智能、高效、节能的新型电梯控制系统

2016-09-27上海电机学院吕腾飞翁逸亭

电子世界 2016年16期

上海电机学院　韩　洋　吕腾飞　翁逸亭　关　鹏

智能、高效、节能的新型电梯控制系统

上海电机学院韩洋吕腾飞翁逸亭关鹏

本论文主要叙述了当前电梯业的发展状况和传统的PLC电梯控制系统的不足之处，并且针对其不足，提出了其解决此问题的可行方法。本发明提出的解决方法是针对当前控制系统中的轿厢内外控制系统进行重新设计。通过重新设计此控制系统，使得轿厢内外控制系统能够有条件的分离控制或者共同控制，从而实现电梯控制系统的更加智能、高效、节能。

电梯；PLC；内外控制系统

0　引言

随着我国经济建设的迅猛发展，电梯工业也随之日新月异的发展起来，电梯不仅是生产环节中的主要设备，更是人们生活中的必须设备。在今后的生活中，对电梯的探索和研究将会变得越来越重要［1］。并且，随着智能化建筑的发展，电梯系统作为智能建筑三大子系统中楼宇自动化的重要模块，它的智能化也日益被重视起来。作为一项被广泛应用，不可或缺的设备，电梯的智能化发展，将会对当今的高效、节能理念产生巨大推动作用［2］。

当今是个高速发展的时代，用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并且具有很大的灵活性［3］。可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。

但是对于当前的传统电梯系统来说，其智能化程度虽然在不断进步，但仍然不尽如意，由此也造成了一系列的资源、时间等的浪费［4］。本课题研究的内容就是如何改进现有的控制系统，使其更加智能化。

本设计主要通过新提出的电梯系统运行控制要求，针对性的进行设计，以完成课题目标。

1　本控制系统的设计原理

本项目将着重研究如何智能的控制电梯的停靠，从而省略掉那些多余的步骤。此电梯控制系统拟采用的PLC为西门子S7-200。PLC程序设计采用模块化编程思想，即根据各功能实现的条件及原则设计各个功能模块。设计的程序要求完成电梯自动运行功能如：内选外召唤信号的登记、到层自动开门、内外信号独立控制运行、延时自动运行等，并且合理分配轿厢内指令的执行和厅外召唤的应答。

1.1本设计的特点

本设计的特点在于，将电梯控制系统的内外两层呼叫信号隔离，使轿厢内部控制系统可以在某些信号（满载或者空间已满）产生后独立工作，当这些信号消失，又会自动的恢复内外层系统同时控制。而当轿厢内控制系统独立工作时，外部的控制系统依然会接受呼叫信号，但是不对当前轿厢产生作用，只是把呼叫信号保留，等待条件允许时执行这个呼叫信号［5］。

1.2拟采取的措施

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖曳控制系统两部分组成。本设计主要针对信号控制系统，如附图（a）所示，主要对PC主机和CPU内的程序进行改进，使得行外呼梯信号与轿厢信号区分开来。

图（a）电梯PLC控制系统的信号流通图

通过对当前PLC电梯控制系统进行分析，分析总结其优缺点，然后按照内外控制系统分离的指标，设计并整合整体控制程序。本设计中，轿厢呼叫系统将与行外呼叫系统分别独立，通过轿厢内部的重力，空间传感器所反馈的信号，来决定两个呼叫系统是否共同作用或者轿厢呼叫系统具有高优先级，行外呼叫系统暂时隔离出控制［6］。当重力信号，空间信号返回值表明超载或者空间已满，则会使得行外呼叫系统暂时隔离，失去控制作用，但是仍能输入呼叫信号，并将该信号进行保留，等待控制能力恢复［7］如果重力信号，空间信号返回值表明未超载而且空间未满，则使得轿厢呼叫系统与行外呼叫系统共同作用，共同控制轿厢运行。两个控制系统是否分离，将会根据重力信号，空间信号返回值实时动态的决定。信号执行完毕，由输出系统清除已执行过的信号［8］。

为了实现本课题的此项要求，本人设计了如图（a）所示的信号流程图。

1.3本设计运行控制要求

根据课题目标，为了体现出其智能、高效、节能的理念，特别提出了如下的控制要求：（a）信号接收单元接收第一呼叫信号和/或第二呼叫信号；（b）信号存储单元存储第一呼叫信号和/或第二呼叫信号；（c）信号分析处理单元判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行（d）；若不是，则执行步骤（i）；（d）信号分析处理单元判断是否收到第二呼叫信号，若是，则执行步骤（e）；若不是，则执行步骤（f）；（e）信号分析处理单元隔离第二呼叫信号；（f）输出控制单元执行第一呼叫信号；（g）执行第一呼叫信号后，输出控制单元清除所述第一呼叫信号［9］；（h）信号分析处理单元再次判断是否收到第一满载信号或第二满载信号，若是，则执行（e）；若不是，则执行步骤（i）；（i）信号分析处理单元从信号存储单元调用第二呼叫信号，与第一呼叫信号共同计算，然后共同控制电梯运行；（j）输出控制单元执行第一、二呼叫信号；（k）执行第一、二呼叫信号后，输出控制单元清除已执行信号（第一呼叫信号或者第二呼叫信号）［10］。

控制要求中，第一呼叫信号代表楼层呼叫信号；第二呼叫信号代表轿厢呼叫信号；第一满载信号代表超重信号；第二满载信号代表满空间信号［11］。