摘要：在科学技术快速发展的今日，电梯显然已是象征城市物质文明的主要指标，尤其是在高层建筑物中，电梯更是一种不可或缺的交通工具。现代智能化建筑向传统的群控电梯系统提出了高要求，只有不断创新电梯运作控制管理体系，方能让电梯更好地服务于人们。本文以基于PLC技术的楼宇群控电梯系统的主从站设计为研究对象，分析十二层群控电梯系统中PLC系统的整体设计方案。
关键词：楼宇；群控电梯系统；PLC技术；应用
在社会经济不断发展的过程中，高层建筑也层出不穷，高层建筑物中电梯的需求量也从单台逐渐扩展到多台。为了让电梯为人们提供更优质的服务，除了在高层建筑物中安装多台电梯外，还必须用更完善的管理措施以提升电梯群的运作效率。群控电梯系统就是在这样的背景下诞生的。目前，群控电梯控制系统在高层建筑的垂直运输中已经起到了非常重要的作用，且随着智能化现代建筑的成形，其作用将会越来越大[1]。因此，分析楼宇群控电梯系统的创新技术非常重要也极有必要。
1 楼宇群控电梯系统的构成
楼宇群控电梯系统主要由本体与控制器两部分构成。本体主要有底座、立柱、轿厢、控制面板等；控制器主要有PLC、变频器、开关电源等。群控电梯系统的子系统主要包括曳引系统、导向系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统以及安全保护系统[2]。根据楼宇的层数，电梯也相应要有几层。轿厢外，要求每层均应配有数码，以显示轿厢所处的层数，同时还需要有外呼按键与外呼指示记录。轿厢内，要配置相应楼层数的内呼按键，开、关门按键，内呼记录显示以及电梯运行指示。楼宇群控电梯系统的构成框架见图所示。
图1 楼宇群控电梯系统的结构图.png)
2 PLC技术
PLC（Programmable Logic Controller）即可编程控制器，是一种以微处理器为中心，集合信息技术、网络技术、智能化技术为一体的控制器，目前在电气控制领域中获得了普遍运用[3]。可编程控制器的工作模式是对程序进行反复扫描，在去开始运作后，内部的中央处理器便会自动调取使用者的操作指令，并开始进程程序扫描。可编程控制器的每一次扫描都必须经过三个步骤，即输入指令要求、程序响应执行、输出刷新。可编程控制器的功能模块能够做到步进精确控制，其优主要体现在于：体积小、易扩展、编程简单、维护性等[4]。基于PLC的电梯群控系统结构图见表2所示。
图2 基于PLC的电梯群控系统结构图.png)
3 十二层群控电梯系统中PLC系统的整体设计方案分析
本楼宇共12层，对应需设计12层电梯。本研究的可编程控制器为威海电气公司的麦科MX2H−3232MR，变频为MF10G2S 0.4GS，直流供电为5V5A。
3.1 电梯的PLC程序设计流程
图3 电梯的PLC程序设计流程.png)
图3a中[注1]是群控分配的核心，其分配原则是动态应答最短算法。通过不断估算每台电梯到达最近召唤楼层所需的距离，并比较每台应答距离的大小，选择最优的运行路径，并分配给对应单梯，程序流程图如3b所示。
3.2 电梯输入信号
（1）电梯位置信号：电梯位置通常是安装在电梯靠停位置的12个传感器X1~X12所构成，当电梯工作时，其位置信号处于OFF状态，当电梯停运时，其位置信号则处于ON状态。（2）指令内呼信号：指令信号共有12个，分别由K1~ K12共12个指令按键形成，当某个按键被按下，则表示电梯里的乘客对应想去的楼层。（3）呼梯信号：呼梯信号总共22个，依次由K21~K42共22个呼梯按键形成，当某个按键被按下，则表示电梯外的乘客想乘坐电梯。比如，K25表示二楼乘客想上楼，K26表示二楼乘客下楼。（4）电梯轿厢门的开、闭动作是由两个控制信号构成，门的开、关到位与否由这两个控制信号；（5）光电编码器发出的脉冲信号。
3.3 电梯输出信号
