自动扶梯的PLC单片机化控制探讨

霍海波

摘 要：随着我国经济的发展，自动扶梯随处可见。目前，我国的自动扶梯核心控制系统分为PLC和单片机两种。这两种类型的自动扶梯各有所长，本文就自动扶梯的PLC采用单片机控制进行探讨，实现二者优势的有机结合，降低电梯生产成本和故障率，推动电梯生产行业的高质量发展。

关键词：自动扶梯;PLC;单片机化控制;探讨

中图分类号：TH236;TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-9052（2020）01-0189-02

本文重点介绍了PLC和单片机两种内核的优缺点，对PLC进行单片机化控制进行详细论述。通过二者的融合，将二者的优点集中起来，降低电梯生产和维护的成本。电梯制造业的发展需要靠技术创新来推动，在现存的产品上进行改革创新，是一个可行的方法。

一、自动扶梯

20世纪上半叶，自动扶梯开始陆续进入我国市场，最早运用于商业街。近年来，自动扶梯在我国大量投入使用。其中以商场等人流量大的地方运用的最为普遍。自动扶梯在人们的日常生活中随处可见，这其中大有学问。自动扶梯主要有发电机、链圈、传统齿轮、玻璃护板、扶手等部分组成。然而，这只是其机械传导部分。本文探讨的是其运转核心即CPU。自动扶梯的中控系统又分为两种类型，单片机控制和PLC控制。中控系统的存在在于控制电梯的运行，在节能、安全保护方面发挥着重大作用。PLC和单片机只是系统的存储模式，前者更加科技化、高端化，相应的设计成本和维修成本也就更高。后者是通过单片机控制的，成本更低，便于维修，但故障率较高。单片机的生产厂家众多，产品型号多种多样，由于其对技术的要求不高，其价格也更加便宜。中控系统是整个自动扶梯的灵魂，因此在中控模块的研发设计上应当加强重视，加快技术改革和创新。

1.单片机

单片机在各行各业的运用是普遍，例如最早的计算机CPU，电梯的CPU，各种电器大多是依靠单片机控制的。单片机的发展给人们的生产生活带来了很多的便利。看似一个小小的电子元件蕴藏着控制整个自动扶梯运行的指令。与PLC不同的是其随机存储器和只读存储器均较小，其运行模式更加简单，只适用于简单的指令处理。对于复杂的指令而言，单片机就难以处理。在自动扶梯中应用最广泛的是8031单片机，其所有的接口电路均采用广电隔离电路，由8和输入点和6个输出点组成。该控制器具有电机热保护;错相与断相保护;故障显示;抱闸监视;扶手带速度监视等主要功能。

2. PLC

PLC是真正意义上的CPU，其功能更加强大。ROM与ROM的内存容量也更大。其工作原理是采用编程，通过对运行程序的编写和设定，实现对程序的模拟运行。运用PLC其功能更加全面，智能化程度更高。PLC更像是一部小型计算机。然而在程序的编写上，存在程序太难、过于复杂等问题。通过继电器控制扶梯的运行。这样扶梯的运行、传动更加稳定。在扶梯的检修过程中也很方便，能够设置维修模式，便于工作人员的操控。例如电梯常见的几个问题，电路故障、异物阻滞、突发安全事故等，PLC能够做到自动切换模式，自动断电。使用梯形图的编程方式运行流畅，速度快。

二、自动扶梯的PLC单片机化

PLC更偏向于电气工程，而单片機对的运用则需要掌握专业的计算机网络知识。二者的有机结合能够提高单片机的工作效率和工作的稳定性。在本质上二者有显著的区别，就单片机而言，它是以位为运行单位，而PLC是以梯形图语言运行的。将梯形图语言输入单片机中，实现二者的优势结合。

1.从程序上转变

将PLC中的梯形图语言转录到单片机中，通过单片机进行自动扶梯的控制。完善单片机的功能，对于传统单片机自动扶梯而言，能够有效实现更换核心，提高质量的作用。计算机语言的转录意味着单片机能够实现更多的功能，具备与PLC同样的作用。单片机的型号多种多样，而PLC型号则比较单一。二者之间的转换重在计算机语言的转变。通过储存系统将PMW文件输入单片机中，计算机语言的转化在于代码形式的转变，从运行方式着手，改变计算机语言的运行方式，将梯形图运用到单片机上，将计算机语言转化为单片机可以识别、运行的语言，通过烧制，制成新一代的单片机。单片机具有很强的包容性和接纳性。在数据的处理运算上条理清晰，简明扼要。在二者的转化过程中，最重要的就是PLC语言的转换，将梯形图程序转化为单片机适用的程序。在单片机的开发过程中，离不开PLC的技术支持。将PLC嵌入单片机中其关系见表1，表2。

