基于plc的電梯電氣控制系統的設計分析

　　摘 要：本文作者根據電梯的原理特點(diǎn)，在分析PLC控制技術(shù)特點(diǎn)的基礎上，提出了一種PLC智能控制系統設計方案，提高了電梯運行的可靠性、舒適性和效率。

　　關(guān)鍵詞：電梯;PLC;智能控制

　　Abstract: The author based on the principle of the characteristics of the elevator, on the basis of the technical characteristics of PLC control analysis, we propose a PLC intelligent control system design, improve the reliability of operation of the elevator, comfort and efficiency.

　　Keywords: elevator; PLC; intelligent control

　　電梯是隨著(zhù)高層建筑的興建而發(fā)展起來(lái)的一種垂直運輸工具。多層廠(chǎng)房和多層倉庫需要有貨梯，高層住宅需要有住宅梯，百貨大樓和賓館需要有客梯、自動(dòng)扶梯。本文主要研究電梯的PLC智能控制方法。傳統電梯控制系統主要有三種控制方式即繼電器控制、PLC控制和微機控制，其中繼電器控制系統具有故障率高、可靠性差、接線(xiàn)復雜、通用性差等缺點(diǎn)�？删幊炭刂破�(PLC)編程采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言，具有控制靈活方便、抗干擾能力強、運行穩定可靠等特點(diǎn)。因此對于一個(gè)小型的智能電梯，利用PLC對其進(jìn)行控制是一個(gè)最佳選擇。本文主要以小型交流電梯的控制系統為例，結合PLC控制技術(shù)的特點(diǎn)，提出了一套智能電梯控制系統的應用設計方案。

　　一、電梯PLC智能控制的基本原理

　　模糊控制是一種基于規則的控制，它直接采用語(yǔ)言型控制規則，出發(fā)點(diǎn)是現場(chǎng)操作人員的控制經(jīng)驗或相關(guān)專(zhuān)家的知識，在設計中不需要建立被控對象的精確的數學(xué)模型，因而使得控制機理和策略易于接受與理解。模糊控制方法魯棒性強，干擾和參數變化對其控制性能影響大大減弱，它設計簡(jiǎn)單，便于應用。由于模糊控制是基于啟發(fā)性的知識及語(yǔ)言決策規則設計的，這有利于模擬人工控制的過(guò)程和方法，增強控制系統的適應能力，使之具有一定的智能水平。本文研究了一種新型的PLC智能電梯控制系統的構成。它與傳統電梯控制系統的主要區別是利用模糊邏輯推理控制方法確定適合于電梯運行情況的規則，通過(guò)進(jìn)一步處理所選規則從而最終確定電梯運行程序。該系統能向乘客及時(shí)報告電梯運行狀況，從乘客心理和生理條件出發(fā)以滿(mǎn)足高效率運輸。智能電梯控制可分為兩個(gè)方面：電梯拖動(dòng)系統控制和電梯邏輯控制。電梯PLC控制系統主要包括PLC、操縱盤(pán)、呼梯盒、井道等裝置。

　　二、電梯PLC智能控制的應用實(shí)例

　　智能電梯系統集成

　　為了提高上述電梯控制系統的工作穩定性和可靠性，開(kāi)發(fā)了一種以數據傳輸為核心的智能電梯控制系統。這種智能電梯控制系統，包括電梯控制中心、電梯管理模塊、樓層控制鍵盤(pán)、功能設備和監控計算機， 該電梯工作原理可總結為：首先，電梯管理模塊通過(guò)功能設備讀取用戶(hù)卡內的用戶(hù)信息，并查找另一微處理器中存儲的用戶(hù)資料，如果查得到相應的用戶(hù)記錄，則讀取該用戶(hù)的樓層權限;否則，系統返回操作。接下來(lái)，另一微處理器分析用戶(hù)的樓層權限，判斷其可到達的樓層數。如果用戶(hù)權限等于1，即該用戶(hù)只可以到達一層樓，則控制系統響蜂鳴器提示操作成功，并將相應的樓層信號發(fā)送給電梯控制中心;如果用戶(hù)權限大于1，即該用戶(hù)可以到達多個(gè)樓層，則控制系統響蜂鳴器提示用戶(hù)輸入需要前往的樓層號，并開(kāi)放樓層控制鍵盤(pán)的權限按鈕，用戶(hù)通過(guò)樓層控制鍵盤(pán)輸入目的樓層號，該樓層信號通過(guò)輸入0輸出電路傳送到微處理器電路，同時(shí)，電梯管理模塊將該用戶(hù)權限信號送給電梯控制中心;如果用戶(hù)無(wú)使用權限，則系統返回操作。最后，電梯控制中心對來(lái)自控制鍵盤(pán)的樓層信號和來(lái)自管理模塊的權限信號進(jìn)行分析運算，判斷出用戶(hù)要到達的目的樓層，并登記相應信息，點(diǎn)亮相應樓層的按鍵燈，提示操作成功，開(kāi)啟相應樓層開(kāi)關(guān)。系統返回，等待下一個(gè)用戶(hù)的操作。

