如何在电梯教学中实施PLC控制

如何在电梯教学中实施PLC控制

季立新

季立新（江苏省盐城技师学院）

摘要：采用PLC构成的电梯控制系统能成功的对电梯完成自动控制，能准确地、及时地到达指定楼层，能按规定的频率曲线完成对电梯的速度控制。

关键词：PLC电梯变频器

0引言

电梯模型控制系统可分为逻辑控制部分和调速部分。逻辑部分选用高可靠性的PLC，利用软件逻辑控制，具有硬件简单、工作可靠等特点。教学模型调速部分是通过高性能的变频器控制电梯升降电机来实现的，变频器的频率输出和正反转则由PLC的输出来控制。

1系统结构

整个硬件系统由一个8层电梯教学模型、一个与之相配套的专用实验操作箱、变频器、以及用作控制装置的PLC组成。系统的硬件构成如图1所示。

电梯操作面板上的每层按钮指示灯则需有34点指令信号和20点以上的控制输出信号，他们分别是：①每层楼上、下请求按钮指令信号，共14点(除去1楼下请求和8楼上请求)。②每层楼的楼层限位开关指令信号，共8点③轿箱内8层楼楼层按钮指令信号，共8点。④开、关门按钮指令信号，共2点。⑤上、下请求指示灯信号，共14点。⑥开、关门控制信号，共2点。⑦变频器正、反转信号，变频器频率选择信号，共4点。其中1～4为输入信号，5～7是输出信号。

在进行PLC控制系统硬件设计时，首先是确定现场输入、输出信号的类型、作用和数量，再选PLC的型号，在此我们选择了日本松下公司FP1—C72PLC来对电梯教学模型进行控制。

2电梯定向逻辑

电梯的定向是根据电梯的上行、下行请求信号、电梯轿箱内请求信号、电梯当前所处位置等信号来确定电梯继续运行的方向。以下提出的用逻辑运算指令来进行电梯定向的方法可以比较好的解决以往电梯控制中的问题。

2.1状态转换方式电梯的方向只有上升、下降2个方向，但电梯也可能由于没有任何的请求信号而处于停止状态。电梯的方向处理过程中，电梯只能在上升状态与停止或下降状态与停止之间转换。以往的电梯控制系统中，当电梯响应完某个方向上的所有信号后，若所有剩余的信号都是反方向的，电梯立刻改变方向，此时，在原方向前方若出现新的呼叫信号，电梯将不会立刻应答，只是记忆该呼叫信号，这样既不符合电梯选层的优先原则，又不能有效的节约能源。采用图2所示的状态转换方式，电梯在响应完某个方向上的所有信号后并不是立刻反向，而是保持该状态等待一段时间后进入停止状态，然后再反向响应相反方向的呼叫信号。对保持时间进行合理的选择，完全可以做到既不会使电梯的换向过程显得迟钝，又能有效的响应同方向的新呼叫信号。

2.2电梯定向逻辑电梯定向逻辑在程序处理上使用松下FP1系列的PLC。将DT0作为电梯上行的记忆信号。将它低8位中的第一位代表电梯1楼上行请求信号，第二位代表电梯2楼的上行请求信号，依此类推。程序开始时首先将DT0的低8位全部置为“0”，然后判断在每一层是否又有上行请求信号，如果有，就将该层对应的位置为“1”，否则为“0”。同理可以将电梯的下行信号记忆到DT01的低8位中，将电梯当前的位置保存在DT02的低8位中，将电梯的轿箱内的请求信号保存在DT03的低8位中。

电梯处于上升状态时方向判断相对简单，只需将保存当前电梯位置DT02与DT0(记忆上行请求)、DT01(记忆下行请求)、

DT03(记忆轿箱内楼层请求)作比较就可以简单的判断在当前楼层之上有无上行、下行请求或者轿箱内楼层请求是否在当前层之上，从而决定电梯是否继续上升。

当电梯处于下降状态和停止状态时的方向判断则较复杂，下面以电梯处于下降状态时为例来进行说明。为了判断电梯在当前楼层以下是否有请求，在程序中用到了另外一个DT单元(DT04)来保存电梯的当前位置。

DT04与DT0作“与”操作，则可以屏蔽当前楼层以上的所有上行请求，而保留当前楼层以下的所有上行请求。若“与”后的结果不为零，则表示在当前楼层的下面仍然有上行请求存在，若“与”后的结果为零，则表示当前楼层以下已经没有上行请求存在了

用相同的方法可以判断在当前楼层的下面是否存在下行请求和轿箱内的楼层请求信号。综合以上3个判断结果就可以判断电梯是否继续处于下降状态。若电梯继续下降的条件不成立，则电梯经过一段定时后进入停止状态。

3电梯调速

在电梯控制系统中，电梯速度的控制是一个重要的问题。它既对乘坐者的舒适感有很大影响，又影响电梯的精确定位。当PLC完成定向后，向变频器发出方向使能的速度信号，变频器依据设定的速度及加速度值启动电机，达到最大速度后匀速运行。当电梯响应呼叫，到达目的层的减速点时，PLC切断高速度信号输出，此时变频器以设定的减速度将最大速度减至爬行速度。在减速运行过程中，变频器的调速器能够自动计算出减速点到限位点之间的距离，并计算出优化曲线，从而能够按优化曲线运行。

参考文献：

[1]杨承毅.《单片机应用技能实训》.人民邮电出版社发行.2006.

[2]金龙国.《单片机原理与应用》.中国水利水电出版社.2005.

[3]张迎新.《单片机初级教程》.第一版.北京航空航天大学出版社.2005.