基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

摘要：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PLC屬于一種可編程序的存儲(chǔ)器裝置，有關(guān)數(shù)據(jù)信息的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算以及順序控制等相關(guān)問(wèn)題均在可編程序存儲(chǔ)器內(nèi)部予以完成，并以模擬或數(shù)字的方式借助于輸出設(shè)備呈現(xiàn)出來(lái)。以基于PLC的電梯控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，從PLC控制應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與實(shí)現(xiàn)功能、系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題這三個(gè)方面入手，側(cè)重于對(duì)實(shí)際案例——PLC交流雙速5層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)的分析，圍繞PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一中心問(wèn)題展開了較為詳細(xì)的分析與闡述，并據(jù)此論證了PLC在提高電梯控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、動(dòng)作相應(yīng)時(shí)效性以及長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行安全性的過(guò)程中所發(fā)揮的重要作用與意義。
關(guān)鍵詞：PL控制；電梯控制系統(tǒng)；I／O地址；指令分析

0 引言
在現(xiàn)代微電子技術(shù)發(fā)展日趨加速的推動(dòng)作用之下，可編程序存儲(chǔ)器裝置在繼承既有邏輯控制功能的基礎(chǔ)之上，還具備了包括數(shù)據(jù)處理、信息通信以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)扔?jì)算機(jī)功能，其在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中所表現(xiàn)出的體積小、編程簡(jiǎn)單、可靠性程度高、安裝維護(hù)便捷以及抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)使其在工業(yè)控制過(guò)程中始終占據(jù)著最為核心的地位。有關(guān)PLC(Program Logic Controller)可編程序存儲(chǔ)器的應(yīng)用主要可以歸納為以下幾個(gè)方面：順序控制：順序控制可以說(shuō)是現(xiàn)階段PLC可編程序存儲(chǔ)器應(yīng)用為廣泛的領(lǐng)域，其成功取代了傳統(tǒng)意義上的繼電器裝置順序控制，較為典型的應(yīng)用形式包括數(shù)控機(jī)床、裝配生產(chǎn)流水線以及電梯控制等；過(guò)程控制：PLC可編程序存儲(chǔ)器裝置所具有的D／A以及A／D轉(zhuǎn)化模塊使其能夠借助于模擬量實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各種連續(xù)變化參數(shù)(包括溫度、流量以及壓力等在內(nèi))進(jìn)行有效控制；數(shù)據(jù)處理：借助于PLC可編程序存儲(chǔ)器裝置中所設(shè)置的四則運(yùn)算指令能夠形成相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及伺服電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行機(jī)械位置有效控制。本文以電梯控制為研究對(duì)象，結(jié)合PLC可編程序存儲(chǔ)器的應(yīng)用，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題做詳細(xì)分析與說(shuō)明。

1 PLC控制應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與實(shí)現(xiàn)功能
現(xiàn)階段電梯的控制方式主要包括繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)三種形式。在人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性及可靠性要求不斷提升的背景之下，繼電器控制系統(tǒng)所表現(xiàn)出的缺陷及不足不斷凸顯，包括電梯控制系統(tǒng)故障率較高、接線方式較為復(fù)雜、通用性較差以及可靠性較低等均是制約繼電器控制方式發(fā)展的最根本性問(wèn)題。與之相比，PLC控制系統(tǒng)在應(yīng)用于電梯控制過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)更加顯著：體積小、編程簡(jiǎn)單、可靠性程度高、安裝維護(hù)便捷以及抗干擾能力強(qiáng)等。在此基礎(chǔ)之上所運(yùn)行的電梯裝置有著更為安全、方便及舒適的特點(diǎn)，特別是對(duì)層數(shù)較低或是控制功能較小的電梯控制，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加突出。
基于PLC的電梯控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足如下幾個(gè)方面的功能：借助于電動(dòng)機(jī)裝置實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降動(dòng)作，并在各樓層之間設(shè)置相應(yīng)的上行及下行呼叫開關(guān)；電梯需要在某一層停車待客的情況下，只要按下電梯相應(yīng)樓層的外呼按鈕，控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)確保電梯能夠在延時(shí)狀態(tài)下自動(dòng)開啟轎門。與此同時(shí)，在電梯完成該項(xiàng)控制動(dòng)作指令且未接收到任何層外呼叫指令的情況下，控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)確保電梯轎廂能夠及時(shí)響應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉轎門動(dòng)作；在電梯轎廂同時(shí)接收到多個(gè)響應(yīng)指令的情況下，控制設(shè)備應(yīng)當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行處理，確保各動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間的有效性。

2 PLC電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理
電梯PLC控制系統(tǒng)主要包括邏輯控制系統(tǒng)以及拖動(dòng)控制系統(tǒng)，與之相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其中，邏輯控制功能借助于PLC系統(tǒng)軟件予以實(shí)現(xiàn)，包括定向選層、轎廂所處位置判定、換速以及開啟／關(guān)閉轎門等。與此同時(shí)，在拖動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，電梯實(shí)時(shí)工作狀態(tài)下的反饋信號(hào)能夠借助于PLC控制系統(tǒng)予以傳輸，從而明確相應(yīng)的控制信號(hào)。

與此同時(shí)，從PLC電梯控制系統(tǒng)的工作原理來(lái)說(shuō)，整個(gè)電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)基本可以分為RUN(運(yùn)行)以及STOP(停止)兩種狀態(tài)。在RUN狀態(tài)下，PLC借助于反應(yīng)控制要求的用戶程序的執(zhí)行處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯控制功能的操作。與此同時(shí)，為確保PLC控制系統(tǒng)的輸出能夠針對(duì)電梯運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生變化的輸入信號(hào)予以及時(shí)響應(yīng)，針對(duì)用戶程序的執(zhí)行并非僅執(zhí)行1次，而需要多次且重復(fù)性的執(zhí)行，此種重復(fù)性執(zhí)行動(dòng)作直至PLC處于STOP(停止)狀態(tài)。與之相對(duì)應(yīng)的電梯PLC控制系統(tǒng)工作原理示意圖如圖2所示。