1、基于PLC的五層電梯控制系統(tǒng)設計文獻綜述一.課題研究背景及意義隨著我國經濟的發(fā)展，城市中涌現(xiàn)出越來越多的高層建筑，而與之配套的電梯已成為人們日常生活中不可缺少的工具。同時，由于城市老齡化問題的日益突出，多層建筑同樣也有使用電梯的要求。電梯作為現(xiàn)代智能建筑內的代步工具，方便了人們的生活、節(jié)省了時間和體力，也越來越顯示出它的重要作用。電梯質量的好壞在很大程度上取決于它的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電梯自動控制系統(tǒng)由繼電器接觸器進行控制，其缺點是觸點多、接線復雜、故障率高、可靠性差、維修工作量大等。而采用PLC組成的控制系統(tǒng)很好地解決上述問題，它具有工作可靠性高、靈活性和通用性高、編程簡單、使用方便、抗干擾能力

2、強等優(yōu)點，它是電梯運行更加安全、方便。二電梯控制研究相關情況尤翠英對電梯定義作了如下說明：一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯。服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于l5。的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。習慣上不論其驅動方式如何，將電梯作為建筑物內垂直交通運輸工具的總稱。1 李曉霞對其電梯控制系統(tǒng)的設計思路有如下描述：通過分析電梯的控制要求，首先選擇合適的PLC。PLC 是整個控制系統(tǒng)的核心部件，它對保證系統(tǒng)的技術指標和質量是至關重要的。根

3、據(jù)系統(tǒng)要求合理分配IO接口，編制PLC 的IO地址分配表，并繪制I0端子接線圖，最后編寫電梯控制系統(tǒng)的軟件，其包括PLC控制軟件和上位機控制軟件。編制PLC控制軟件需要深入了解電梯控制要求與主要控制的基本方法以及系統(tǒng)應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成和必要的保護等方面，可將電梯控制任務分解為獨立的幾個部分，利用結構化模塊化方法進行編程。2王鋒、顧戰(zhàn)松對電梯控制系統(tǒng)的I/O接口點數(shù)的確定有如下介紹：設建筑物共有N層，根據(jù)樓層數(shù)確定PLC的I0點的原則，則該電梯控制系統(tǒng)所需要的輸入輸出IO點數(shù)就能確定。輸入I0點數(shù)：外呼梯按鈕除第1層只有一個上呼梯按鈕，第N層只有一個下呼梯按鈕外，其余(N一2)層上

4、下呼梯按鈕各有一個；轎廂內控制盤包括1N層按鈕、開門按鈕、關門按鈕、報警按鈕各一個；轎廂門控由兩個限位開關實現(xiàn)；轎廂頂端有兩個減速傳感器，兩個平層傳感器；電梯井的底部和頂部各有兩個防止轎廂沖出導軌限位傳感器；編碼器需要兩個輸入I0點。共計需要的輸入I0點為3N+l3個。輸出I0點數(shù)：外呼梯按鈕指示燈共2N一2個，內呼梯指示燈N個，上下行指示燈2個，4位BCD碼指示需8個I0點，控制變頻器輸出需3個I0點，開門關門各1個。共計需要輸出I0點3N+13個。3毛衛(wèi)兵對電梯PLC的兩大控制系統(tǒng)有如下介紹：(一)信號控制系統(tǒng)在電梯中，它的信號控制系統(tǒng)大部分都是由PLC軟件進行處理的，PLC已經取代了以往

5、的機械選層器與繼電器等設備。在一個信號控制系統(tǒng)中，所有的功能都是通過程序控制來實現(xiàn)的。對于電流不同的電梯，如直流電和交流電，除了部分的控制功能以及輸人和輸出信號有區(qū)別外，其他由PLC電梯信號控制的功能基本都相同，因而PLC控制系統(tǒng)具有很強的通用性。(二)拖動控制系統(tǒng)電梯里有兩種不同類型的拖動方式，即直流和交流。PLC控制的拖動制系統(tǒng)不需要做太大的變動。拖動控制系統(tǒng)的工作情況及工作過程中的反饋信號可直接送入PLC，由PLC向拖動系統(tǒng)發(fā)出控制信號。目前，隨著變頻器的出現(xiàn)和運用泛，很多建筑中多采用交流調速電梯，它包括半閉環(huán)控制和全閉環(huán)控制兩種。在工作過程中，PLC先給變頻器發(fā)出的換速信號，然后由變頻

