摘要：电梯控制系统是电梯系统的关键，是保证了电梯运行平稳性和可靠性，是决定了电梯技术水平的差距。文章主要分析了PLC在电梯控制系统设计的应用，以供参考。
关键词：PLC；电梯；控制系统；
引言
电梯作为现代建筑的重要设施，不仅方便了人们的日常生活，还提高了人们的工作效率。电梯控制技术随着计算机技术、现代电子技术以及控制理论的不停发展也在迅速发展，新的技术不断出现和成功应用，推动了电梯技术的不断发展。基板控制器和PLC控制器是目前电梯控制系统中通常采用的控制方式。PLC控制器将微机用可编程逻辑控制器代替，以此来实现对输入输出信号的控制，其控制系统的核心是微处理器，从而使用PLC控制器也可以用来实现逻辑控制、运算、通信等功能，并且比基板控制器更加高效和稳定，处理的内容也更多。
1、电梯的基本构造
电梯是由多个机电配件组成的大型运输工具。电梯的硬件配置和电气等同于人体的躯干和神经一样，而其中的电梯系统控制部分则类同于人脑的功能一样操控着系统的全部活动行为。成熟的机电统一技术使得电梯成为展示现代化科学技术的典型产品。电梯的基础框架为八大系统和四大空间。八大系统涵盖了：轿厢、电气控制系统、门系统、曳引系统、电力拖动系统、安全保护系统及导向系统。四大空间则涵盖以下：轿厢部分、层站部分、机房部分与井道部分。本设计具体功能希望控制系统可以实现下面的功能：按照电梯构造内轿厢的位置和务乘人员的目的楼层等综合确定轿厢的运行方向，以便实现轿厢平层缓慢减速的效果。首先明确轿厢的欲停楼层；除外，依照楼层的呼叫，完成一体化的顺路停车和自动开关门的程序；电梯内部构造的轿厢外部和内部必须配备显示电梯楼层数和运作方向的信号指示灯。为此关于电梯的内部构造及各个系统的功能等的数据，要求设计人员烂熟于心，掌握这些功能之后通过编写相应的程序来实现上述功能。
2、PLC的工作原理
PLC实际上是一种用于工业控制的计算机，其基本结构与微型计算机类似。但是，PLC相较于传统的计算机控制系统，却不再具有计算机程序设计那样的“神秘感”。而购买PLC的用户只需要根据操作说明书以及软件操作流程，便可从简单到复杂来设计一个控制系统。而且PLC控制系统的设计不需要依赖特定的诸如C++，Java之类的固定语言，容易被初学者掌握，可以轻松的将其投入到生产实践中去。随着时间的推移，PLC的生产实践范围也在不断扩大，逐渐代替继电器等的传统电气控制器件。由于它具有设计灵活，简单易懂，通用性高，抗干扰性能十分强大等的优点，普遍受到人们的青睐。
PLC控制强调的是选择循环扫描技术以串行的模式完成线圈扫描工作。唯有线圈通电/断电时，线圈成功被扫描后触点有且只有一条指令。上述的PLC控制模型能够克服因继电器控制所致的时序失配和触点竞争的问题。所以，在执行用户程序任务时，其处理的输入信号不再随现场信号的变化而随之变化，而是按照输出信号状态寄存器的输出信号而做出动态的变化。实际输出信号是在输出任务完成的最后结果。PLC周期性的输入、输出处理方式对一般控制对象而言是能够满足的，但是对那些要求响应时间小于扫描周期的控制系统则不能满足，这时可以采用智能输入、输出单元或专门的软件指令，通过与扫描周期脱离的方式解决。PLC通电后，就在系统程序的监控下，循环往复地根据固定顺序完成系统内部的各个任务的查询、判断和执行，这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程。PLC采用周期扫描机制，简化了程序设计，提高了可靠性。扫描周期强调的是PLC执行一次输入到输出的总时长。具体工作流程为：依次按顺序对不同输入点进行扫描，继而再依次按顺序扫描用户活动中的各个指令，系统依据输入状态及指令内容开展逻辑运算处理，最终得出最后的逻辑运算结果，而输出状态寄存器则负责向不同输出点发出输出信号的过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在监视器中设定一个扫描周期的最大参数值，监视出实际参数值是否超出规定数值，降低任务死循环所致的系统故障。
