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1、电梯PLC控制1 电梯控制系统的设计 11 硬件组成 用PLC实现乘客电梯的控制，关键是怎样合理地利用PLC的硬件资源，节约PLC的输入输出端口，降低设计成本；同时充分利用软件资源简化控制程序，缩短PLC的扫描周期，提高电梯的安全可靠性和操作的灵活性；另外控制程序应尽量简单，且具有一定的规律性，适合于开发各种不同楼层的控制需求。下面以5层客梯为例来分析系统的设计思路。 PLC控制单元为电梯控制系统的核心部分，主机选用德国西门子$7-200系列可编程控制器CPU226CN(24输入16输出)，选用西门子MM440CN变频器作为电机拖动驱动。系统原理框图如图1所示。由PLC提供变频器的运行方向和速
2、度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线，调节运行方向和速度。通过PLC的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与消除、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。 图1 系统原理框图 12 PLC的资源分配 系统需要的输入端口包括：厅门外呼按钮8个、厢内按钮5个、开关门按钮2个、旋转编码器输入信号2个和其他功能按钮共计24个输入端口。系统需要的输出端口包括：楼层LED指示灯5个、厅门外呼按钮指示灯8个、厢内按钮指示灯5个、电梯楼层位置指示灯5个以及其他功能输出端口共计32个输出端口。其中平层技术占用了1个输入口和5个输出口，而以往的电梯设计至少需要占用3个输入口用于上、中
3、、下轿厢传感器的输入信号，本设计方案节约了2个输入口。而硬件部分再扩展一个IO模块EM223CN(16输出)就可以了，节约了一个IO 模块。(选用CPU226CN 和EM223CN共计24点输入32点输出)，充分利用了 PLC的硬件资源。电梯位置显示部分采用了普通的LED 楼层指示灯，五层电梯只需要5个输出端口。比当今流行的7段数码管显示节约了2个输出口。通过以上分析可知，一个5层电梯可节约4个IO口，那么对于高层电梯的设计就会大大地节约系统的硬件资源， 降低系统的设计成本。 13 系统的软件设计 系统上电后开始初始化，当扫描周期内有门厅召唤信号或轿厢呼叫时，系统检查轿厢所在楼层与目标楼层关系
4、并决定电梯的运行，当到达目的地时，电梯制动，并运行门区服务，完成一个工作周期的任务以后再次等待下一条命令，如此循环直至 发出停止命令。 系统总体流程图如图2所示。 图2 系统总体流程图 2 创新技术与分析 21 平层控制 采用了全新的设计理念，平层控制用红外传感器取代了以往的电磁传感器，提高了控制精度的同时，避免机械损耗所导致的不稳定现象。只需占用1个输入端和个输出端(为楼层数)，如果楼层较少(假设五层)，可采用直接端口输出的方法，避 免硬件资源上的浪费。如果楼层较多，可以采用外接串一并模块编码的方法，更能节省输出端的个数。电梯系统在箱体外部安装了上、中、下三个红外接收传感器，用作信号的接收，
5、并联进入一个或门输出到PLC的输入端。墙壁侧对应的楼层位置每层安装一个发光二极管LED，用作信号的发射，直接连接到PLC的N个输出端口(N层楼用N个输出端口)。平层传感器与接收器安装示意图如图3所示，其中轿箱右侧为上、中、下传感器，外墙右侧为对应的LED楼层位置指示。其平层传感器与接收 器结构框图如图4所示，虚线框内代表不同楼层的LED位置指示。平层技术状态图如表1 所示。表1 位平层技术状态图 当电梯上行或者下行时，中间继电器M25默认为0由于只有目标楼层的LED才会被点亮，中间的楼层LED全灭。电梯一直行驶到上部或下部传感器首先接受到LED的信号，系统开始执行减速子程序。由于系统在运行时处
6、于不同速度中，难免在停靠位置时，速度不能为0，所以当中部传感器接收到LED信号时，执行抱闸子程序，使电梯在其对应楼层的停靠位置停止。平层结束，系统发出信号，执行开门子程序，熄灭当前LED子程序，并刷新系统缓存。电梯继续行使，重复上述循环过程，完成电梯的平层过程。 平层设计具有如下优点： (1)增加一个或门和中间继电器完成子程序的触发和切换，占用端口少，节省系统的硬件资源。 (2)只有需要停靠的楼层的LED才会向传感器发出信号，避免了以往每层都要发出一个中断请求的缺点。节约了CPU资源，减轻了系统的负担。 (3)LED 和红外接收器构成的平层系统还具有系统稳定和节约能耗的优点。 22 位置判断
7、电梯的位置判断不是采用传统的在井道中安装检测装置的方法，而是通过安装在曳引机连动装置上的旋转编码器，将脉冲信号输入到PLC，通过计数器的统计实现电梯当前楼层位置的判断。电梯的曳引机带动转轮，连动的旋转编码器根据电机的 正转或者反转分别向I11和I12发送脉冲信号，正转时计数器加计数，反转时计数器减计数。其中计数常数PV=系数两楼层之间间距曳引机转轮与旋转编码器的传动LLx脉冲频率。当PV计满溢出时就会通知系统已到达楼层，从而达到楼层位置判断的目的。 3 结论 - - - 。 系统采用话门子PLC CPU226CN并扩展一片EM223CN，西门子MM440变频器作为电机拖动驱动。基于电气集选控制原则，采用脉冲计数方法，用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置，实现位移控制；用软件代替部分硬件功能，既降低系统成本，又高了系统的可靠性和安全性，实现电梯的全数字化控制。系统充分利用了PLC的硬件资源，设计方案新颖。系统具有实际应用意义，具有可开发性。