6、器控制主拖動電路，按照一定原則控制運行，達到調速目的。這樣看整個調速系統(tǒng)安全可靠又簡單實用、便于操作。4丁建峰對于電梯控制邏輯作了簡單介紹：1） 電梯行進方向由內選信號決定，順向優(yōu)先執(zhí)行；2） 電梯行進途中如遇呼梯信號時，順向截車，反向不截車；3） 內選信號、呼梯信號具有記憶功能，執(zhí)行后解除；4） 內選信號、呼梯信號、行車方向和行車樓層位置均由信號燈指示；5） 停層時可延長自動關門、手動開門、（關門過程中）本層順向呼梯開門；6） 有內選信號時延時自動關門，關門后延時自動行車；7） 無內選時延時5秒自動關門，但不能自動行車；8） 行車時不能手動開門或本層呼梯開門，開門不能行車。5 趙迎春對電梯控

7、制系統(tǒng)的調速部分有如下介紹：在拖動系統(tǒng)中，現(xiàn)在國內多采用電梯專用變頻電機和與之相配套的專用變頻器專用變頻器是為了滿足電梯的靈活調速、控制及高精度平層等要求而專門設計的變頻器控制電梯變頻電機按圖1所示理想速度曲線運行 電機何時啟動、換速以及電機轉向是由PLC根據(jù)電梯呼梯、減速等信號做出決策，發(fā)出信號給變頻器當變頻器接收到PLC控制器發(fā)出的呼梯方向信號，變頻器依據(jù)設定的速度及加速度值，啟動電動機，達到最大速度后，勻速運行，在到達目的層的減速點時，PLC控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設定的減速度將最大速度減至爬行速度在減速運行過程中，變頻器能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離，并計算出優(yōu)化曲線

8、，從而能夠按優(yōu)化曲線運行，使低速爬行時間縮短至03 S在電梯的平層過程中變頻器通過調整平層速度或制動斜坡來調整平層精度，即當電梯停得太早時，變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動斜坡值在電梯到距平層位置410 cm時，有平層開關自動斷開低速信號，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實現(xiàn)高精度的平層，從而達到平層的準確可靠6圖1 電梯理想速度曲線盧俊對電梯控制系統(tǒng)的程序編制作了簡單分類：考慮到電梯運行的復雜性和無序性，可以把電梯的控制電路分為樓層感應、門廳召喚、轎廂內選、電梯選向、確定換速信號、電梯減速平層、開關門、檢修運行等部分。然后再針對每個部分設計相應的功能模塊程序。7林瑾對電梯控制系

9、統(tǒng)的軟件設計特點有如下介紹：采用優(yōu)先級隊列。根據(jù)電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構成的隊列?？刂葡到y(tǒng)在電梯運行中實時排列的四個優(yōu)先級隊列，為實現(xiàn)隨機邏輯控制提供了基礎。采用先進先出隊列。根據(jù)電梯的運行方向，將同向的優(yōu)先級隊列中非零單元（有呼叫時此單元為非零單元；無呼叫時則此單元為零）送入寄存器隊列，我們利用先進先出獨處指令，將第一個單元中數(shù)據(jù)送入比較寄存器。采用隨機

10、邏輯控制。當電梯以某一運行方向接近某層樓的減速位置時，判斷該樓層是否有同向的呼叫信號，如有，將相應的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進行比較，如相同，則在該樓層減速停車；如果不相同，則將該寄存器數(shù)據(jù)送入比較寄存器，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該工作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實現(xiàn)隨機邏輯控制。采用軟件顯示。系統(tǒng)利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過硬件接口電路以LED顯示。8楊曉玲，朱群雄等對電梯動作有如下定義：（1）單一的電梯運行一般來說，一個電梯有三種操作狀態(tài)：正常模式，防火模式和維修模式。維修模式有最高的優(yōu)先權。只有維修模式取消了，其他的操作模式才能執(zhí)

