浅谈可编程控制器及其在电梯控制系统中的应用.pdf

3 5 浅谈可编程控制器及其在电梯 控制系统中的应用 顾锡昌 北京矿冶研究总院，1 0 0 0 4 4 擒要可编越控制器在电梯控制蕞巍中直瑶毽来越广．它霄辍赭足各类电群控制蔓采，在 电梯改造翱小批量生产中应用较廖． 关键词可缠程敉村器；电梯控澍系统 可编程控制器起源予二十世妻已6 0 年代 整弄技零怒在垒鬻袭造变革嚣李裳．王整熹逮 发展对点E 产自动化程度提出了更高的要求。 一些过去由继电器组成的正业控制器已经举 麓满避运方面静骺求，新一代具有计算税功 能、高可靠、易操作、适应性强、成本低廉的 逶援整制装置一哥编疆控剃器穰继蘧藿。 第一台这种新型控制器是1 9 6 9 年燕国数字 设备公闭为美国通用汽车公司 G M 开发骈 麓翦P D P 一| 4 黧可编程藏裁器。它不覆成 功地应用在G M 公司要求不断改燮车型的 生产线上。薅量这类控割器也嚣强方便的使 用到其他工业控锎领域中去．可编程控制器 特有的优异性能糊通用的特点使得它很快被 ；} A 爨攀、舞国簿工整发达国家，壤嚣在毽 界各国迅速发展推广起来．我国擞7 0 年代 } l 进了这硬技术，并逐步避尾到工披控制中 去． 早期的可编稷控制器是用来取代继电器 控铡器，主要铮霹野关量燕于矮穿羧崩。它 仅有逻辑运算、计时、计数等控制功能。所 以通常趟嚣为P L C P r o g r a m m a b l eL o g i c C o n t r o l l e r ，霹可编程逻辑控铜器。迸A8 0 年代以来，它的功能随着1 6 位和3 2 位微处 理器在P l ￡申的簧邃运粥使其葵貔远远嚣 出了当初对P L c 的要求，具备了可以进行模 撼豢簸理，像曩控裁滠远茬嚣谎等综合确 能，因此又被称为P C ，即可编程控制器 P r o g r a m m a b l eC o n t r o l l e r 。蝗由于这个 简称容易和个A 计算机的简称P C 相混淆， 故仍可以用p u c 作为现代可编程控制器的 蟪霉 可编程控制器本身既含有计算机的特性 又其备控制器的功熊。国际嗽工委员会 I 聪 普对胃编程控耧器下了定义，并强调 它是一种数字运算操怍的电子系统，因此它 邀是一静诗冀橇，是专为在工韭嚣壤下斑周 而设计的一种专用计算机，又受正业控制领 域舅的通用计算机。p L c 有自已的独特性 魏 1 为了遗应恶劣的工业生产环境，具备 提强抟抗干扰辘力和蒜可靠性。 2 目前大多鼓P L C 均采用丽向控制过 程的编程语言．简单、擞观、易学。例如梯形 蚕囊疆方式，絮与继毫器控裁形式类觳，不 要求使用者有太高的微机应用能力，很适合 在工矿企业壁摊广。 3 多种功能的模辕组合靛系统擒戚是 活，翁于维护，易于实现分散控制。 毒 控剿蓉辘设诗、缝工、调鬣方燕。P L C 万方数据 用软件编程，更改方便，又可以实现模拟调 试，大夫藏步了褒臻豹调试工霖量。 最新的P L C 产品琏把直接数字控制技 术结台逛来，戮褥吴套了与诗冀视联瓣麴臻 能，使其成为现代工业企业自动化控制的支 挂之一。 1可编程控制器在电梯控制系统 申豹应躅 在我国对外开放政策的推动下，最薪的 P L C 生产技术朔产品大量进入我国市场，推 动了我国P 【C 产品的燃新换代，为国内各行 征推广逶翔这项新技沭奠定了基础。9 0 年 代初国内开始在电梯控制系统中逐步推广 P L C 静邃播。 1 ．1利用P I J C 替代电梯的继电器逻辑控制 系绞莱9 屡9 站隹宪臻交流魄撵瓣竣遗工 程选用了日本N B 2 系列的U 9 0 型P L C 来替 钱擐电撵继电器控制器。u 9 0 螅基李鼙元已 经能满足该电梯9 层站的输人，输出点数的 要求，如果层站增加，| 踺要相敷增加誉露鳇 扩展单简就可以了。 这个外形贝有一个丈号饭盒太小的P L C 装置几乎具备了原来整个一柜子继电器组成 的控制器所具备的功能，借助手它的软件功 髓就蘸建成接藤指示、轿内井选层记忆稻稍 号，行驶方向确认，启动、运行和制动，开、关 门壤序，梭掺和馥簿懂霉运行等揉捧。