可编程序控制器在电梯控制系统中的应用

摘要：采用PLC和变频器控制的四层电梯为实例，根据电梯的结构特点、操作功能及控制程序设计要求，介绍一种具有推广价值并适用于高层电梯控制系统的程序设计方法。

关键词：PLC 电梯 模块化程序 递推功能

中图分类号:TM571 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0022-02

1、引言

随着社会的发展，电梯技术日新月异，电气运行控制方面从继电控制到微处理器控制，再到PLC控制系统。现采用PLC和变频器控制的四层电梯为例，根据电梯的结构特点和功能要求，介绍一种具有推广价值并适用于高层电梯控制系统的程序设计方法。

2、电梯的结构特点

(1)采用变频器带动电机，电机拖动由减速器、绞轮、轿厢、配重构成的定滑轮组作升降运动，实现电梯的升降控制。

(2)每层楼厅设置呼唤按钮，停靠位置和运行方向显示，基站安装消防开关和基站锁。

(3)轿内呼叫控制箱，1)显示功能：门厅呼叫、运行方向和电梯停靠位置等显示。2)控制按钮：内呼选择、直驶、检修时慢上慢下和开关门等按钮。3)选择开关：手动/自动选择、检修、消号和急停开关等等。

3、电梯的操作功能

(1)手动方式，用于有司机操作及电梯维护检修。1)根据轿厢内乘客进行选层控制，具有顺向截梯，逆向记忆的功能；2)按下检修开关，消除内外所有呼叫信号，电梯由慢上、慢下按钮控制，并且可以实现点动开关门，以便检修井道和门厅的器件；3)按下消号开关，消除内外所有呼叫信号；4)按下直驶按钮，电梯运行时则越过门厅的呼叫，直接驶向轿内呼叫的目标层。

(2)基站门锁的控制功能。1)电梯的启动控制，打开基站门锁，根据选择开关，决定工作方式（手动、自动、检修等）；2)电梯控制系统的关闭，电梯停靠在一楼，手动状态下，才能将电梯的控制系统关闭。

(3)消防系统控制功能。1)消除门厅、轿内所有呼叫信号；2)将门关闭，断开开门回路；3)如果在上行中，则立即在最近层停靠，不开门，然后返回基站；4)如果在下行中，直接驶向基站；5)开门中，立即关门，返回基站。

(4)自动方式，电梯的主要工作方式，具有以下功能。1)厅外呼叫信号定向；2)顺向呼叫截梯，逆向呼叫记忆；3)最远程逆向截梯；4)反向招唤电梯；5)轿内呼叫优先于门厅呼叫。

4、PLC选型及I/O分配

根据电梯控制系统要求，选用日本三菱FX2N－80MR可编程序控制器，I/O地址分配连接图（见图1）。

5、PLC控制程序的设计

电梯运行过程的PLC控制流程图。（见图2）

电梯控制系统具有随机离散控制的特点。在程序设计时，根据不同的工作过程，划分若干功能模块，构成模块化程序（见图3）。现介绍几个主要功能模块的程序设计方法。

5.1 基站锁模块（见图4）

X16为手动/自动转换开关，X4为一楼平层开关，X26为基站锁开关。电梯启动：当钥匙开关置“开”，电梯门自动打开，基站显示“1”，选择运行工作方式（手动、自动、检修）。电梯关闭：手动/自动转换开关处于手动位置，消号开关闭合，轿厢在基站的状态时，钥匙开关置“OFF”，厅门、轿厢门自动关闭，关门到位后延时一定时间，主回路电源断开后，才能使电梯处于关闭停车状态。这样就可以避免电梯正在运行时，基站有人擅自扭动钥匙开关引起电梯断电，乘客被困现象的发生。

5.2 门厅呼叫模块

门厅呼叫模块的作用是获取各类呼叫及平层消号信号，实现电梯启动和平层停靠控制。根据门厅呼叫、到层开关、运行方向等信号，检测门厅呼叫信号在当前电梯行进方向状态下，是顺向截梯的平层信号，还是需要记忆的逆向呼叫信号，并用平层信号控制电梯到层时平层，逆向呼叫信号则要在电梯反向运行时才被响应，实现电梯顺向截梯，逆向记忆的功能。

5.3 最远程逆向截梯模块

在运行过程中，出现多个逆向呼叫信号时，采用“反向招唤”的方法实施最远程逆向截梯的控制。

5.4 运行方向控制模块

电梯有上升、下降两个运行方向，采用递推的方法设置运行方向信号标志。根据方向信号的输出情况，决定电梯到达该层平层后是否继续前行，若有输出信号继续前行，反之，电梯到层后平层待命。（见图5）

5.5 电机控制模块

电机起动、停止，实现升降运动及平层停靠。综合运动方向、平层、关门到位等信号对电机进行控制。当运行方向确定后，在关门信号符合要求的情况下，开始启动运行。当到层需要平层停靠时，由相应的平层信号对电机实施停止控制。

6、结语

以上程序组合后,经调试运行良好,达到控制目的，利用PLC、变频器控制电梯具有可靠性高、编程直观和扩展容易等特点,且电梯运行平稳,舒适感好,并节约了电能，可用于老式电梯的技术改造。

参考文献

[1]李秧耕,何乔治,何峰峰编著.《电梯基本原理及安装维修全书》.机械工业出版社,2001年7月出版.

[2]蒋春玉 等编著.《电梯安装与使用维修实用手册》.机械工业出版社,2005-5-1.

[3]三菱可编程序控制器FX2N使用手册.