電梯PLC控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

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)計流程進行了詳細解析，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)進行可靠性、安全性以及標準化設(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)進行改進，對電梯進行集成選控、并聯(lián)集成控制、群體控制等邏輯控制，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性、運行的安全性和靈活性，使電梯的使用周期得到延長。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、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進行采樣，并進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)容進行響應(yīng)，依指令的層次運行電梯，使電梯達到目標層，且CPU還會對輸入信號進行周期性刷新，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、故障顯示和保護模塊；（2）轎廂內(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，當乘梯者進入轎廂并發(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)行進行控制直到達到指定樓層為止，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)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才會控制電梯進行減速制動；電梯開關(guān)門、故障顯示和保護模塊的功能是對電梯的開關(guān)門進行控制以及電梯處于非正常運行狀態(tài)時，接通二極管電路進行發(fā)光顯示和緊急制動。在進行PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計時，將上述六個模塊進行梯形圖編程，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PLC與輸入輸出設(shè)備依靠I/O接口進行連接，判定PLC功能的一個重要技術(shù)指標就是I/O的點數(shù)和類型。因此，在進行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，將以上信息進行匯總，所需I/O接口的類型和數(shù)量，對PLC的容量進行估算，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，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)進行冗余設(shè)計，而對運行環(huán)境進行設(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行緊急制動。5.3標準化設(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)選擇標準件的硬件設(shè)備和通用的軟件系統(tǒng)，標準化設(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、標準化進行優(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：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.