2.针脚的改变

单片机功能的改变就意味着整体电路、操控系统和针脚的改变。在针脚的选择运用上，也应当做出相应的调整。由于单片机的针脚比较灵活，其程序更为简单，而PLC完全与之相反，针脚固定而程序更为复杂。PLC程序的输入意味着单片机功能的增加，在针脚的分配上也应当引起重视，某一特定的针脚应当具备具体的功能，在程序执行上必须做到互不影响。在增加单片机功能的同时，保证单片机运行的安全性，防止出现针脚短裤、断路等情况。在对电动机、手扶带进行监测的过程中，保证监测数据的正确性，从而促进设备的平稳运行。针脚的分配决定了单片机的功能型号。

3.对开发人员的综合素质有很高的要求

在PLC语言向单片机转化的过程中，对工作人员的综合业务水平有很高的要求。需要开发人员具备专业的电气知识和计算机专业知识。开发人员需要通过梯形图编程平台学习专业的信息技术，单片机控制技术。PLC和单片机是两个互不干扰的相对独立的开发体系，从运营模式上而言，单片机的发展历史更为悠久，其产品的型号、品牌众多，在业务研究上也更加成熟。嵌入型PLC对要求开发人员具备专业的知识储备，在开发的过程中，重在梯形图程向单片机的转换。

三、具体操作方法

1.单片机电路

在自动扶梯运行过程中，电路是连接各个部分的桥梁和纽带。电路故障也是扶梯运行过程中的常见问题。在具体工作过程中，保证嵌入式PLC的电路安全。单片机的功能改变，针脚发生改变，其电路也会变得更为复杂。理清不同电路之间的关系，防止在接入的过程中，出现电路断路、短路，烧坏主板等情况。嵌入式PLC的基本组成部分不光包括电气元件，还包括光电隔离开关量的输入与输出。由于单片机的内部存储空间过小，而在梯形图的转化过程中，必然导致存储空间的增大，因此转化过程中，需要加入增大储存的装置。在电路的控制上，单片机电路系统和PLC电路也有明显的区别。做好电路的改造工作至关重要。单片机的型号不同，其电路分布也不同，在改造的过程中应当根据具体的实际情况而定。

2.使用嵌入式PLC进行系统开发

在系统开发的过程中，围绕嵌入式PLC的特点开展，在嵌入式PLC的开发过程中，需要用到三种软件，PLC编辑通用软件、梯形图转换软件，单片机烧录软件。

3.嵌入式PLC通用编辑软件

PLC编程软件主要以三菱制造的FXGPwin3.3為主。该文件用于文件格式的转换，使用该软件能够实现不同文件格式之间的相互转化，使使用与PLC的计算机语言转化为单片机运行的pmw语言格式。该编程软件的运用能够有效降低开发人员的工作负担，使用专业的技术手段，帮助工作效率的提升。

4.梯形图转换软件

在上文中提到，PLC转换为单片机的重点在于将梯形图转化为适合于单片机的程序。通过程序转化生成器实行代码的转化和重组。最后将新生成的程序进行汇总，使用扩展硬盘收录程序。在转化过程中的正确率，确定了单片机制作的成功率。

5.单片机烧录软件

单片机烧录程序是嵌入型PLC完成制造的第一步。是将pmw格式的文件输入单片机中，由单片机运行，从而完成整个程序的转换工作。根据烧录完成的单片机进行最后的检测工作。单片机的烧录意味着文件输入成功和文件格式转换的正确。通过特定的程序对pmw文件进行检测，对将单片机进行试运行。

开发者通过对以上软件的利用能够有效提高程序转录的正确率，压缩工作时间。在较短的时间内，通过计算机程序的运算代替人为的程序转化。

四、结语

自动扶梯的安全运行离不开核心处理器的作用，加快嵌入型PLC的研发与利用，保障自动扶梯的平稳运行。在检修过程中，优化的核心程序能够节省工作人员的检修时间。同时，对于人流量大的地区而言，自动扶梯的运输量也就更大。实现低故障率能够有效保障人们的生命安全。急停、自检都是自动扶梯必须具备的重要功能。通过PLC的单片机化，加强控制中枢对电梯整体运行情况的把控。对突发问题做到早发现、早预防。在开发过程中加强开发人员的技能培训，提高开发人员的综合素质。嵌入式PLC的运用能够实现对自动扶梯的精准性控制，更为安全高效。

参考文献：

[1]黄河.基于PLC的自动扶梯控制系统应用研究[J].科技与创新，2016（12）.

[2]唐求阳.自动扶梯的PLC单片机化控制解析[J].信息化建设，2016（4）.

[3]陈洁.自动扶梯安全监测的电子安全回路[J].电世界，2016（4）.

（责任编辑：林丽华）