PLC控制的群控电梯及安全问题

【摘要】如今电梯的自动控制系统不断更新，已不在使用继电器控制系统，并且控制系统实现了闭环控制，使它的性能与可靠性都得到了很大的提高。

【关键词】电梯群控系统；PLC；安全问题

一、PLC群控电梯的概述

1、群控电梯的概述

以电动机为动力，以轿厢或台阶式为平台，在层建筑楼中用来进行搬运货物或人的一种设备被称为电梯。而所谓的群控电梯是通过程序对整栋楼的所有电梯进行分组，针对不同情况实现多台电梯的最优控制。电梯是以电机为动力的，可以说电梯是高层建筑里的高能耗设备之一，所以节约能源也是首要问题。传统的控制方式是继电器控制，它是最早应用在电梯控制中的一种方式。这种控制方式存在有故障发生率比较高、维修养护极不方便、消耗的能源较大等缺点。

最近几年，随着PLC技术在工业应用上的成熟，电梯控制中运用PLC，也得到广泛认可。PL控制电梯的优势：不需改动硬件接线更改控制方案时，没有了冗杂的继电器等，结构大为简单，线路组成简化。同时它有很强大的扩展功能，可以方便的增加改变控制功能实现多种负杂系统的控制，尤其在群控方面的优势很大，可以很好的调配管理，效率大大提升了，并且鉴于他的自动检测故障与显示功能使它运行的安全性很高，检修也方便的同时，PLC群控电梯的应用在节约能源，降低能耗方面起到了很重要的作用。

另外，电梯的基本类型如下：

（1）按照用途分类。载人用的电梯，为输送乘客服务乘客用的电梯，安全设施必须要有保障。运货用的电梯，主要是用来运送货物时用的电梯，当然也要有人的跟随。医院用的特殊功能的电梯，为医院运送物品药品等用的电梯，比如医用车，担架，病床等，轿厢要长而窄的特点。观光用的电梯，它是透明的，可以供乘客观看风景时用的电梯。船舶运输用的电梯，船舶上使用的电梯。除上面的常用电梯外，还有许多种类，例如特种电梯，例如车辆专用的电梯，杂物专用的电梯，矿井专用的电梯、消防专用的电梯等等。（2）按照驱动方式分类。分为交流电驱动的单速电梯、交流电驱动的双速电梯、交流调压调速的电梯、交流变压变频调速的电梯。还有用直线电机驱动的电梯。（3）按照速度分类。分为极高速、较高速、高速，中速及低速，极低速等电梯。（4）按照有无司机分类。分为有人控制电梯，无人控制电梯，有/无人控制电梯。（5）按照控制方式分类。分为信号控制，集选控制，手柄开关控制，按钮控制，并联控制和群控电梯等。（6）特殊电梯。分为建筑施工电梯，消防电梯，冷库电梯，矿井电梯，斜行电梯等等。

2、PLC的概述

可编程序逻辑控制器又简称为PLC，它能进行简单的算术运算和逻辑运算、定时和计数操作。可编程控制器本着易于扩充其功能的原则设计，其有关外围设备，都按照工业系统联成一个整体它是把微机技术与继电器控制技术以及最近比较新的直接数字控制技术、监控计算机联网等加进去，很好地融合在一起，实现工业生产的优秀品质、高效的产能、节约了能源与降低损耗成本。接口用途较广泛，还具有监测控制、网络通讯的作用。外围设备接口可以把外围设备与CPU相连接，以完成相应的操作。除此以外，PLC为扩展存贮区设置了存储通信接口，为了建立完整的通讯网络还设置了通讯接口。

3、PLC电梯群控系统的特点

电梯群控系统的管理对象是多台电梯，并且这些被管理对象所针对的对象为各种各样的人群。要为所有的乘客提供最优服务，则要求它必须合理的处理一些离散的信息，要能在保证服务质量以及节能的前提下为更多数量的乘客服务是要达到的控制目标。具体表现在以下几方面：（1）短的平均候梯时间。在最短的等待时间内让人们乘坐电梯，一直是群控系统要研究的问题。（2）长时间等候电梯的几率要低。乘客的心理烦躁程度是与其等候电梯时间的长短有关。（3）电梯的运行速度要快。乘客的心理烦躁程度还与乘坐电梯时间的长短有关。（4）系统能耗要求低。众所周知，大多数的机器都是在启动和加减速以及停止制动的时候产生的能耗比正常运行时要大的多。所以想要节能就尽量减少单个电梯运行时停的次数。当然它的耗能还与其本身的驱动，机械方面的性能相关。电梯加、减速时的能耗比正常运行时要高很多，我们为节约能源延长电梯的使用寿命，要设计出合理的系统来减少不必要的停靠的次数。（5）客流的输送能力要求高。输送能力，即是电梯输送乘等候电梯的时间过长、乘客心理客和货物的能力，它的强弱关系到电梯性能的好坏。电梯是高层建筑的重要的交通运输工具，如果其输送能力达不到，势必会造成拥挤等不良后果。特别是在节假日客流比较集中的时候，就更需要大输送量的电梯了。（6）轿厢内的空间要适当。我们知道乘坐电梯时候太拥挤肯定会给我们带来极大地不方便，合适的乘梯人数会提高人们乘坐电梯的舒服程度。（7）要有合理的工作模式。因为人们的工作和生活存在着周期性和规律性，办公大楼电梯的乘客流量是存在一定周期性和规律性的。办公大楼的群控电梯一般是把一天分为以下几种模式：上、下班高峰期模式、午间休息模式、夜晚空闲模式和任意模式。

