谈PLC电梯系统的机电一体化技术

王腾 李峰

摘要：现如今，电梯在人们生活中的应用越来越广泛，人们对电梯运行安全的要求也在不断提高，为了有效解决传统电梯控制系统存在的布线复杂、故障率高等问题，人们将PLC技术引入到电梯控制领域，简化电梯控制线路，通过计算机软件程序对电梯运行进行控制。目前，PLC在电梯控制系统中的应用已经成为主流趋势，对其进行探讨意义重大。

关键词：PLC;电梯系统;机电一体化;技术

1 PLC概述

1.1 PLC及其特点分析

PLC是可编程控制器的简称，是一种新型的工业控制装置，它的出现有效满足了现代生产设备和自动化生产线在柔性、可靠性和高产能方面的要求。PLC技术是多种现代化技术融合的产物，其中包括计算机技术、通信技术以及自动化控制技术等，其在现代工业生产中发挥的作用也更加显著。PLC作为现代工业控制领域的专用设备，具有抗干扰性强、可靠性高、功能强大等特点。

1.2 PLC的工作原理介紹

可编程控制器应用于工业生产控制时一般有两种工作状态，分别是运行（RUN）和停止（STOP）。在停止状态下，PLC扫描分为内部处理和通信处理两个环节。在运行状态下，则转换为循环扫描的方式，依照指令，按程序存储的地址号以递增的顺序执行程序。一套程序完成后再重新开始扫描，往复不停。其扫描过程可以分为五个阶段，先后依次是内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行以及输出处理。在上述各个阶段中，通信处理的内容包括自我诊断、外设通信。

2基于PLC的电梯控制系统设计

2.1 电梯控制系统硬件设计

就目前来看，电梯控制系统设计中最常用的控制方式有两种：（1）以微机作为信号控制单元，以此为依托设定功能，实现对电梯的自动调度，而电梯的拖动控制则有变频器负责。（2）采用可编程控制器进行电梯信号的集选控制。相较而言，采用PLC的电梯控制系统在可靠性更加显著。PLC电梯控制系统主要包括信号控制和拖动控制两大系统，PLC主机为控制系统的核心，与操作盘、呼梯盘、井道等部位保持信号传输，通过软件程序控制向拖动系统发出信号，控制电梯的运动方向、加减速以及制动启动。

本系统采用的是轿厢外召唤、轿厢内按钮控制的方式，通过安装在轿厢外的指令按钮进行操作，轿厢内指令依层次指令控制电梯运行。

电梯控制系统的硬件组成电梯控制系统的硬件组成如下： （1）牵引电动机，由驱动电机、减速器牵引轮、电磁制动器等部件构成，是电梯的提升机构。（2）自动门机，其功能控制电梯的开关门，由每层的厅门和轿厢的轿门两部分构成。当电梯停靠时，厅门才会打开。厅门和轿们均关闭后，电梯才会启动。（3）楼层指示灯，用于指示电梯运行方向以及所在楼层位置，通常安装在每层后的站厅们上方以及轿厢内轿门的上方。（4）呼梯盒，其功能是产生呼叫信号，中间楼层包括上下两个按钮，底层和顶层分别只有上、下一个按钮。（5）操纵箱，供乘客对电梯发出动作命令。（6）平层和开门装置，由平层感应器和楼层感应器两部分构成，后者负责发出减速停车信号，前者触发信号则是电梯开门的先决条件。（7）选层器。也被称作轿厢位置检测装置，其功能是对电梯轿厢运行状态以及具体位置进行检测，以此为依据向控制系统发出信号。通过选层器可以控制电梯的运行方向和目标楼层。

2.2 PLC电梯控制系统设计

以四层四站模拟梯为对象，与三菱PLC构成控制系统，系统设备控制共涉及到的输入和输出节点分别为36个，因此可以选用整体式三菱FX2N-64MR系列PLC作为主控制器。

PLC在电梯控制系统中负责逻辑信号的处理，电梯控制的工作状态有两种，分别是正常工作状态和强制工作状态。在正常工作状态下，PLC梯形图程序启动运行，此时由于不存在输入信号数据，因此电梯处于呼叫就绪状态，此时必须使电梯处于平层状态。若是出现呼叫，则电梯会检测到厅门和轿门信号，将其与当前楼层信号进行比较，之后通过定向模块进行选向，之后拖动调速模块驱动电动机拖动轿厢进行运动，在运动到平层点过程中电梯经历了低速-高速-低速，平层后适当延时后关门，出发关门到位行程开关。

编写梯形图程序，使系统能正确响应任一楼层内选、外呼信号，电梯到达响应楼层后，电梯停止运行，电梯门自动打开，5 s后电梯自动关门。

3 PLC与新科技结合

3.1新兴科技的结合

在现代网络发展中，物联网技术与机电连接日益紧密，我们致力于大数据的创建，这样的大数据，需要新的处理模式，我们无法通过普通的软件找到这些，新的处理器尤为重要，需要新的技术，提高电梯事故处理能力。我们不能忽视过去的人工检测，但往往人工检测没有问题，故障依然频繁。即使电梯运行监督耗费了人力、物力和财力，故障仍然难以存在，仍不能达到安全可靠、节省劳力、节省劳力的效果，导致电梯业主对电梯产品的不满和机电一体化。技术正面临挑战。将PLC与新科技物联网相结合，数据能及时传输，监控更方便，可以直接了解电梯情况，杜绝更危险的情况，减少人力、物力、财力的消耗。同时，当电梯发生故障时，能及时监控、帮助救援、监控救援。PLC的应用不仅增加了对运行的监控，降低了运行成本，而且有助于维修人员更快地找出故障原因，消除故障隐患。

3.2部件设计变更

借助物联网数据，可编程控制器控制的电梯可以根据等候人群、乘客人数、性别、商场内停车人数等情况，调整和改变速度和停车时间，它极大地方便了购物人群，使电梯能有效地为业主和所需人员服务，部件设计的改变使机电一体化的发展更加广泛。

3.3更可靠的电梯服务

电梯不是一种使用后可以使用的设备，而是一种需要工作人员大量操作和调试的产品。每一个调试记录不仅需要观察速度、时间、电梯的稳定性等，如果仅仅依靠人员的记录，调试缓慢、费时费力，效率无法提高，同时，电梯的安全运行离不开调试，调试电梯的运行是非常重要。在人员记录和调试方面存在许多不足，人员操作的安全性等问题需要改变。物联网智能系统具有准确、高效、可靠的特点。数据传输及时，减少了电梯安装时间，提高了安全性，极大地帮助了工作人员。

4结论

综上所述，基于PLC的电梯控制系统设计可以大幅度的提升电梯控制水平，为故障检测及维修提供便利，实现电梯运行安全性和效率的提高，为人们日常生活带来便利。

参考文献：

[1]杨卫平.关于机电一体化技术的应用及其发展趋势的探讨[J].电子技术与软件工程，2018（12）：124.

[2]尚秀全.机电一体化数控技术的发展趋势研究[J].无线互联科技，2019（14）：116-117.

[3]李鹏.机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].科技创新与应用，2018（8）：148.

（作者单位：新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院）