论文部分内容阅读
摘 要：PLC是一种可编程存储器装置，具有着数据计算、逻辑运算以及顺序控制等功能，并以数字或者模拟的方式从输出设备中呈现，非常适合应用在我国现今的电梯系统设计中。在本文中，将就基于PLC的电梯控制系统进行一定的分析与研究。
关键词：PLC；电梯控制系统；研究
1 引言
近年来，我国的微电子技术得到了较为快速的发展，在这个过程中，可编程存储器装置在以往逻辑控制功能的基础上还具有了信息通信、网络传输以及数据处理等以往只有计算机才能够处理的功能，且在具有更多功能的同时还展现出了编程简单、安装维护便捷、体系小以及抗干扰能力强等优点。其在具体应用中，主要具有着顺序控制、过程控制以及数据处理等功能，能够对现今工业生产中的电动机设备以及其运行情况进行有效的控制。目前，PLC已经在我国很多领域之中得到了应用，在本文中，将就基于PLC的电梯控制系统进行一定的研究。
2 PLC概念分析
2.1 PLC概念分析
PLC，即编程控制器，其是以微处理器为基础而设计出的一种新型自动化控制系统，由输出、输入接口部件、电源部件以及处理器等几个部分组成，并由所具有的处理速度快、体积小、搭建简便特点而在我国现今工业领域中得到了较为广泛的应用。
2.2 PLC在电梯系统中应用的优势
对于现阶段电梯的控制方式来说，其主要具有微机控制、PLC控制以及继电器控制这三种主要形式。随着近年来我国建筑高度的不断提升、人们对电梯安全性要求的不断加大，传统的继电器控制方式已经不能够满足人们的需求，主要表现在接线复杂、通用性差、故障率高等方面。而同其相比来说，PLC系统则具有着体积小、可靠性强、抗干扰能力强以及安装便捷等特点，能够更好的保障电梯运行过程中所具有的安全性，尤其是对于控制功能小、层数较低的建筑电梯来说，其往往具有着更高的优势。而对于基于PLC技术建立的电梯控制系统来说，其则需要能够具备下述功能：第一，能够在电动机装置的应用下实现电梯的升降；第二，需要在某层停车情况下，通过按下楼层外呼按钮能够在延时状态下对电梯门进行开启。同时，在电梯对相关控制动作完成、且没有收到层外呼叫指令的情况下，整个系统应当保证电梯能够对关闭轿门的动作进行及时的相应，且控制设备应当在设定时间内进行自动运行处理，以此保证不同动作都能够具有有效的响应时间。
3 PLC电梯控制系统的工作原理
对于电梯PLC电梯控制系统来说，其在组成方面主要有拖动控制系统以及逻辑控制系统组成的。其中，逻辑控制功能主要通过PLC软件的设计进行实现，主要功能有轿厢所处位置判定、开启以及关闭轿门、定向选层以及换速等等。而在电梯拖动控制系统处于运行状态的情况下，电梯则会根据目前状态发出反馈信号，并在信号发出之后通过PLC控制系统对其进行传输，以此帮助系统能够有效的收到该控制信号。
从该系统工作原理看来，电梯控制系统则主要分为RUN以及STOP这两种状态。在RUN状态下，系统则会根据用户的控制要求对相关程序进行启动、执行与处理，以此实现对电梯控制功能的操作。而为了在这个过程中保证控制系统的输出能够对电梯运行中这种输入信号的变化进行准确、及时的响应，系统在对用户程序进行执行时往往会执行多次，并在短时间内发出多次、具有重复性的命令执行，直至PLC处于STOP状态位置，并以此实现了用户的通行需求。
4 基于PLC的电梯控制系统研究
4.1 设计思路
在电梯运行过程中，控制系统可以说是保证其正常运行的一个环节，而在对其控制系统进行设计的过程中，选择一个适合电梯运行的PLC是非常重要的一项内容。对于PLC来说，其可以说是现今电梯系统控制的一项重要因素，将直接对电梯系统的技术与质量都产生影响。对于电梯控制系统而言，其主要是由电视监控系统、指令系统以及控制系统等组成，在对该系统进行设计时，需要能够对PLC设计思路进行清晰的定位，并在严格根据系统设计以及应用要求的基础上对I/O接口进行分配。
4.2 软件设计
为了能够更好的对电梯控制系统进行设计与研究，我们以某建筑5层电梯为例，对其PLC控制系统设计过程中的几个重点问题进行分析与说明，其基本结构框架如下图所示：