4、PLC群控电梯的组成

电梯群控系统不再是一台电梯的简单操作而是由多台电梯共同组成的一个相当复杂的系统，并且每台电梯之间还要相互发送和接受彼此的信号。目前，虽然电梯群控系统的实现方式有很多，但其系统的结构实基本相似的。PLC群控电梯的组成大致可以分为两大块，一部分是硬件系统，一部分是软件系统。1）系统硬件组成。系统的硬件主要有电梯机房部分，电梯井道部分和电梯电气控制部分。（1）电梯机房部分：曳引减速机、电动机，曳引轮，电梯制动器、限速器，增量式旋转编码器。（2）电梯井道部分：导轨、称重机构、门机机构、安全钳、灯、排风扇、层门、楼层召唤指示控制器、曳引绳、导向轮、一层平层感应器、上（下）行限位开关、上（下）行极限开关、随行电缆、轿厢控制器、缓冲器等。（3）电梯电气控制部分：电源漏电保护器、空气开关、驱动电源、可编程控制器、端口电路板、变频器、报警器。2）系统软件方面的设计理念由于群控电梯需要处理的信号都是随机的不固定，比如楼层外呼叫和轿厢的内呼叫信号都是随时可能发生变化的，且每一座电梯的呼叫也是时刻在变化的。在程序程序设计上面鉴于群控系统的复杂性，又因为PLC程序间的相互关联性采用了模块化的思想来设计。注意：中断的程序要尽可能的短，中断程序只应完成对时间要求最严格的操作和设置标志位，而其它对时间要求不怎么严格的操作则放在子程序或主程序中完成，并且尽可能多的使用子程序即把程序模块化。我们知道中断是有优先级别的，微处理器的多核处理器在处理中断时也会按照级别进行，而且他的周期和PLC的周期相关，会中断主循环的运行。3）PLC群控电梯的通讯问题。通讯问题是PLC群控电梯的设计中最重要的部分，也是最难的部分之一。这一问题一般是由PC和PLC组成的。它们之间主要的通信硬件是RS-485，由于群控系统本身就是一主多从的系统，这里也是以PC机为主站，各个PLC为从站。因为RS-485只需要两根线就可以传的远，是串行通信的方式、较高的传送速度、超强的抗噪抗干扰能力、高可靠性以及低廉的价格，且RS-485也较适合主从结构的通讯。并且在从站对应的开关上设置好“站号”，“站数”、“传输速率”。“站号设置开关”是设置本站在网络中的站号，在网络中站号必须唯一。“站数设置开关”用于设置子站中占用的寄存器数，即设置“接收区”和“发送区”的大小。主从站的传输速率是相同的即传输速率设置开关主从站设置必须都一致。

二、PLC群控電梯的安全问题

1.安全措施。安全问题是电梯设计的重点，在电梯的运行中如果被挤压、撞击、坠落、剪切都将造成人们的生命财产安全，所以防止轿厢的超速；防止超越行程保护；防止超载运行等是基本要做到的。最近经常在网络上出现的电梯夹人的事件更应该引起我们对电梯的安全措施的重视。

2.保护装置。保护装置主要有电磁型制动器，强迫减速开关，限位开关，行程极限保护开关，急停按钮，厅门开关，关门安全开关，超载开关等。这些保护设备有的是用来防止人员触电和设备损毁事故的，有的是状态检测保护的，还有起切断电源并产生制动，这些都可以在关门过程中碰到乘客时检测到信号关门动作停止。此外还有红外线开关等。

另外，电梯的日常维护工作是非常重要的，也是减少电梯安全事故最行之有效的方法之一。比如提前发现系统隐患，排除故障，及时掌握系统的工作状态，做到及早发现，及早预防，经常有规律地对电梯中一些易磨损易或失效的部件进行检查，查出有隐患的设备后及时进行维修。同时加大电梯基本知识的普及力度，让乘客更多的了解电梯突发状况的应急方法。

参考文献

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[3]梁振土.PLC控制电梯选向电路程序的改进与应用.城市建设理论研究，2013，23.

[4]黄培培，王敬生.浅谈电梯控制系统中PLC的运用.中国电子商务，2012，05：98.

作者简介

甄天作，男，学士学位，山东济宁人，济宁市技师学院助理讲师，研究方向：自动化专业.