與二層之間時(shí)，樓層數(shù)字顯示為“1”。轎廂離開(kāi)樓層時(shí)會(huì)接收到新樓層信號(hào)而使原樓層信號(hào)被取代。

2.2 編程要求

電梯轎廂處于兩層之間時(shí)，上升時(shí)顯示高層數(shù)字，下降時(shí)顯示低層數(shù)字?？捎冒l(fā)光二極管通過(guò)箭頭向上或向下指示表示電梯轎廂處于上升或下降狀態(tài)。內(nèi)呼及外呼狀態(tài)下，被呼叫樓層指示燈變亮，呼叫響應(yīng)完成后指示燈處于熄滅狀態(tài)。接收到兩個(gè)方向的呼叫信號(hào)時(shí)，先對(duì)順時(shí)針信號(hào)進(jìn)行反應(yīng)，后響應(yīng)反向信號(hào)，先存儲(chǔ)未響應(yīng)信號(hào)，待上一信號(hào)響應(yīng)完成后再對(duì)其響應(yīng)。電梯抵達(dá)響應(yīng)樓層后停止運(yùn)行，電梯門開(kāi)啟，指示燈熄滅并發(fā)出響鈴，之后開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到后自動(dòng)關(guān)閉電梯門，用戶也可手動(dòng)控制按鈕開(kāi)關(guān)門。電梯運(yùn)行時(shí)轎廂門禁止開(kāi)合，電梯門打開(kāi)時(shí)電梯不可運(yùn)行。轎廂門關(guān)閉是基于時(shí)間控制，應(yīng)確保時(shí)間充足，通常應(yīng)設(shè)置為5 s。兩個(gè)樓層間電梯運(yùn)行時(shí)間應(yīng)低于30 s，如超過(guò)這一時(shí)間電梯會(huì)自動(dòng)中止運(yùn)行，需要排查其是否存在故障。設(shè)置上下極限位行程開(kāi)關(guān)，若電梯運(yùn)行至這一極限位置會(huì)強(qiáng)制性中止電梯運(yùn)行。無(wú)呼叫時(shí)，電梯需在所處樓層進(jìn)行等待，超過(guò)規(guī)定時(shí)間后回到設(shè)置的初始層。

2.3 程序內(nèi)容

結(jié)合電梯運(yùn)行規(guī)律及相應(yīng)要求，電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)置了三種方式：有司機(jī)、無(wú)司機(jī)和檢修。電梯PLC程序編寫時(shí)，以運(yùn)行控制系統(tǒng)主流程圖為依據(jù)(詳見(jiàn)圖3)，運(yùn)用模塊化思想進(jìn)行編程，具體編程模塊如下：

圖3 電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)的主流程圖Fig.3 Main process of elevator operation control system

2.3.1 保護(hù)程序

將安全觸板安裝于轎門及中分式門的兩側(cè)，安裝限速器，運(yùn)用安全鉗實(shí)施保護(hù)，以免電梯運(yùn)行超過(guò)規(guī)定速度，利用斷繩開(kāi)關(guān)對(duì)曳引繩進(jìn)行保護(hù)，安裝對(duì)重緩沖器，利用轎廂作為保護(hù)物對(duì)轎廂與對(duì)重之間的相互沖撞或轎廂撞底情況實(shí)施保護(hù)。

2.3.2 上下行程序

利用集選控制對(duì)各樓層廳外召喚信號(hào)及電梯內(nèi)信號(hào)進(jìn)行集中控制，結(jié)合內(nèi)外信號(hào)、轎廂所處樓層做出上行或下行反應(yīng)。無(wú)條件響應(yīng)順向呼叫信號(hào)，對(duì)內(nèi)選信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，并以遠(yuǎn)程反向原則為依據(jù)進(jìn)行反向截車。

2.3.3 開(kāi)關(guān)門程序

抵達(dá)目的樓層后電梯自動(dòng)停止并開(kāi)啟電梯門，等待一定時(shí)間關(guān)閉電梯門，關(guān)門時(shí)感應(yīng)有人進(jìn)入或接收到呼叫信號(hào)應(yīng)再次打開(kāi)電梯門。本樓層前廳可開(kāi)啟電梯門，檢修狀態(tài)下也可開(kāi)啟與閉合電梯門。

3 結(jié)語(yǔ)

將PLC技術(shù)應(yīng)用于電梯運(yùn)行控制過(guò)程中，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)可完善硬件功能，提高了電梯運(yùn)行的平穩(wěn)性與安全性，增強(qiáng)了電梯運(yùn)行的舒適度。運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行電梯控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件資源的有效利用，可全面推廣基于PLC技術(shù)的電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)。