图1 电梯PLC控制系统
4.2.1 在该控制系统的硬件配置、系统选型
为了能够保证该控制系统具有良好的可靠性以及稳定性，我们在对I/O点数进行设置时需要保证能够具有一定的余量，而为了更进一步提升其所具有的安全性，在控制部分则需要对门锁继电器以及急停继电器装置进行保留。而具体针对本5层电梯来说，则在对输出、输入信号纵梁进行充分考虑的基础上将输入点数确定在35点，而输出点数则确定在32点，并将该系统的输出电压设定为220V以及110V。
4.2.2 I/O地址分配
在我们对该电梯系统I/O点数进行确定之后，则需要根据I/O地址的实际分配情况、所确定完毕的输入输出点数以及外围接线方式对其进行全面的分析。在该电梯控制系统中，PLC主机可以说是最为关键的控制核心，在这个过程中，通过PLC输入结构的应用，则能够将信号有效的传输到PLC主机之中，并在主机的存储中心内部实现相关数据的处理以及运算。此外，该系统也会通过指层器、控制信号以及电梯驱动系统等应用完成对相关动作指令的发出动作。
4.2.3 指层控制回路指令分析
对于指层控制回路來说，其在该系统中能够根据电梯轿厢目前所处位置以及其即将运行的方向进行良好的指示。在现今电梯技术下，楼层信号的指示功能借助于电梯装置每层井道内的感应器装置以及轿厢顶部隔磁板装置予以实现。并能够在对后续运行方向进行良好预计的情况下通过PLC程序的应用对其实现控制功能。
4.2.4 定向选层线路分析 对于该项功能来说，主要是指在电梯系统中已经发出厅外指令或者轿内指令的情况下，系统电梯装置应当发出的信号以及处理方式。同时，当电梯即将达到或者具有厅外、轿内指令楼层的情况下，电梯在正常运行的过程中，其所具有的运行方向应当以电梯桥厢内所接收指令以及电梯轿厢装置实时所处位置为参照进行判定的，而如果电梯处于无人控制的运行状态，其所具有的运行方向则应当参照厅外召唤信号对电梯轿厢所处位置的判定为参照进行衡量。
4.2.5 开关门运行回路
以双开门电梯PLC控制系统为例，在我们对电梯开关门回路进行设计时，其所具有的功能主要有本层开门、手动开门、到达目标楼层后开门、基站启动开门以及自动延时开门等等内容。
4.2.6 信号控制系统
对于PLC控制系统来说，其目前主要是由PLC软件对其进行处理与控制的，在一个信号的控制系统中，所有的功能都是可以通过程序的运行来完成的。对于电流不同的电梯，比如直流电和交流电存在着一定的差别，除了一小部分的控制功能和输入意义及输出功能有差别之外，其他的PLC电梯信号控制的基本功能都是一样的，所以PLC控制系统在应用的过程中有着很强的通用性。
4.3 硬件设计
4.3.1 PLC选型
对于电梯控制系统来说，其具有着较多的输入输出口，对此，在对I/O扩展模块进行选择时，数量就需要具有充分的保证。在根据其所具有的较强抗干扰性以及稳定性要求，我们选择了SIMATIC S7一300PLC作为本电梯的控制器。同时，在本电梯系统中，仅仅具有数字量以及逻辑处理需求，而没有其他额外的任务，并不需要进行扩展，所以一个CPU以及一个电源模块即能符合本系统的运行要求。
4.3.2 变频器选型设计
在电梯变频调速系统中，变频器是非常重要的核心设备，其所具有的质量对于系统具有着非常重要的影响。而在对变频器品牌进行选择时，就需要保证质量以及参数能够满足要求。一般来说，在对相关参数进行选择时，负载类型以及系统变频调速方案则是对变频器进行选择的一项重要依据。经过对比、研究，本设计使用了TD3100电梯变频器以及门机变频器作为最终选择。
5 结束语
总的来说，在我国现今建筑建设数量增多、高度不断增加的今天，电梯的安装数量也得到了较大的增加。在上文中，我们对PLC的电梯控制系统设计与实现进行了一定的研究，需要我们在该研究基础上能够联系实际，以良好运行方案的设计与硬件的选择实现电梯的安全、高效控制。
参考文献
[1]吴云溪，邱光繁.低压电力载波通信在电梯控制系统中的应用[J].工业控制计算机.2010（07）：88-89.
