基于触摸屏和PLC控制的电梯系统设计

刘燕芳

【摘要】随着经济建设的快速发展，我国的现代科技有了非常大的进步，自动化控制的水平也有着明显的提高。自从电梯发明以后，随着科学技术的发展，人们越来越重视电梯控制技术。电梯的电气控制技术主要是体现在电梯电气控制系统的设计上。本文阐述了PLC控制系统的设计方法，电梯系统的控制方法，介紹了电梯的以及变频器的工作原理，分析了触摸屏监控系统的方案。利用触摸屏监控电梯系统，可以提高电梯使用的方便性，提高人机互动性。

【关键词】电梯；PLC；触摸屏

一、电梯技术概况

电梯的电气控制主要用于管理位置信号、速度信号、安全信号和各种命令信号，使得电梯能够正常的运行，保证顾客的安全，不运行的时候电梯处于保护状态，并且要控制电梯能够发出各种显示信号，楼层显示、上行下行显示。在过去在电梯控制技术中采用继电器逻辑电路，通常被称为为继电器控制，硬接线逻辑控制方法具有简单，直观的特点，但通用性比较差，触点很多，接线复杂，故障率较高，而且设备庞大、耗电大，基于以上各种原因国家有规定淘汰。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活、使用方便、功能强、通用性好、体积小、重量轻、功耗低等优点，基于以上优点，目前我国电梯主要由先进的、可靠性高的PLC或者微型计算机控制。

二、PLC控制与变频器

1.PLC控制系统

PLC广泛应用于工业自动控制系统领域，对PLC控制系统的设计首先必须符合电气控制的设计的规范，其次还应充分考虑PLC的特殊性。在软件、硬件的结合方面，应充分发挥PLC软件、硬件功能，使系统的技术、经济指标更加优越。采用PLC控制系统是一个优势：采用PLC在电梯控制系统，使用软件自动电梯的控制，并提高可靠性。删除层的选择和继电器，控制系统是简单的，外部的布线简化。 PLC可以实现复杂的控制系统，方便地添加或更改的控制功能。 PLC可以自检和故障报警显示，提高了系统的安全性。便于维修。有关集团管控的部署和管理，提高电梯的运行效率，改变控制方案不需要改变硬件接线。

2.变频调速系统

变频调速系统有变频器、电动机、控制系统三大部分构成，有时还包括负载。变频器是一个能改变频率的交流电源，它是系统的核心。控制系统主要由控制器、电流、转速等检测器完成，用于按照给定指令，调节电动机的转速和控制电动机的转矩，完成传动任务。电动机主要是异步电动机，少数场合用同步电动机。负载即各类工作机械、设备，用于完成各种生产任务。

变频器是一个变频电源，可分为“交-直-交”和“交-交”两大类，所谓“交-直-交”就是将交流电输入，经过整流器变成直流电，然后经过滤波环节，再进入逆变器，逆变成三相频率可调的交流电，故称为“交-直-交”。“交-直-交”又分为电压型（大电容滤波）和电流型（大电感滤波）两类。

逆变器的输入信号，包括运行/停止，前进/后退，点动等运行操作数字操作信号。变频器通常采用开路集电极晶体管和继电器触点形式得到这些运行信号PLC输出端口，和逆变器直接连接到信号的终端，使PLC控制变频器

3.PLC与变频器的连接

PLC的输出电压为+24 V，是开关信号。使用这些开关信号作为变频器的输入信号控制PLC四个输出的有无[33]。它可以用来作为逆变器的输入，并最终控制电机的转速。第一个参数设置的驱动器上，商定一个固定的操作模式。PLC的四个输出作为信号输出。每个输出有一个0/1输出。如0000，0001，0010，0011，0100，0101……1111，总共有16种运行速度，可实现多种速度的运行。或增加变频器上升和下降时间是10秒，然后电梯增大加速速率，人们不会有明显的感觉超重和失重。最终达到乘坐舒适度的要求。

三、触摸屏监控方案

1.触摸屏

在电梯工程监控领域，工业触摸屏通常与PLC相互配套使用，有效地替代了传统电梯继电控制系统所需的控制面板和按钮操控柜，是一种智能可视化操作的综合数据显示系统。利用PLC与工业触摸屏相结合，使PLC能够完成具有图形化、可视化等工作界面的独立操作系统，简化传统控制系统控制台上按钮、仪器仪表、接线盘等的设备。

2.触摸屏主界面

主界面属于整个楼宇电梯群监控系统的基本画面，它用来显示各单元电梯的整体运行工况，模拟动画效果形象地描绘出各电梯上升和下降，同时可以对电梯进行各类处理，如电梯初始化设置、运行电梯、显示电梯故障等功能。当电梯出现特殊紧急情况下，运行管理人员可以通过主画面的“急停”按钮操作电梯，使电梯安全的停下，防止事故的继续扩大。

3.触摸屏故障详情界面

楼宇电梯群监控系统故障详情界面属于主界面的子界面，可以通过实际的数据显示出故障电梯故障点的位置，故障类型。当扫描过程中发现某台电梯端子出现故障时，电梯监控系统就会自动检测判断处故障类型及对应的参数值，便于相关检修维护人员进行对应的电梯维修保护，从而缩短了电梯的检修时间，有利于电梯的运行可靠性。

4.触摸屏参数设置窗口

参数设置窗口主要用来设置电梯三种调度模式下的时间段和楼宇电梯群控算法中各目标参量的权值和阀值，初始化单元电梯的原始数据，并将单元电梯驱动到底层，便于上位机系统进行调度。

四、结论

PLC作为先进的应用势头最强的工业控制器已经广泛的应用于各个控制领域；变频器作为交流电动机驱动器，广泛应用现代的工业生产和民用生活中；而利用触摸屏进行监控操作是现代工业控制的常用手段，应用范围非常广泛。

本文在深入研究PLC控制电梯系统的基础上，结合现代化的发展趋势，加上了触摸屏对电梯系统的监控设计，让电梯系统的操作更加方面、简洁，更符合现代社会的发展，加上触摸屏的监控，电梯系统更加符合现代化发展，更加符合人们的要求。

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