PLC电梯模糊控制技术研究

PLC电梯模糊控制技术研究

蒋法贺1,毛威2

1 身份证号：34222119****087054

2 身份证号：61232119****267617

摘要：随着我国人口寿命的增长，生育意愿的不断降低，我国已经进入老龄化社会。在一些老旧社区，往往采用的是步梯设计，大量的老人上下楼十分不便。对老旧矮层楼房进行改造，安装电梯是必然趋势。在我国的传统电梯技术中，主要采用继电器控制。线路非常有可能出现开路、短路的电路故障，而且维修和保养非常困难。使用PLC控制的电梯灵活程度高、稳定性好，变更功能时只需要更改梯形图语句，不需要重新连接电气线路。因此，进行基于PLC的电梯控制系统设计具有重要的现实意义。

关键词：PLC；电梯模糊控制技术；分析研究；

引言

随着经济、社会的发展，电梯已经成为特殊建筑、高层建筑中难以或缺的竖直交通运输设备。电梯的广泛使用，是人类社会进入工业化的重要标志之一。

1智能电梯项目的研发意义

智能电梯项目的研发，在一定程度上可以辅助小区的物业管理，且其内部一体化的数字操控模式，可从整个数据操控大环境对电梯装置内部组件以及运行环境等进行智能化、全天候监测，为业主日常出行提供便捷性及安全性。从电梯设备的发展趋势而言，从简单的机械拖动模式再到现代化的集成操控模式，其所形成的发展路径代表着科技的发展脚步。目前，大部分电梯装置的运行是通过系统操控功能，结合传感器装置，将顶层集成控制与终端操控机构进行对接，确保每一类数字信号、模拟信号的传输均可正常进行。智能电梯项目是在现代化电梯装置的基础之上，通过智能平台、信息技术等构筑出一个智能化操控平台。整体平台系统在运动及驱动过程中，不再局限于固定的组成模式之上，而是通过相对应的信号传输，每一项指令的下达均可通过智能网络框架予以精准传输，例如：楼层控制、消防控制、消毒控制及空调控制等。随着人们个性化需求的增长，对于智能化、自动化操控诉求也在逐步增加，而智能电梯项目的研发恰恰符合用户的多元诉求；同时，智能电梯在驱动过程中，不再局限于系统运行工序之上，而是通过终端系统的调控处理，真正提高各类操控环节的运行质量。

2基于PLC电梯控制系统的软硬件设计

2.1PLC选型

采用德国西门子公司研发的STEP－7作为编程软件，采用西门子公司的S7－200系列PLC作为控制器。根据输入、输出的数字量来分配I/O点数。根据控制要求，电梯控制系统共使用了33个数字输入量和30个数字输出量。选用CPU226为基本单元，其自身的输入点有24个，输出点有16个。电梯的输入信号不是连续的，所以选用数字量扩展单元模块，型号为EM223，输入点和输出点数均为16。电梯控制共计40路输入量，32路输出量，输出类型选择晶体管输出。在系统通讯中，PC机将控制程序传入PLC中，PLC收到控制程序，内部经过编译，变为内部存储器的状态;PLC将自己的状态送到PC机中，PC机收集到重要信息，进行实时的监控。

2.2控制系统设计方案

电梯保护控制系统的结构比较简单，因此PLC控制系统并不复杂，PLC中央处理单元的设备连接口主要连接了包括编译器、打印机、LPROM写入器、上位计算机、可编译终端等。PLC具备扩展接口，根据实际需求，设置了特殊功能需求的功能扩展单元，方便后期对系统功能的扩展。同时与系统连接的存储器包括系统程序存储器和用户管理存储器，设备不同的功能分区，方便用户对存储数据进行管理，并根据需要在中央控制器两侧设置输入单元与输出单元。