[2]陳纪龙，孟洪兵.利用OO方法实现电梯控制系统的模拟[J].塔里木大学学报.2014（01）：：87-90.
关键词：PLC；电梯控制系统；研究
1 引言
近年来，我国的微电子技术得到了较为快速的发展，在这个过程中，可编程存储器装置在以往逻辑控制功能的基础上还具有了信息通信、网络传输以及数据处理等以往只有计算机才能够处理的功能，且在具有更多功能的同时还展现出了编程简单、安装维护便捷、体系小以及抗干扰能力强等优点。其在具体应用中，主要具有着顺序控制、过程控制以及数据处理等功能，能够对现今工业生产中的电动机设备以及其运行情况进行有效的控制。目前，PLC已经在我国很多领域之中得到了应用，在本文中，将就基于PLC的电梯控制系统进行一定的研究。
2 PLC概念分析
2.1 PLC概念分析
PLC，即编程控制器，其是以微处理器为基础而设计出的一种新型自动化控制系统，由输出、输入接口部件、电源部件以及处理器等几个部分组成，并由所具有的处理速度快、体积小、搭建简便特点而在我国现今工业领域中得到了较为广泛的应用。
2.2 PLC在电梯系统中应用的优势
对于现阶段电梯的控制方式来说，其主要具有微机控制、PLC控制以及继电器控制这三种主要形式。随着近年来我国建筑高度的不断提升、人们对电梯安全性要求的不断加大，传统的继电器控制方式已经不能够满足人们的需求，主要表现在接线复杂、通用性差、故障率高等方面。而同其相比来说，PLC系统则具有着体积小、可靠性强、抗干扰能力强以及安装便捷等特点，能够更好的保障电梯运行过程中所具有的安全性，尤其是对于控制功能小、层数较低的建筑电梯来说，其往往具有着更高的优势。而对于基于PLC技术建立的电梯控制系统来说，其则需要能够具备下述功能：第一，能够在电动机装置的应用下实现电梯的升降；第二，需要在某层停车情况下，通过按下楼层外呼按钮能够在延时状态下对电梯门进行开启。同时，在电梯对相关控制动作完成、且没有收到层外呼叫指令的情况下，整个系统应当保证电梯能够对关闭轿门的动作进行及时的相应，且控制设备应当在设定时间内进行自动运行处理，以此保证不同动作都能够具有有效的响应时间。
3 PLC电梯控制系统的工作原理
对于电梯PLC电梯控制系统来说，其在组成方面主要有拖动控制系统以及逻辑控制系统组成的。其中，逻辑控制功能主要通过PLC软件的设计进行实现，主要功能有轿厢所处位置判定、开启以及关闭轿门、定向选层以及换速等等。而在电梯拖动控制系统处于运行状态的情况下，电梯则会根据目前状态发出反馈信号，并在信号发出之后通过PLC控制系统对其进行传输，以此帮助系统能够有效的收到该控制信号。
从该系统工作原理看来，电梯控制系统则主要分为RUN以及STOP这两种状态。在RUN状态下，系统则会根据用户的控制要求对相关程序进行启动、执行与处理，以此实现对电梯控制功能的操作。而为了在这个过程中保证控制系统的输出能够对电梯运行中这种输入信号的变化进行准确、及时的响应，系统在对用户程序进行执行时往往会执行多次，并在短时间内发出多次、具有重复性的命令执行，直至PLC处于STOP状态位置，并以此实现了用户的通行需求。
4 基于PLC的电梯控制系统研究
4.1 设计思路
在电梯运行过程中，控制系统可以说是保证其正常运行的一个环节，而在对其控制系统进行设计的过程中，选择一个适合电梯运行的PLC是非常重要的一项内容。对于PLC来说，其可以说是现今电梯系统控制的一项重要因素，将直接对电梯系统的技术与质量都产生影响。对于电梯控制系统而言，其主要是由电视监控系统、指令系统以及控制系统等组成，在对该系统进行设计时，需要能够对PLC设计思路进行清晰的定位，并在严格根据系统设计以及应用要求的基础上对I/O接口进行分配。
4.2 软件设计
为了能够更好的对电梯控制系统进行设计与研究，我们以某建筑5层电梯为例，对其PLC控制系统设计过程中的几个重点问题进行分析与说明，其基本结构框架如下图所示：
图1 电梯PLC控制系统
4.2.1 在该控制系统的硬件配置、系统选型