11、行。下一個就是防火模式，當火警開關執(zhí)行時，電梯必須立刻回到底層或基站臺。當火警開關重置時電梯才能轉到正常的操作模式。在正常操作模式下，控制系統(tǒng)的基本任務是控制每一個電梯上下移動、?；蜷_始和門的開關。但是也有一些如下的限制：每一個電梯在轎廂控制面板上都有一組九個按鈕，每層樓一個。當這些按鈕被按下去的時候它們就會照亮，然后就引起電梯去訪問相應的樓層，當樓梯訪問到相應的樓層時照明就會被取消。除了第一層和最高層，每一層樓在樓層控制面板上都有兩個按鈕，一個用來請求電梯上升，一個用來請求電梯下降。當這些按鈕被按下去的時候它們就會照亮，當電梯訪問到相應的樓層時照明就會取消，然后電梯向預定的方向移動。在轎廂控

12、制面板或層樓控制面板上的這些按鈕都是用來控制電梯的運動。電梯不會錯過有乘客想在那里下車的那層樓。除非有人想在那層樓下，否則電梯就不會停在那。直到電梯把所有在電梯里的乘客按當前的運行方向服務完了之后才能改變方向，并且當轎廂正在按相反的方向運行時，廳門呼叫是不能被服務的。如果電梯沒有請求信號，它就會停留在當前的樓層，并且門是關的。（2）兩個電梯并行運行在這種情況下，有兩個電梯同時為這幢樓服務。電梯每天從上午7點到9點、下午5點到7點運行。當一個電梯到達平層時，它將會測試該停止是否有請求。如果有停止請求它就會停在這個層面。同時，為了平衡停止的數(shù)量，兩個電梯的操作會遵循某種調度原則。如果有一個電梯將要

13、停在某層樓或已經停在某層樓，那么另外一個電梯就不會停在那了。電梯的正常操作是通過它的電力傳動系統(tǒng)和邏輯控制系統(tǒng)的配合來執(zhí)行的。四.電梯控制目前尚存在的問題電梯作為現(xiàn)代建筑中的重要交通工具，它與一般的交通工具有著較大的差別。良好的電梯控制技術是電梯高質量運行的重要保障，電梯運行安全舒適、高效、節(jié)能控制器的性價比等都是電梯技術發(fā)展面臨的重大問題。 節(jié)能問題 越來越多的電梯進入高層建筑，電梯的節(jié)能運行是電梯開發(fā)和使用的關鍵。從控制的角度來看，有效地改善供電電能的質量、充分地利用電能是一個良好的舉措。 效率 電梯作為一種位能型負載，運行過程中需要作頻繁地升降運動，研究一種或多種電梯速度給定曲線，合理地

14、選擇運行速度曲線，是提高運行效率至關重要的一環(huán)，而目前國內生產的大多數(shù)電梯存在著給定速度曲線實現(xiàn)困難、資源耗用率高等系列不足等問題，極大地限制了電梯高效地運行。 控制器性價比低 目前國內的電梯廠家采用的電梯控制核心設備大部分都是國外進口產品，核心技術和知識產權為國外大公司所有。而少數(shù)自己開發(fā)的控制器也有開發(fā)周期長、開發(fā)成本高等缺點。另外國內的絕大部分VVVF電梯采用的變頻器都是電梯用專用變頻器，這種變頻器雖然使用起來很方便，但其價格卻是同類通用變頻器的1.5到2陪，使整個控制系統(tǒng)的性價比大大下降。五.電梯未來發(fā)展趨勢 林瑾指出：隨著現(xiàn)代經濟的發(fā)展，日益增高的高層建筑已成為現(xiàn)代都市的重要標志。電

15、梯時服務于三分之一樓層的固定式升降設備，建筑的發(fā)展必然帶來了電梯行業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，全世界平均1000人有一臺電梯，我國如果要達到這個水準，還要新裝80萬臺。到那時候，每年僅報廢更新就需要6萬臺，電梯市場供需兩旺，前景一片光明。由此可見，電梯市場是個很大的市場。首先，電梯的安全性要求很高；其次，用戶們對電梯的響應、運行速度，以及運行過程中的舒適度都有很高的要求；再次，電梯一直是高層建筑的耗能大戶，市場對新一代電梯提出了綠色、節(jié)能的要求。8那么電梯作為現(xiàn)代化城市唯一的垂直運輸?shù)慕煌üぞ?，今后的發(fā)展趨勢是怎樣的呢？首先，會向更高速方向發(fā)展，隨著人口的增多，隨著建筑特越來越高，隨著生活、工作節(jié)奏

