PLC在电梯控制系统中的应用研析

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[摘 要]本文首先分析了电梯控制系统的组成，然后对plc技术进行了概述，最后分析了PLC在电梯控制系统中的应用。

[关键词] PLC；电梯；控制系统

中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0261-01

一、前言

电梯是高层建筑不可缺少的一种运输工具。电梯控制系统的好坏在很大程度上决定了整个建筑的质量。PLC组成的控制系统具有可靠性高、编程简单、成本低、使用方便等优点。因此，新时期下，我们要加强PLC在电梯控制系统中的应用，确保电梯运行的方便、安全、舒适。

二、电梯控制系统的组成

电梯的控制系统主要由电力拖动系统和逻辑控制系统组成。为了能够得到较好的舒适感，需要电动机的输出转矩总能在其选定的调速方式下达到负载转矩的要求。电梯的轿厢及配重系统在钢丝绳的两端，钢丝绳跨挂在曳引轮上，电机经减速机构拖动曳引轮，形成轿厢的上下运动。

逻辑控制系统是由几十个散装的电器元件组成，包括控制柜、召唤箱、操纵箱、层楼指示及曳引电动机等，它们分别在电梯井道内外和各相关电梯部件。电力拖动系统的工作程序由逻辑控制系统通过电路进行控制，实现各种逻辑动作功能，从而保障电梯的安全运行。

电梯电力拖动系统与逻辑控制系统相比，变化范围比较小。当一台电梯的类别、额定运行速度和额定载重确定后，电力拖动系统各零部件就基本上确定了，而逻辑控制系统的选择范围则会比较大，需要根据电梯乘载的对象、安装的地点进行认真选择，这样才能最大限度地发挥电梯的使用效益。

三、PLC技术概述

1、PLC技术

可编程控制器（Programmable Controller，简称PLC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。电梯电子技术包括电机的拖动技术和运行控制技术。拖动技术从过去的交流双速、直流调速已发展为今天的交流调压调速（ACVV）和变频变压（VVVF）调速系统。国产电梯的控制技术过去一直是以继电器、接触器为核心，控制柜很大。20世纪80年代后期随着微机的普及，微机开始应用于电梯，以实现无触点控制，提高运行可靠性。

2、PLC（可编程控制器）在电梯控制系统中应用的优势

PLC是一种以微型计算机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它是具有强大控制功能和抗干扰能力的工业控制装置，具有体积小、可靠性高、易操作、易维修、编程简单、灵活性强等一系列的优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。因而在冶金、化工、交通、电力、机械等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一。

传统的电梯控制系统主要采用继电器―接触器进行控制，这种控制方式存在很多的缺陷：

（1）系统触点繁多，接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，而且经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。如果电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故；（2）普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高；（3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高；（4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大；（5）由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工。

而采用PLC组成的控制系统，可以很好地解决上述问题：

（1）在电梯控制中采用了PLC，可用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。（2）去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。（3）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。（4）PLC可进行故障自动检测报警显示，提高运行安全性，并便于检修。（5）用于群控调配和管理，可提高电梯的运行效率，节约了能源。（6）更改控制方案时不需改动硬件接线。

3、PLC的发展趋势

（1）向超小型、超大型发展。当前中小型PLC较多，为了适应市场的多种需求，PLC要向多品种方向发展，尤其是向超大或超小规模两个方向发展。小型PLC配置更加灵活，为了市场的需要已有各种简易的超小型微型PLC开发出来。

（2）大力发展智能模块，加强联网通信能力。近年来，为了满足各种自动化控制系统的要求，许多功能模块已被开发出来，这些模块使用方便灵活，且PLC功能和应用范围都得到了扩展。加强PLC联网通信功能，使PLC控制器在技术上更进一步。

（3）增强外部故障的检测与处理能力。根据统计资料显示：在PLC控制系统的故障中，属于PLC内部故障的CPU和I/O接口故障占20%，可通过PLC本身的硬、软件实现检测、处理，而其余占80%的输入设备、输出设备、线路故障属于PLC的外部故障。

四、PLC在电梯控制系统中的应用

1、PLC电梯控制系统基本结构

与其他类型电梯控制系统相比较，PLC电梯控制系统也是由拖动控制系统以及信号控制系统两个部分所构成的。硬件设备主要包含主拖动系统、层号指示灯、调速装置、门机、厅外呼梯盘、机械系统、轿厢操作盘、PLC扩展以及主机等，其中PLC主机为控制系统的核心。只有通过PLC软件才能实现信号控制系统，其中包含开关门的运行、换速、平层信号、顺向截梯、运行控制、厅外召唤、门区以及轿内指令等控制程序。电梯的当前工作情况在拖动控制系统中主要是通过反馈信号，进而送入到PLC，然后经由PLC对拖动系统发出起动、切换速度以及平层等信号。

2、PLC电梯控制系统的主要功能以及工作原理

（1）PLC电梯控制系统的主要功能。如果电梯设置有基站，电梯再将所有的指令完成以后，会自动返回到基站，然后停机待客，即为自动返基站功能；如果轿厢中操纵盘显示电梯位置相比选层指令来说处于不同的方向，电梯可以根据所记忆的先后顺序，自行确定所运行的方向，即自动定向功能；在电梯门关闭以后或者是开门的过程中，在起动电梯以前，如果想要打开电梯门，只需在操纵盘中按下开关按钮，即为按钮开门功能；电梯通常在停站4-6s就能完全实现自动关门，如果在超时的时间之内将关门按钮按下，电梯门就能提前实行关门指令，即提早关门功能与自动关门功能；一台具有同一功率电动机在对轿厢的下降与上升进行控制的过程中，在各层间均设有下呼叫开关与上呼叫开关；如果电梯将轿厢内的所有指令完成，并且又受到层外的任何呼叫信号，轿厢可以实现自动关门，并且根据预先所调定好的时间，将轿厢中的通风以及照明设备等自动关闭，即自动关门待客；在某一层电梯停梯待客时，在外层按下召唤按钮以后，就能实现自动开门迎客，即待客自动开门功能；在电梯轿厢中如果同时有不同的选层指令出现，电梯应该在所调定的时间之内能够实现自动运行，并且按照先后顺序自动将门停靠；电梯在运行的过程中，可以根据记忆层之外的呼梯指令，能自动地对与运行方向相符合的召唤逐一地进行停靠应答。

（2）PLC电梯控制系统工作原理。电梯控制系统主要是通过随机逻辑进行控制的，在运行的过程中电梯的不同输入信号的出现是随机的，也就是不能确定信号何时会出现，其主要的控制作用是经输入接口将内指令、外指令以及光脉冲等信号传输至PLC主机中，通过PLC主机有关软件，对不同逻辑信号进行处理与逻辑的运算，然后再经过输出接口将指令信号发出，进而使拖动控制系统与门机的实际运行需要得到满足。

五、结束语

综上所述，PLC在电梯控制系统中至关重要，PLC电梯控制系统可以大大减少电梯故障发生率，具有一定的社会效益以及经济效益。

参考文献

[1] 夏淑艳.可编程序控制器在电梯中的应用[J].微计算机信息，2014（3）：24-27.

[2] 谷琛.浅谈PLC在电梯控制系统中的应用[J].信息与电脑，2015（10）：89.