　　三、電梯信號PLC控制

　　電梯信號主要由PLC程序實(shí)現，取代了大部分繼電器。輸入到PLC的控制信號有：運行方式選擇、運行控制、內指令、外召喚、安全保護、呼梯及選層顯示、方向指示、到站鐘、開(kāi)關(guān)門(mén)控制、井道信息或旋轉編碼器光電脈沖、開(kāi)關(guān)門(mén)及限位信號等。輸出控制信號有：樓層顯示、拖動(dòng)控制信號、門(mén)區或平層信號等。①運行狀態(tài)程序：電梯可在有司機、無(wú)司機或檢修三種狀態(tài)下使用。②保護程序：為了保證乘客的安全，通常在轎門(mén)和中分式門(mén)雙側安裝安全觸板。③上、下行程序：集選控制電梯將各層樓廳外的向上和向下召喚信號與轎廂內的指令信號綜合在一起進(jìn)行集中自動(dòng)控制。根據呼叫信號、內選信號與電梯位置，確定電梯是上行還是下行;程序中順向呼叫信號與內選無(wú)條件響應，反向截車(chē)遵循最遠程反向原則。④呼叫信號程序：電梯有內指令或廳召喚信號時(shí)，自動(dòng)記憶呼叫信號并且有記憶燈亮。在電梯到達某層停車(chē)時(shí)，自動(dòng)消除順向呼叫信號，保存反向的呼叫信號。⑤轎廂與廳的指層信號程序：指層信號由高速計數器的計數值與平層點(diǎn)的計數脈沖相等時(shí)發(fā)出的平層信號來(lái)獲得�？刂齐娐吩O計可獲得連續的指層信號和方向顯示。⑥開(kāi)關(guān)門(mén)程序;電梯到達目的層后，自動(dòng)地進(jìn)行開(kāi)門(mén)、等待及關(guān)門(mén)過(guò)程，在關(guān)門(mén)過(guò)程中，如果門(mén)上感應器感應到門(mén)口有人時(shí)或廳外有呼叫信號時(shí)，又重新進(jìn)入開(kāi)門(mén)狀態(tài)。還可在本層廳外開(kāi)門(mén)、檢修時(shí)開(kāi)關(guān)門(mén)。⑦有無(wú)司機時(shí)程序;無(wú)司機電梯自動(dòng)起動(dòng)、加速、制動(dòng)減速及自動(dòng)平層，電梯按指令、召喚信號自動(dòng)定向、自動(dòng)保持最遠層站所定的方向;有司機時(shí)按上升或下降按鈕;檢修時(shí)只能慢速。⑧換速程序;用PLC的高速計數器對輸出脈沖進(jìn)行計數，當高速計數器的計數值與換速點(diǎn)對應的脈沖數相等時(shí)，且目的層有有效的選層信號或呼梯信號，則發(fā)出換速信號，電梯轉入減速階段。

　　結論

　　本文研究了一種變頻域PLC調速控制方法。假設輸入變量誤差為x，其初始論域為[-E，E]，那么采用7個(gè)語(yǔ)言值：“正大”、“正中”、“正小”、“零”、“負小”、“負中”、“負大”。當誤差逐漸縮小，原始論域對于縮小后的誤差偏大，如果仍然原始論域及其劃分進(jìn)行分析勢必加大誤差，從而降低控制精度。而變論域的思想是：在規則形狀不變的情況下，論域隨著(zhù)誤差變小而收縮，論域隨著(zhù)誤差而增大。當電梯的運行速度受到外界干擾時(shí)(乘客的增、減)，其速度會(huì )偏離預期的速度變化曲線(xiàn)，傳感器會(huì )采集到對應的誤差變量x。如果x與極值誤差接近時(shí)，論域不發(fā)生變化，當與極值誤差相差較大時(shí)論域則需進(jìn)行相應的變化�？刂破鞑粩噍敵稣{節作用。誤差逐漸減小。對于較小的誤差則調整隸屬度函數的形狀，以提高控制量變換精確度。

　　參考文獻：

　　[1]毛懷新.電梯與自動(dòng)扶梯的技術(shù)檢驗[M].北京：學(xué)苑出版社，2001.

　　[2]葉安麗.電梯技術(shù)基礎[M].北京：中國電力出版社，2004

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