2.3硬件设备的设计与选型

控制系统主要的硬件包括激光位移传感器、运行接触器、抱闸接触器、断电设备、紧急制停装置、轿厢门传感器以及PLC控制器等，对控制系统的主要设备的设计与选型进行说明。首先是PLC控制器的选型，采用了日本三菱的FX2N-80MR型PLC控制器；断电装置主要作用是系统在监测到电梯有潜在风险时，可以切断电路以防止电力存在时电梯驱动力会对电梯制动造成严重影响。为了到达设计目的，选择自带交流接触器的断电装置，选择德国西门子RS500型电器断电装置。轿厢意外移动的一个非常重要的原因就是电梯本身的制停机构不能满足使用要求，因此需要选择可靠性好的制动器。根据实际功能需求，选择某电梯设备有限公司生产的钢丝绳制动器，该制动器额定工作速度小于或等于2.5m/s，额定启动载重量W=680～1450kg，系统总质量为1980～6100kg。PLC控制器选择了日本三菱的FX2N-80MR型控制器，并通过远程监测系统无线通信功能，具有远程服务功能，可通过短信自动向服务人员提供信息，对于管理人员具有重要的帮助作用。

2.4轿厢门的控制程序设计

(1)开门程序设计轿厢门的开启时间以及打开程度都有极高的标准。当轿厢的顶部触碰到楼层的平层限位开关，平层限位开关将信号传到PLC中，PLC判断该层是否具备停车条件。若具备停车条件，则曳引电机的主回路切换到制动部分，轿厢进入一级制动环节。通过时间继电器的延时作用，轿厢进入二、三级制动。当三级制动结束后，曳引电动机抱闸停车，轿厢停靠在外厅门处，门电机工作，轿厢打开。PLC执行完任务后，轿厢停靠在某层，电梯运行指令消除，进入休眠模式。若该楼层外厅有上、下行请求指令，PLC立即响应信号，轿厢开门。(2)关门程序设计轿厢门在关闭时夹到人或轿厢过载等问题都会导致电梯关门中断。若无意外情况且乘梯人员进入电梯后无操作，PLC内部的定时器T38计够5s后自动关门。正常情况下，若在关门期间按动轿厢内开门按钮，门电机应该立即响应，从反转变为正转;轿厢处于完全打开的状态时，按动关门按钮，门电机响应反转，轿厢关门。

3智能电梯的应用研究

智能电梯自动消毒系统的实现是以主驱动器为核心，通过PLC控制器与各类操控机构进行关联。例如：风口装置、空气过滤装置以及温度传感装置等，采集到当前电梯内部空间环境所呈现出的各类参数信息，然后结合神经控制网络与传感技术，分析出当前电梯内部环境中的安全隐患。此类隐患问题的确定是依据设备采集到的信息与数据库系统内的各类信息进行比对，当数据误差值超出主控制系统所设定的数据范畴时，则由PLC下达指令到各类驱动机构，对终端操控机构进行驱动处理。例如，当电梯内部自动消毒指标达到所设定基准，则将自动启动空气过滤器、紫外线装置及雾化喷气等过滤空气内部的杂质。在消毒喷雾器进行驱动时，其所呈现出的灭杀效果是由低浓度向高浓度区域转移，但是由于消毒剂本身所呈现出的毒性特征，如果浓度过高，则对人们身体造成一定的损害。在消毒处理之后，将由传感器分析出当前内部所呈现出的消毒处理模式是否达到相对应的基准，并驱动风机运转，对消毒剂进行净化与清除处理，通过输入雾化气体，降低电梯内部细菌滋生的速度。

结束语

智能电梯项目涉猎的专业技术较广，例如安全技术、信息技术、消防技术、消毒技术、温湿控制技术等，且每一类技术在具体落实时所呈现出的效果具有关联性，都是保证电梯装置运行的安全性与可靠性，为用户提供更为优质的服务。以PLC为控制核心，分析PLC控制器的工作原理，为电梯保护控制系统的设计与建立提供良好参考。

参考文献

[1]陈健,张兵,王存堂.基于专家模糊系统的液压电梯速度控制策略[J].装备机械,2020(04):13-19.

[2]刘影,吴常坤,谈丽娟.基于模糊控制的电梯群控调度算法设计与研究[J].自动化与仪表,2020,35(07):35-40.

[3]裴航.基于模糊神经网络的电梯电气故障诊断研究[D].华北理工大学,2019.

[4]吴小龙.电梯可靠性计算与质量模糊评价方法的研究[D].南昌大学,2019.

[5]徐文峰.基于模糊控制技术的电梯群控方法研究[D].吉林大学,2017.