整焉 P L C 替代继电器控制，不但保留了原米的控 稍臻囊，磊显可叛逶过增设或裕致疆垮较{ 掌 能很方便地达到改进原来继电器控制器很难 敬进鳇翘蓬。铡鲣舞耀P L C 耩具备的透露 计时器功能就可以克服过去电梯开门电机经 常医鸯朗终端势关掼螺等原医造成遥彀时耀 过长而烧毁的亳病，每状可自动设定允许的 拜门时闽如4 ～5 s 刘时自旗保护性切蜒 门电机电路；用同样的方法也麓保护主电 机，避免困离心开关失灵不能自动切按到快 率速度稚造成鹋故障；链至可戳把琢米电梯 司机开门等特乘客陂为关门等待客人，而凰 其要厅瞧杏殍雨盛等司租瘩动，奄梯筑琵爨 动确认方向启动运行。这样既能减少乘客使 梯瓣趣又能瓣决在冬季医繇采电嚣开门待客 司机防寒的问题。上述这螅改进如果仍要用 继激嚣控裂来实理，器束幂增加大量继电 器 芥改变电路接线几乎是不可能的。现在 用P ￡C 只要改变一下程守就很容爨努到。 对电梯这样逻辑复杂、功能多、舞全性瓣 求严格的机电一体他设备，使用P L C 后控制 系统的安装调试相眈于继电器系统要简单得 多。首先，硬件设备除了必须的主网路接触 器、湃关、安全规程簧求具有可视触点简黻 的继电器及其他大功率器件外，犬部分继电 器均胃壶P ￡c 代替，控翻襁辐对赫单疆多． 其次，该控制系统配合电梯模拟器，可以根 方倭憋在实疆室竞簸电捧搿要零豹天部努翡 能测定．并通过模拟结果褥修改程序，这样 羟遗多次反复控裁稳痔麓戴基本突蓉，警壤 场实际调试时能大太减少既繁琐又不安全调 试工作霸调试时闯。但是要注意，选定P L C 基本单元后，其可利用的稻序容赞是一定 的，不能随输人，输出点的扩展两增加。鼹 此简化和优化P L ￡的控制程序将有助于扩 大P L C 在商层电梯控制中的使用藏围和增 加应用功能。 1 ．2利用p I ￡与交流电机变频调压调遵技 来桶辖台改蒋亳梯瀵行往黥1 3 奉兰菱公镯 在1 9 8 2 年酋创把交流电机变频调压调速技 术 V V V F S } A 电梯调速静实际运播，涟耱 这种调速技沭迅速推广很快成为当前交流电 撵速度控裁的主流技术。避强年我强g } 进及 研制生产的选类电梯传动装置在国内交流电 撵搀髓孛得刘了迅蘧推广。 使用这种交流调速电梯不但具铸了直流 电撵躲恍越避好性熊，两且照引电机采用交 流感应电机结构简单可靠、维护方便，传动 效率寓、节省能源、功率因数高 尤其是在低 速对 、电梯运行的动态反盛侠，并艏最佳稠 万方数据 3 7 用电机的力矩，尤其是0 转速时能有效输出 电机的过载力矩。 饲鲡遥焉蔫嚣M i c 0 3 4 0 毫梯专掰扮变羰 调压交流调速器与P L C 栩配台运用在电梯 控制系绫中；既簏赞他电梯控翩系绞，叉麓 很方便地提高突流电梯的运行性能。 M i c 0 3 4 0 具有智能化软件授接口，浆单提示 舔天毫撵运嚣麴绫的关键参数，垂囊纯减速 曲线，自动计算单，多层等功能。M i c 0 3 4 0 的 信号电难均为2 4 饫直流，可与P L C 的输 A 、输离点直接桷涟并且其备电籀擞控接口 和串行通讯接口．实际使用中只要把旋转编 霹器与嘏租轴连接起来，势耱夔转缓疆器麴 输出脉冲作为电机带动电梯上下邋动速度 的信号输入M i c 0 3 4 0 ，同时再由P L C 发来棚 巍翡指令信号 翔平层、搬速、稳耪幔建 等 ，M i c 0 3 4 0 就熊自动完成对电梯嫩引电机 盼控翩。 这种电梯控制技术使机房的电器控制设 备显得非常简洁，电梯运行过程中的好适感 纛箨靠耪度都有避一步匏攥高。不稳受；l 撬 电耗有所减少，而且故障率大大降低。 额要注意，由_ - pP L C 及w v F 调速器本 身包含丈量复杂的徽电子集成单元、各种电 子器件、精细的电路板等。它们中任何一个 发生教潞蔽受到警撬都有霹建藏黪翔宅嚣运 行的安垒。在严格选用这类器件的间时，要 把电梯爨全监测网路以及电梯开关门监测回 臻{ 报弦电锑安麓部门具体要求 藏接接到 曳引机盘回路的接触器控制回路中．而不能 仅仅壤嚣逶过P L C 来阕接选列控到曳{ } 撬 的目的。另外还簧遵守我翻电梯安垒技术规 范要求0 1 ，对含宥无触点阉体元件的主电 菇采取努要静技零精撬，确保不困这类器{ 争 控制失效而导致攀故发生。 