基于PLC编程技术的双匀速电梯系统设计

邓利红

DENG Li-hong

（西安航空技术高等专科学校，西安 710077）

0 引言

伴随城市文明的不断进步，电梯作为方便、快捷、高效的乘坐工具，变成了人们工作和生活非常重要的一部分。稳定、安全的性能以及节能、高效的要求成为了电梯设计的一个重要的方面。电梯的呼叫是随机的，它是根据乘客的呼叫信号和系统控制而运行的。从本质上来说，电梯系统其实是一个人机交互的控制系统，它包含了变频技术、电气控制技术、PLC技术、通信技术等多学科技术。电梯的控制部分通常选用随机逻辑模式。目前的电梯系统大都采用单匀速机制，当电梯收到PLC发来的呼叫电梯信号时，电梯根据变频器设置的速度模式，进行加速，到达最高速后，以一个匀速的方式行驶；当运行到目标楼层的减速点时候，电梯根据变频器的速度设置进行减速，然后停车上下乘客。

本文设计的双匀速电梯，以两种均匀的速度方式运行：一是当楼层间距近、行驶距离短时，以低速的方式行驶，例如从三楼到四楼； 二是当楼层间距远、行驶距离长时，以高速的方式行驶，例如电梯从一楼到八楼，提前条件是在运行过程中没有其他的楼层乘客呼叫电梯。所以，双匀速电梯一定要分析当前电梯全部的呼叫，判断电梯应以何种速度进行行驶。因而双匀速电梯相对单匀速电梯来说，逻辑关系更加复杂，需要智能化的控制。在一定程度上来讲， 电梯运行状态的好坏，取决于PLC编程水平合理与否。

1 电梯系统的构成及运行原则

1.1 电梯系统构成

电梯系统主要包含本体和控制器两部分。本体主要由底座、轿厢、立柱及电梯内外用户面板等组成；控制器主要有PLC、开关电源和专用变频器等。电梯每层均有轿厢所在楼层的数码显示，以及外呼按钮和登记指示。电梯轿厢内呼面板主要有内呼按钮，电梯上下行指示，关门、开门按钮。电梯系统的组成如图1所示。

图1 电梯系统构成

1.2 双匀速电梯运行规则

1）在本楼层中，如有呼叫则开门，同时登记除当前楼层以外的全部电梯呼叫信号。

2）依据首先登记电梯呼叫信号，决定电梯的向上或向下行驶。

3）当电梯同时收到很多信号后，实施初始信号定向原则，相同方向立即执行，执行完毕后再换向运行。

4）在电梯同向运行过程中，可以实施截取电梯。

5）当电梯同向运行完毕实施换向时候，根据最远站原则实施换向。

6）电梯响应乘客信号，达到目标楼层时，电梯门打开，经过五秒钟后电梯自动关门。

7）在电梯响应超过三层以上楼层间距时，以较高的均匀速度行驶，快要到达响应楼层时，速度降低至低速行驶。假如在高速行驶过程中，有新的呼叫需求，并且楼层间距小于三层，那么就将高速降低为低速行驶。

2 双匀速电梯PLC程序设计

电梯在行驶的过程中，接收的信号具有不确定性，即接收的信号具有随机性，因而编写电梯PLC程序就变得比较复杂，通常能够根据功能进行相应程序的编写，然后实施综合。电梯PLC程序主要可以分为如下几种：登记呼叫，判断向上和向下运行，轿厢停止，关门与开门，面板数码显示等。本文针对其中一些进行了分析介绍。

2.1 楼层显示

当前轿厢的位置记录在寄存器D100中。假如目前电梯轿厢在二楼，那么寄存器的D100中的数值就是2。要求PLC的Y3至Y0的信号输出楼层的BCD码，因而本文采用BCD编码指令。楼层显示如图2所示。

