基于三菱PLC的四层电梯控制系统的设计

现在城市高层建筑耸立，而电梯则成为最重要的“交通工具”。为了确保安全，提高可靠性能，可采用软件自动控制电梯运行。选择 PLC控制，一方面线路简化，便于随时更改；另一方面便于自动检测与报警。本设计以四层电梯为例，从载客电梯实际操作出发，兼顾递推功能，确保了电梯运行的安全性。

【关键词】可编程控制器 PLC 四层电梯

现在高楼林立，而电梯则已经成为最重要的垂直“交通工具”。由于电梯的特殊性，其安全性、稳定性以及软件控制更需要首先考虑。在工厂自动化过程中，而可编程控制器PLC已经大量运用，包括电化、生成乃至管理运输等，其性能的稳定性、安全性也已得到证明。本文以四层电梯为例，着重谈谈三菱PLC控制系统的设计。

根据实际，在设计中重点针对机械手控制系统进行研究和论证。具体内容如下：一是选择四层电梯，以上下行控制、开关门控制以及内外呼叫控制为主；二是需要运用高质量、寿命长感应器的信号输入来实现ฌPLC控制；运用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件编写PLC编程语言梯形图。

1 关于系统控制方案的确定

以电动机为动力的电梯，按具体用途可以分为乘客电梯、载货电梯、观光电梯以及车辆电梯等，在系统自动控制过程中，其设计之前主要考虑以下几点：一是需要了解电梯硬件以及控制要求；二是确定控制细孔所需的输入、输出设备，具体包括开关、传感器、继电器等；三是根据I/O点数选择可编程控制器PLC类型；ช四是分配输入输出点，编制输入输出端子的接线图；五是根据要求编写程序；六是测试输入程序；七是电梯整体联机调试。

这里以四层电梯为例，针对自动控制系统设计具体方案如下：

1.1 ญ开门控制

为了保证电梯安全性，因而其开、关信号以及故障报警信号是互锁的。通俗地说，也就是当开、关信号都无法正常运行时，其报警信号应该正处于有效时间。而当某一层楼指示灯亮时，则表示该层正处于开门、关门或者延时状态。

根据控制要求，假设有乘客按下某层呼叫建，这是亮的是与之相对应的指示灯，但是电梯却还有一段时间才能启动，因而在呼叫信号设计中需要一直保持到电梯运行到相应位置，其信号才消除。

1.3 上下行控制

（1）需要在每层楼间分别设置呼叫按钮。

（2）假设电梯收到信号后以5S/层速度运行，具体需要用层楼灯来显示电梯的运行状况。

（3）呼叫请求结束前，不得接受其他请求，还有每层楼间、上下行等指示灯之间不能同时亮，而当故障报警信号有效时，其余命令全部无效。

相比较电器控制方式，采用PLC控制电梯具有以下几点优势：

（1）从控制方式来看，可以轻易改变逻辑或者增加功能。

（2）从工作方式来看，用 PLC控制则是串行工作，不受约束。

（3）从控制速度上看， PLC主要是通过半导体来控制，无触点，速度快，自然也无抖动。

（4）从可靠维修来看：采用PLC控制系统，则无触点，寿命长，而且还具有一种自我诊断功能，便于现场调试和维护。

2 关于系统硬件设计选型

2.1 可编程控制器（PLC）选型

在选择具体PLC工程设计选型时，重点需要根据工艺特点以及应用要求。应逐一分析，明确控制具体范围、相应控制任务，具体动作操作，然后估算具体点数、以及相应存储器容量和确定PLC具体作用等，综合各种因素最终选择PLC和以及控制系统。目前市场上PLC种类相对较多。本文着重选择三菱公司生产的FX2N-64MR型号可编程控制作为控制器进行详细分析。

2.2 选择变频器

由于条件限制，本文着重通过模拟状态进行。主要是通过变频器外部控制实现电动机熟读以及方向变化。为了数据更具有真实性，本文主要针对三菱E540变频器进行模拟实验。

2.3 选择电动机

根据电梯实际作用，电动机应该具有以下特征：一是能频繁起制，而且电流小；二是在运行过程中噪声相对较低，散热功能相对较姣好。与此同时，曳引电动机还应该具备两个轴伸端：一是与减速器耦合，一是非传动端，一般装有飞轮。主要是为了增加转动惯量。综合考虑各种因素，本文着重选择，J250系列永磁无齿曳引机。

2.4 PLC外部电路的设计

2.4.1 电梯报警设计

在设计中，先模拟电梯出现故障，设计按下报警信号，这时指示灯亮，同时产生报警声，并且需要延时到10S。10S后，系统重新设置。

2.4.2 定位系统设计

模拟间，一般都有指示灯显示电梯所在位置。比如当电梯停靠在一楼时，通过传♪感器检测，给PLC输入信号，输出信号连接译码电路，使发光二极管点亮，从而显示此时电梯停在一楼。

3 关于系统软件具体设计

相对而言，图形编程语言中使用最多的是梯形图。而梯形图一般直观易懂，电气工作人员很容易掌握。在具体设计过程中，应着重围绕图形中触点之间的逻辑联系，以便推算出与图示中各个线圈相对应的编程元件状态。而这种逻辑解算都是按从左至右、从上到下的顺序进行的。具体系统工作流程简析如下：

（1）需要初始设置；

（2）需要确定检测目标层外是否有呼叫，或者电梯内是否有呼叫，没有直接结束；

（3）分辨呼叫本层是否与目标层相吻合，如果吻合，直接开门；

（4）重新确认电梯启动具体方向；

（5）电梯重新启动；

（6）电梯开始加速；

（7）电梯处于高速运行状态；

（8）对应格层检测；

（9）检测是否到达目标层，如果不是，继续保持高速运行状态；

（10）检测到达目标层，电梯开始减速；

（11）与目♡标层进行平层检测；

（12）电梯停止；

（13）电梯开门；

（14）电梯延时一段时间后自动关门；

（15）重新检测是否需要停止，如果不是，则需要原地等待；

（16）重新确认运行是否结束，如果结束则电梯停止运行。

4 总结

总而言之，本设计重点是围绕PLC，通过其强大控制功能，最终实现利用可编程控制器来控制电梯。相比而言，它编程简单形象，接线容易，而在扩展简单。当增加电梯功能的时候，只要在接线上增加行程开关，及时输入信号就行；至于软件更简单，直接相应增加相关程序以及输入具体功能就行。

参考文献

[2]刘载文，李毫升，钟亚林.电梯控制技术[M].北京：电子工业出版社，1996.