l 。3 用张r 的计数器完成电梯选攫换速等 功毹用P L C 作电梯选麓换速大致分为按 时间和按距离原则两类，其中按时问原则选 屡揍速嚣誊，鲡果壤撬嚣撬梭特性较软，换逮 距离误差就大。按距离原则选屡换速时，就 不会鼹此影响。按距离原则选层换速的方法 孛{ 鬟麓旋转端鸦器和P L C 幸} 数器摇结合累 计对应电梯升降距离的脉冲数的方法较为准 确。实际上舞嚣结合就是备了嗽群选屡瓣驰 功能。具备这种功能的P L C 控制器就能代 替机械选层或电气选屡的方法。 翔P L C 撵选层器辩，鑫曳g } 撬宅氍或 限速器 直接带动的编粥器可以把电梯轿厢 垂鸯运动距离挟成脉冲信号转入P L C 。那 末在电梯舞酶过程中，计数器就对编码嚣送 去的脉冲数进行累计，然后加以判别比较就 可以魏遵电梯的势蹲爨舞，郛电撵当时爨在 位置。P L C 根据程序所定距离发出相应对 电梯运动的控制信号。只要把电梯井降程禁 一煮 翔一耧平蘑娃 作为骧i 串辩基数，彀梯 上下行就反映在脉冲的相加相减的计算结果 上。势了消除电撵曳S | 钢绳 或隈速器键 绳 的打滑引勰脉冲数的积景偏差，一般在 基站竣顶层上装一个校正开关，攥当电梯刭 达这撵对援燕湃关羲捧，P L C 诗数器鑫动鞫 归基准值，以保证电梯轿厢不出现位置偏 差， 有了电梯瞬时位警的脉冲数据后，电梯 的定向、选层，指示、消母、减速，平层等都能 毽臻缝实理7 。秘黑lP L C 奉身诗数器撂为 位置选层功能一般可以用在中低速电梯的控 制上。如果用于高速电梯则必须考虑P L C 的程净循环磊l 新速凌及诗数器静建度是否适 用．利用P L C 数值运算与编码器结合对电 梯赣霸整置的控割方法捩本鼹、霹靠、安装 调试方便。 1 ．4利用P I f 作电梯故障的脓测刺用 P L C 掰对毫群逶行状态溢簿釜测诊辑，获巾 分离出故障信号作为P L C 的输人信号，逸个 信号经P L C 避抒逻辑剡断后再辕出故障的 性质和发生的部位。赦障的性旗帮部位可阻 通过信号编码用数字显示出来，同时根据故 障熬瞧凄发出缀警或壹攘键舔鸯梯耄菇强豁 万方数据 停梯。 1 ．5 利用P L C 的通讯功能来管理双梯援 行对两舒结构相同、用阿样的P L C 控制的 电梯就可以聋 | 用P L C 的专用通讯模块柬实 褒嚣者乏瓣豹事行通撬，达到双撵著联懿强 的。 这种并联方式的调度原则在遵守原单梯 集选要求的基础上可以用不同的软件米实 褒。秘魏鼙戮震就近穗震瓣劐，郄毙较掰舞 电梯的当前位置与外辞位擐的距离，在顺商 优先的条件下把距离最近的那台电梯调去响 应；也可以用极大极小的艨则。P L C 首先估 算，} 呼登记瓣电梯要驶往拜圣闼，P L C 将磁螽 电锑应召的特梯时同捧比较，在不超过最大 待梯时间的原则下，就将新召唤分配给预测 到达最快的电梯。为了估辫各种状况下嗽梯 的应召所镞辩闯，我们可以根据电梯的运 速、蠹努释彗雩翔静其搏情嚣建立一个辩赫数 据库，P L C 就可以根据当时外呼状况从岸巾 查找两台电梯对应所需的时间进行比较确 定o 。 2鲒语 随蔚P L C 功能的不断开发，P L C 程电梯 控制系统牵使用的范圈姆越来越广，锁强制 罐P L C 魏中断功甏笼簇是高速诗数器内部 中断、周期中断功能 聚实现电梯速魔曲线 的产生利用P L C 对电机的运行特性参与控 制⋯⋯等。。一般储撼下，用通用P L C 作 毫撵控铡辩，哭用了P l ‘c 静静分凌携。霹是 它能方便灵活地满足镩类电梯控铷的黉求， 故目前较雾地把P L C 用于电梯改造和小批 量制造范畴。电梯大批爨生产时可以朋金教 氍控熟鹱术寒完成对电撵鹣各褒控魏 天懿 量生产慧梯时拳j 用垒撩机控制不仅} ＆爝P L C 的成本舞低，而且可以根据不同要求采用相 应的控制方法不受P 【C 自身功能的限制。 参考文薤 l G B 7 5 8 8 电梯制造与安装安全规范笫1 2 ．7 ．3 条． 2 杨军，中国电梯，1 9 9 殳 3 3 5 ～3 3 串蛩，辩光杰．中国毫群，l 辨8 ， 1 5 ～式 万方数据