为了能够保证该控制系统具有良好的可靠性以及稳定性，我们在对I/O点数进行设置时需要保证能够具有一定的余量，而为了更进一步提升其所具有的安全性，在控制部分则需要对门锁继电器以及急停继电器装置进行保留。而具体针对本5层电梯来说，则在对输出、输入信号纵梁进行充分考虑的基础上将输入点数确定在35点，而输出点数则确定在32点，并将该系统的输出电压设定为220V以及110V。
4.2.2 I/O地址分配
在我们对该电梯系统I/O点数进行确定之后，则需要根据I/O地址的实际分配情况、所确定完毕的输入输出点数以及外围接线方式对其进行全面的分析。在该电梯控制系统中，PLC主机可以说是最为关键的控制核心，在这个过程中，通过PLC输入结构的应用，则能够将信号有效的传输到PLC主机之中，并在主机的存储中心内部实现相关数据的处理以及运算。此外，该系统也会通过指层器、控制信号以及电梯驱动系统等应用完成对相关动作指令的发出动作。
4.2.3 指层控制回路指令分析
对于指层控制回路來说，其在该系统中能够根据电梯轿厢目前所处位置以及其即将运行的方向进行良好的指示。在现今电梯技术下，楼层信号的指示功能借助于电梯装置每层井道内的感应器装置以及轿厢顶部隔磁板装置予以实现。并能够在对后续运行方向进行良好预计的情况下通过PLC程序的应用对其实现控制功能。
4.2.4 定向选层线路分析 对于该项功能来说，主要是指在电梯系统中已经发出厅外指令或者轿内指令的情况下，系统电梯装置应当发出的信号以及处理方式。同时，当电梯即将达到或者具有厅外、轿内指令楼层的情况下，电梯在正常运行的过程中，其所具有的运行方向应当以电梯桥厢内所接收指令以及电梯轿厢装置实时所处位置为参照进行判定的，而如果电梯处于无人控制的运行状态，其所具有的运行方向则应当参照厅外召唤信号对电梯轿厢所处位置的判定为参照进行衡量。
4.2.5 开关门运行回路
以双开门电梯PLC控制系统为例，在我们对电梯开关门回路进行设计时，其所具有的功能主要有本层开门、手动开门、到达目标楼层后开门、基站启动开门以及自动延时开门等等内容。
4.2.6 信号控制系统
对于PLC控制系统来说，其目前主要是由PLC软件对其进行处理与控制的，在一个信号的控制系统中，所有的功能都是可以通过程序的运行来完成的。对于电流不同的电梯，比如直流电和交流电存在着一定的差别，除了一小部分的控制功能和输入意义及输出功能有差别之外，其他的PLC电梯信号控制的基本功能都是一样的，所以PLC控制系统在应用的过程中有着很强的通用性。
4.3 硬件设计
4.3.1 PLC选型
对于电梯控制系统来说，其具有着较多的输入输出口，对此，在对I/O扩展模块进行选择时，数量就需要具有充分的保证。在根据其所具有的较强抗干扰性以及稳定性要求，我们选择了SIMATIC S7一300PLC作为本电梯的控制器。同时，在本电梯系统中，仅仅具有数字量以及逻辑处理需求，而没有其他额外的任务，并不需要进行扩展，所以一个CPU以及一个电源模块即能符合本系统的运行要求。
4.3.2 变频器选型设计
在电梯变频调速系统中，变频器是非常重要的核心设备，其所具有的质量对于系统具有着非常重要的影响。而在对变频器品牌进行选择时，就需要保证质量以及参数能够满足要求。一般来说，在对相关参数进行选择时，负载类型以及系统变频调速方案则是对变频器进行选择的一项重要依据。经过对比、研究，本设计使用了TD3100电梯变频器以及门机变频器作为最终选择。
5 结束语
总的来说，在我国现今建筑建设数量增多、高度不断增加的今天，电梯的安装数量也得到了较大的增加。在上文中，我们对PLC的电梯控制系统设计与实现进行了一定的研究，需要我们在该研究基础上能够联系实际，以良好运行方案的设计与硬件的选择实现电梯的安全、高效控制。
参考文献
[1]吴云溪，邱光繁.低压电力载波通信在电梯控制系统中的应用[J].工业控制计算机.2010（07）：88-89.
[2]陳纪龙，孟洪兵.利用OO方法实现电梯控制系统的模拟[J].塔里木大学学报.2014（01）：：87-90.