PLC电梯控制系统的设计

浙江宁波市特种设备检验研究院 阮 航 童海滨

PLC电梯控制系统的设计

浙江宁波市特种设备检验研究院 阮 航 童海滨

随着现代电力电子技术的发展，PLC控制器在电梯的控制系统中得到了广泛的应用，并且实现了交流双速→交流调压调速→交流变频调速的发展，有效提升了电梯运行过程中的安全性与可靠性。目前，国内具备PLC电梯生产能力的企业很多，但是由于受到技术、成本、工艺等因素的影响，在控制系统的设计中呈现出结构趋向于简单的特点，虽然满足了国家相关技术检测标准，但是却严重影响了PLC电梯的整体质量。因此，在PLC电梯控制系统的设计中，必须加强相关问题的探讨，并且注重新工艺和新技术的研究和应用。

一、PLC电梯控制系统的工作原理与功能

1.PLC电梯控制系统的工作原理。常见的PLC电梯控制系统主要是由拖动控制系统和信号控制系统组成，其中的硬件设备包括PLC主机、机械系统、门机、主拖动系统、层号指示灯、调速装置、层外呼叫按钮、外围扩展器件和轿厢操作按钮等。PLC电梯控制系统的基本工作原理为：通过将光电脉冲和外指令等信号输入到PLC主机内，利用PLC主机的相关软件，实现各种信号的逻辑运算和处理，然后通过指令信号的输出，以满足门机与拖动控制系统的实际运行需求。

2.PLC电梯控制系统的功能。PLC电梯的控制系统主要具有以下功能：通过一台相应功率的电动机，实现轿厢的上升与下降，同时设有各层之间的上、下呼叫开关；当电梯需要在某一层“停车待客”时，如果按下电梯的层外呼叫按钮，电梯必须保证延时后的自动开门；当电梯完成相应的轿厢内指令后而没有收到任何层外呼叫信号时，应实现轿厢的自动关门，并且按照设定的时间自动关闭轿厢内的照明和通风设备；当电梯的轿厢内同时有多个选层指令时，电梯应在设定时间内自动运行，并且根据运行方向自动停靠车门。

二、PLC电梯控制系统的设计

在PLC电梯控制系统的设计中，必须实现呼叫与响应过程的一次工作循环，并且同时满足控制系统正常工作、自检、强制工作等状态的自动切换，从而构建一个完整的电梯运行过程。在电梯中采用 PLC控制系统具有以下优点：采用PLC作为控制器，实现了电梯运行过程的自动控制，有效提高了其实际运行效率，并且减少了噪声污染的问题；在PLC电梯中省去了大部分的接触器与继电器，外部的线路也明显简化，从而形成了较为简单的控制系统结构形式；PLC的应用可以实现对于电梯中各种线路、系统的集中控制，有效增强了控制能力；与传统的电梯控制系统相比，PLC可以自动进行故障检测和报警显示，对于提高电梯运行的安全性具有积极的意义，而且便于检查与维修。

为了保证PLC电梯的性能和质量达到国家相关检验标准，必须在控制系统设计环节加强对于具体问题的研究，从而实现设计方案的最优化。

1. 信号登记、动作方向判断的设计。当PLC电梯处于停止运行状态时，如果某一层发出上行或下行指令，外部按钮所在的楼层就是电梯的运行终点。通过电梯所在位置与终点位置的比较，可以自动确定实际运行方向。在PLC电梯控制系统设计过程中，设计人员应注意到在已有呼叫信号的条件下，如果没有其他的呼叫信号发出，则要根据预设的程序自动确定电梯实际运行方向和重点。当PLC电梯处于上行状态时，所有的呼叫信号都以最上层为重点；而处于下行状态时，所有的呼叫信号则都要以最下层为终点，这是在信号登记、动作方向判断设计中必须注意的项目。

2. 轿门打开、关闭功能的设计。在PLC电梯控制系统的设计中，应注意到轿门打开与关闭功能的实现。一般情况下，轿门自动打开和关闭应满足以下条件。

（1）到达指定楼层后自动开门，并在预定时间内自动关门。

（2）电梯处于停车状态时，轿内发出开门指令，如果一定时间内未接收到任何指令，将自动关门。

（3）在轿门的关闭过程中，检测到阻碍关门的红外线信号，轿门将重新打开，待红外信号消失后，将自动关闭轿门.

（4）当电梯正常运行时，换速平层停车时会自动打开轿门。在PLC电梯轿门的自动打开与关闭功能设计中，一定要注意限位开关的合理设置，并且加强对继电器的吸合测试，以避免轿门电机因发生故障而导致电机烧毁。另外，在轿门的打开、关闭功能设计中，还要利用定时器进行相关动作的控制。

3. 信号排队、顺向载车功能的设计。为了有效提高PLC电梯的运行效率，在控制系统设计中必须采取信号排队、同向信号先行的方式。在设计信号排队功能时，当电梯呼叫指令发送到登记程序后，应实现上行指示、下行指示与各层登记信号的并联，从而实现PLC电梯的顺向载车功能。例如当PLC处于上行状态时，在中间楼层接收到上行指示信号，电梯将自动在发出信号的楼层停留，载客后继续向上运行。

4. 自动返回一层、楼层显示功能的设计。在PLC电梯的设计中，自动返回一层、楼层显示功能是控制系统设计的重要项目。如果电梯在规定时间内处于停止运行状态，即未接收到任何指令信号，则必须自动返回上一层。一般情况下，在控制系统设计中，应采取高楼层位置信号与电梯上行、下行信号之间的常闭点串联的方式，从而实现轿厢的延时控制功能。为了保证PLC电梯停止运行信号的长时间保持，一定要避免高层位置信号与停止信号之间的串联。另外，在PLC电梯的楼层显示功能设计中，应根据各层的检测信号，将其直接发送到轿厢的内部继电器上，从而通过轿厢内的LED数码管显示出来。

三、结论

综上，在PLC电梯控制系统的设计中，为了保证其功能性和安全性，必须注重新工艺和新技术的应用，并严格执行国家出台的相关标准和规范，从而不断提高控制系统的设计质量。