16、的加快，要求電梯的運行速度也要不斷提高。其次，向多用途方面發(fā)展，電梯在工業(yè)、礦業(yè)、建筑、商業(yè)、軍事上已廣泛使用。長征捆綁式火箭，就是靠專用電梯來安裝檢查的。我國有的城市規(guī)定，民用住宅樓七層以上必須安裝電梯，電梯的使用范圍將越來越廣泛。而且，隨著城市的現(xiàn)代化，電梯不但在垂直運輸方面發(fā)展，而且也向水平運輸方面發(fā)展。在重要的場所，如機場、大型廣場等安裝自動人行道，也已經開始廣泛地使用起來。再次，向新型電梯方向發(fā)展，電梯是機電一體化的產品，許多的新材料、新技術、新工藝，都很快引入電梯行業(yè)中來。近年來的電子及微電腦技術應用于電梯待業(yè)使電梯發(fā)展突飛猛進，為了提高電梯的速度，為了提高電梯的舒適感和安全性能，

17、電梯的模式將突破現(xiàn)有的磨擦曳引式，向直線電機曳引和磁懸浮式電梯方向發(fā)展，成為無導軌、無曳引鋼絲繩、無曳引機組的新型電梯。最后，遠程控制技術的應用。電梯困人故障一直困擾著電梯的承包商,上世紀80年代初就有電梯廠商對電梯增加了過程監(jiān)視系統(tǒng),即在電梯轎廂內裝設攝像和通訊系統(tǒng),被困轎廂中的乘客可以同大樓的監(jiān)視人員建立聯(lián)系。由于這種設施只限于電梯所在大樓,且由保安人員負責,一旦電梯困人,還得通知專業(yè)人員來解困。而現(xiàn)在提出的遠程監(jiān)控服務系統(tǒng)是在遠程監(jiān)視系統(tǒng)上更進了一步,這種先進裝置集通訊、故障診斷、微處理機為一體,它可以通過市話線傳遞電梯的運行和故障信息到遠程服務中心(即電梯遠程監(jiān)控維修中心),使維修人員

18、知道電梯問題所在并去處理。如轎廂由于發(fā)生門故障而被困于某層,遠程維修中心根據(jù)故障狀況判斷后,則可允許用遙控方式來打開轎門和層門,在無維修人員到現(xiàn)場的情況下,被困人員就可以離開轎廂。如有的故障只能維修人員到現(xiàn)場排除的話,為使被困人員安心,中心即刻向轎廂播放安擾語音,解除緊張心理。自動扶梯安裝遠程監(jiān)控后,除了能監(jiān)視運行狀況外,監(jiān)控維修中心可根據(jù)顯示的信息作出快速的急停處理,以免發(fā)生傷害事故。遠程服務對用戶的受益是顯而易見的,電梯的遠程監(jiān)控不僅使用戶得到一個部件，而且使用戶享受到一整套的服務。遠程維修監(jiān)控中心始終監(jiān)控著他們所承包的電梯,隨時可以知道電梯的運行狀態(tài)和發(fā)生故障的屬性,維修人員去維修故障梯

19、之前就已知道該維修的項目,減少了維修服務的成本和時間,這種預保養(yǎng)式的售后服務方式在國外是深得用戶的信賴的,也將是我國電梯工業(yè)技術發(fā)展的一個重要方向。電梯技術的發(fā)展水平體現(xiàn)了社會的科學文明。摩天大樓的高度限制,不僅是建筑技術上的因素,一個重要的因素是受電梯提升高度的限制。相信,隨著電梯技術的開發(fā)研究,高效、高速、智能化控制的電梯一定會提供優(yōu)質良好的服務。無機房、無齒輪、電磁兼容性、遠程監(jiān)控等技術將是電梯工業(yè)今后幾年的重要研究方向。六參考文獻1尤翠英.基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設計J.科技創(chuàng)新導報，2010，82-832李曉霞PLC在電梯控制系統(tǒng)的應用設計J數(shù)字技術與應用，2010，213王鋒、顧戰(zhàn)松基于PLC的電梯控制系統(tǒng)J.電氣自動化，2003,25（6）：62-644 毛衛(wèi)兵.基于PLC的電梯控制系統(tǒng)J.INTELLIGENCE,495丁建鋒.基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設計J.2010,606趙迎春.PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應用J.遼寧師專學報，2004,6（4）：847盧俊.基于PL