图2 楼层显示

2.2 数据寄存器的设置

PLC程序设计过程中，设定了五个单独的数据寄存器进行电梯状态的存储。这五个数据寄存器为：目前楼层寄存器（D100），向上运行最远寄存器（D101），向上运行最近寄存器（D102），向下运行最远寄存器（D103），向下运行最近寄存器（D104）。用现楼层号表示现电梯所处位置，实施一一对应，现电梯所处位置采用十进制的表示方式，存储在目前楼层寄存器（D100）中，如图3所示。以此类推，每一个电梯的呼叫信号也采用十进制的表示方式，全部电梯呼叫信号中，电梯向上运行的最远值存放在最远寄存器D101中，电梯向上运行的最近值存放在最近寄存器D102中，电梯向下运行的最远值存放在最远寄存器D103中，电梯向下运行的最近值存放在最近寄存器D104中。

图3 寄存器设置

2.3 呼叫信号的综合设置

假如其中一个楼层出现呼叫电梯信号，那么就会自动形成一个与此楼层号一致的电梯呼叫登记信号，同时把这个登记信号进行保持，一直到此信号被响应后，才能把信号释放。同理，将全部的电梯向上运行的呼叫信号（包含内呼叫信号和外呼叫信号）实施统一的综合，于是便形成了和楼层相一致对应的全局呼叫电梯信号。全部的信号，根据高楼层优先的原则实施优先级排队，确保向上运行最远寄存器（D101）中储存的为目前呼叫电梯的最远值。在图4所示的寄存器中，M22至M28是二层至八层的综合呼叫电梯信号。M400，…，M418表示电梯的轿厢处于二层，…，八层以下。同理，将全部的电梯向下运行的呼叫信号（包含内呼叫信号和外呼叫信号）实施统一的综合，于是便形成了和楼层相一致对应的全局呼叫电梯信号，根据低楼层优先的原则实施优先级排队，确保向下运行最远寄存器（D103）中储存的为目前呼叫电梯的最远值。

2.4 电梯向上与向下的运行

电梯通过比较指令的判断，来决定电梯的向上和向下的运行。判断的原则为：将向上运行最远寄存器中的数值和目前楼层寄存器中的数值实施对比。如果前者的值大于后者，那么M50获得，电梯向上运行；如果前者的值等于后者，那么电梯就进行悬停。将目楼层寄存器中的数值和向下运行最远寄存器中的数值实施对比，如果前者的值大于后者，那么M60获得，电梯向下运行；如果前者的值等于后者，那么电梯就进行悬停。如果电梯是在向上运行，则电梯向下运行的呼叫请求就会被短暂屏蔽，使电梯一直运行到当前呼叫电梯信号的最高层。假如电梯在向上运行时，还有更高的楼层有呼叫电梯信号，那么就把D101寄存器的值进行实时的更新。

图4 向上运行最远寄存器设置

2.5 电梯双匀速运行的实现断

当电梯与目标楼层的距离比较近时，采用低速的模式行驶；当电梯与目标楼层较远时，采用高速的模式行驶，通过这种方式，从而可以有效地提高了电梯运行效率。寄存器D102中储存的是向上运行最近的目标楼层，通过把寄存器D102值减去寄存器D100值，即取得向上运行的目标楼层数，然后存入寄存器D105中。如果(D105)大于等于3，那么电梯就高速向上运行，否则电梯就以低速运行。同理，如果 (D106)大于等于3，那么电梯就高速向下运行下行，否则电梯就以低速运行。电梯的双匀速决策如图6所示。

图5 电梯双匀速决策

3 结束语

基于PLC编程技术的双匀速电梯系统，编程方法直观、简单，工作稳定可靠，功能模块比较独立，易于扩展和修改。双匀速电梯对于电梯维护人员以及相关专业的学生来说，有着重要的理论以及实际的指导意义，它为提高电梯运行效率和节能探索了一条可行的途径。

[1] 常国兰.电梯自动控制技术[M].北京：机械工业出版社,2008.

[2] 唐桂忠,张广明.免疫规划K-均值聚类算法识别电梯群控交通流模式[J].计算机测量与控制.2006,53-58.

[3] 李中华,朱燕飞.面向对象的电梯群控系统仿真平台开发与实现[J].计算机仿真.2005,22(2)：156-159.

[4] Y.Yong,Q.T.Ye.Dynamically dispatching method aiming to reduce the servicing time in the EGCS.IEEE.2005,10：1-5.