（1）电梯运作方向信号：电梯的运作方向是由两个箭头指示灯构成，分别显示电梯向上或向下的运作方向，当电梯处于休息状态时，电梯运作方向信号则不显示。（2）指令登记信号：指令登记信号共有12个，分别为L1~L12共八个指灯组构成，表明对应的指令信号已被输入，任务执行完毕后，信号将会自动消失。比如，楼梯在三楼，按“5”表示电梯里的乘客想到5楼，L5指示灯亮，说明该指示已被系统处理；当电梯到达5楼时，指示灯就会自动熄灭。（3）呼梯登记信号：呼梯登记信号共有22个，分别由L21~L42个指示灯构成。（4）楼层数显信号：用四点输出BCD码，LEDa~LEDg 依次表示11段数码显示各段笔画数。（5）电梯轿厢开、闭信号：电梯上行、下降动作信号高速、中速控制信号10个，送变频器。（6）语音报站控制信号。（7）报警铃响输出信号。
3.4 I/O端口分配与外部接线
对楼宇群控电梯系统中各个信号进行可编程控制器的O端口分配，当中，X0是快速计数C235的输入信号，旋入转编码器的脉冲信号，进行信号数据收集与传送时，需输入输出相应的信号分配表。可编程控制器的硬件接线如图1所示。线图中变频器的实施输入/输出控制方式，且对其进行长常规检查，以检查各个输出端口是否正常工作，一旦发现问题，则应立即分析原因，并找出相应的解决对策。此外，极限开关端相连和变频器的控制信号，一旦碰撞，变频器的控制电机停止工作[5]。
3.5 梯形图的设计
（1）数据寄存器的设置：在进行可编程控制器的程序设计时，应先设定5个独立的信息存储器，例如，当前楼层的信息存储器（D00），上升最远的信息寄存器（D01）、上升最近的信息寄存器（D02）以及下降最远的信息寄存器（D03）、下降最近的信息寄存器（D04）。当前楼层的信息存储器信号已被相应的当前楼层的信息存储器所替代，当前楼层号以十进制立即数的形式作为当前楼层寄存器（D00）里的内容被“存储”起来，并标记了电梯当前的位置。（2）信号整合与优先级别：如果某一楼层有呼梯信号，则会自动形成并保持一个与之相应的呼梯登记信号，直到此信号被响应后方会自动消失。例如，将全部能让电梯上升的呼梯信号进行整合，形成对应楼层的整体性呼梯信号，再根据高楼层优先顺序进行排序，以确保D01保持的数据一直是目前呼梯登记信号的最大值。（3）电梯上升与下降操作的执行：电梯上升或下降的操作动态调度结果目标楼层与电梯位置进行判断的，总体原则是将D01里的数据直接与D00里的数据进行对比，如果结果显示D01>D00，则电梯上升，当D00=D02时停梯、开门、灭灯；如果结果显示D01=D00，则电梯暂时处于休息状态。同理，将D00里的数据直接与D03里的数据进行对比，如果结果显示D03>D00，则电梯下降，当D00=D04时停梯、开门、灭灯；如果结果显示D03=D00，则电梯暂时处于休息状态。
4 总结
随着社会经济的不断发展，电梯产业的相关技术也有了史无前例的技术，电梯的应用领域与应用范围随之扩展开来，尤其是在高层建筑物中，电梯的应用更是随处可见。然而，为了确保电梯的服务质量，必须不断引入PLC技术等科学知识，以提升楼宇群控电梯系统的控制管理质量。
参考文献：
[1] 甄天作.PLC控制的群控电梯及安全问题[J].科技与企业，2016（5）：94-94.
[2] 江杰，郭晓斐.教学群控电梯模型模型设计[J].读与写：教育教学刊，2016（3）：52-53.
[3] 黄棣华.基于PLC与触摸屏的电梯群控系统研究[J].电子技术与软件工程，2015（8）：174-174.
[4] 何长江.基于PLC智能群控电梯系统设计[J].才智，2011（9）：52-52.
[5] 姬汉国.电梯群控技术的现状与发展趋势[J].价值工程，2014（31）：55-56.
论文作者:黄敏冬
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/19
标签：电梯论文; 信号论文; 系统论文; 群控论文; 楼层论文; 楼宇论文; 寄存器论文; 《基层建设》2016年12期论文;