3、PLC在电梯控制系统设计的应用
3.1电梯的模型结构
电梯主要由轿厢，滑轮，曳引电动机，钢丝绳等主要部分构成。而在整个电梯控制系统中，电梯控制柜则是整个控制系统的核心。它被用来实现电梯运行的各项指令，达到设计者的预期目标。电梯控制柜一般放在电梯机房内，主要由PLC，继电器，开关，LED显示器部分。而在这些控制部件中，PLC作为主控装置实现了电梯的适度运行。电梯的运动控制主要通过PLC的编程实现。在程序设计时往往按电梯所需要实现的不同功能来进行分块式的编程，主要的编程部分有：召唤箱的控制程序，轿厢内部操作箱的控制程序，电梯门的开关程序，电梯在特定楼层准确停靠的程序等等，这样分块设计降低了设计的难度。并且在日后电梯的维护检修中，也可以对应出现的不同电梯故障有针对性的进行查漏补缺，降低了维护成本。
3.2电梯控制系统硬件系统
电梯控制系统输入和输出接口数量繁多，为此要求配备多个I/O扩展模块以便接入。由于电梯控制系统结构较为繁琐和复杂，而采取面向对象的模块化编程法能够满足本系统的完整设计要求。电梯的大型机械设备，其对控制系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力要求颇高。例如，某电梯设计项目中，综合考虑成本、I/O扩展能力等要素，采用SIMATICS7-300PLC系列作为本电梯控制系统的核心控制器。同时因为本系统的特性，只执行数字处理任务和无需扩展、一个机架可容下全部模块，没有别的额外任务需要处理等条件下，本设计仅用一台CPU、一个电源模块及分别三个数字量输入和输出模块就构成了电梯控制系统的硬件系统[5]。变频器决定着变频调速系统的品质高低，在该系统中发挥着核心价值。在选定变频器品牌和型号时应当充分参考设备的使用寿命、产品质量、品牌口碑以及实际的变频调速设计方案、应用要求和负载类型等，综合上述要素选出最适宜、质量上乘的变频器，以确保整个变频调速系统的稳定性和可靠性。为此，本篇论文中采用了爱默生牌的TD3100型号的曳引机变频器作为本电梯设计系统的专用变频器，而门机变频器则是采用了西门牌的MM440型号的通用变频器。
3.3电梯控制系统程序系统
呼梯信号包括内选信号和外呼信号，当乘客在轿厢内按下相应的楼层选择信号时，该楼层的内选指示灯点亮，内选信号被储存。当电梯到达某一层并执行开门程序时，说明轿厢已经到这一楼层并且开门等待乘客离开轿厢，相应的内选信号清除。外呼信号的清除相对要复杂一些。如果电梯运行方向与呼梯信号方向相同，那么呼梯信号可以如常执行；反之若电梯运行方向和呼梯信号相悖则首先要等电梯轿厢到达目的楼层后反向运行时，再响应该呼梯信号。如果电梯在运行过程中，有多个反方向的呼梯信号同时存在，则应先响应最远的呼梯信号。
结束语
根据电梯的控制原理与功能要求，本论文介绍了电梯控制系统的设计，并在此基础上，进行了控制系统硬件的设计，包括PLC的选择，电梯轿内、厅外电路的驱动及显示电路设计等等。充分考虑电梯管理系统的控制标准下，融合目前的技术和电梯发展方向进行有针对性的电梯控制系统的编程设计，依据控制标准对目前电梯内部构造予以分析，实现对电梯系统的控制运行。
参考文献：
[1]张一.浅析PLC对电梯自动化控制[J].城市建设理论研究：电子版，2015（10）：65~67.
[2]张文军.基于PLC的电梯控制系统的设计与研究[J].现代电子技术，2012（23）：161-163.
[3]许少衡，张廷锋，莫文贞.基于PLC电梯控制系统设计的创新实验[J].中国现代教育装备，2011（03）：127-129.
论文作者:曹超宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：电梯论文; 控制系统论文; 信号论文; 系统论文; 楼层论文; 控制器论文; 程序论文; 《基层建设》2018年第20期论文;