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摘要：以实际电梯控制系统为依据，在现有电梯教学实训装置功能的基础上，增加编码器楼层定位电路、电梯称重控制电路和电梯应急救援装置，并对控制程序进行优化设计，以满足电梯维修与保养技术技能人才的培养需要。
关键词：电梯教学；实训装置；程序设计
针对现有电梯教学实训装置普遍以行程开关作为楼层定位，控制功能相对简化，电气控制与实际电梯系统偏离较远，所进行的编程训练内容相对较少，导致学生技能训练无法满足电梯安装、维修与保养要求等问题，我们以四层电梯控制系统为依据，增加编码器楼层定位电路、称重控制电路、应急救援装置，对原有的控制程序进行优化设计，使模拟实训操作更加接近实际电梯的控制要求。
一、硬件电路的功能扩展
1.旋转编码器楼层定位电路。（1）编码器的安装方法。将旋转编码器直接安裝在曳引机输出轴的轴端上，编码器随曳引机转动而转动，这样就可以从旋转编码器的脉冲输出端获得与电动机转速成正比的脉冲信号，一是供变频器反馈转速，二是供电梯计算楼层之间的脉冲距离。（2）编码器与控制系统的连接。对于只有A、B相两相脉冲输出的增量型编码器，它有四条引线，其中两条是脉冲输出线，与PLC的高速计数端相连，一条是COM端线，一条是电源线，与电源的正极和负极相连。对于绝对型编码器，它直接输出脉冲个数的数字量，其信号输出方式有并行输出、串行输出、总线输出、变送为标准信号输出等。
2.称重控制电路。称重控制电路由称重传感器和控制仪两部分组成。称重传感器将重量信号转换成电信号传送给控制仪，由控制仪进行运算处理，完成电梯称重。当电梯轿厢内重量变化时，控制仪根据要求可以输出多组继电器触点信号，如0～10mA电流信号、0～10V或-10V～+10V电压信号，超载时控制仪发出声光报警信号，为电梯称重及启动提供精确的数据。
3.应急救援装置。当电梯供电中断（如停电、缺相等），或电梯自身出现软故障（非电梯安全回路或门锁回路故障），应急救援装置将自动投入应急救援，将电梯轿厢慢速运行到就近层站停靠，打开轿门和厅门，放出受困的乘客。电梯应急救援功能是电梯维修技术人员必须掌握的重要技能之一，因此电梯教学的实训装置有必要设计应急救援装置。
二、软件优化设计
根据四层电梯的控制要求，进行控制程序的优化设计，与原实训装置功能相同部分的程序不做改动。
1.编码器楼层定位程序。编码器楼层定位程序根据输入脉冲数计算电梯位置与运行速度的程序。在电梯运行前通过现场调试，将信号，如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数，分别存入相应的内存单元。在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测，使用软件实时计算以下信号：电梯所在楼层位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数，发出换速信号和平层信号，再通过变频器实现换速、楼层定位以及厢门厅门的开关控制等。
2.称重控制程序。称重控制程序首先读取压力传感器的载重信号，然后进行A/D转换，并与内存中的额定载重量进行比较。当轿厢内的重量达到或超过额定载重量（设定值）的95%时，输出满载信号，显示电梯满载，不再响应呼梯信号；当轿厢内的重量达到或超过额定载重量（设定值）的102%时，控制超载继电器动作，显示超载信号，不能关闭厢门与厅门，直至退出超载状态为止，以确保电梯安全可靠运行。
3.应急救援程序。应急救援程序首先判断是联机方式还是脱机方式，并进行分别处理。在脱机方式下，不使用应急救援功能。在联机方式下，当外加电源正常时，硬件电路自动对蓄电池进行充电控制，并且用LED显示快充、慢充、充电完成等状态。当外加电源断电或缺相，以及电梯控制系统发生故障时，应急救援程序接管电梯的全部控制权，启动逆变电路工作，将蓄电池的直流电压逆变成三相交流电压，向电梯供电，使电梯继续保持慢速运行5～30分钟，直至运行到最近的平层位置，开门使乘客安全撤离。在救援过程中，即使外加电源恢复正常供电，也不会影响应急救援装置的正常救援工作，直到救援工作结束后再恢复正常的电梯运行。为了避免外界干扰，当外加电源发生故障时间少于3秒或者控制系统出现故障时间少于装置设定时间时，应急救援程序不响应救援工作，确保电梯优先运行。
三、结语
根据四层电梯的控制要求，结合现有电梯教学实训装置的功能特点，我们在硬件上增加了编码器楼层定位电路、称重控制电路和应急救援电路等，并在对原有控制程序所实现的功能保持不变的基础上，增加编码器楼层定位程序、电子称重处理程序以及应急处理程序，使电梯教学实训装置的功能更加接近电梯的实际控制要求，让学生更好地掌握电梯的工作原理与维修技能。
参考文献：
[1]王成福.基于Q系列PLC的电梯教学实训装置设计[J].工业和信息化教育，2015（12）：62-68.
[2]丁镔.PLC控制四层电梯教学模型的设计[J].现代制造技术与装备，2010（4）：33-35.
关键词：电梯教学；实训装置；程序设计
针对现有电梯教学实训装置普遍以行程开关作为楼层定位，控制功能相对简化，电气控制与实际电梯系统偏离较远，所进行的编程训练内容相对较少，导致学生技能训练无法满足电梯安装、维修与保养要求等问题，我们以四层电梯控制系统为依据，增加编码器楼层定位电路、称重控制电路、应急救援装置，对原有的控制程序进行优化设计，使模拟实训操作更加接近实际电梯的控制要求。
一、硬件电路的功能扩展
1.旋转编码器楼层定位电路。（1）编码器的安装方法。将旋转编码器直接安裝在曳引机输出轴的轴端上，编码器随曳引机转动而转动，这样就可以从旋转编码器的脉冲输出端获得与电动机转速成正比的脉冲信号，一是供变频器反馈转速，二是供电梯计算楼层之间的脉冲距离。（2）编码器与控制系统的连接。对于只有A、B相两相脉冲输出的增量型编码器，它有四条引线，其中两条是脉冲输出线，与PLC的高速计数端相连，一条是COM端线，一条是电源线，与电源的正极和负极相连。对于绝对型编码器，它直接输出脉冲个数的数字量，其信号输出方式有并行输出、串行输出、总线输出、变送为标准信号输出等。
2.称重控制电路。称重控制电路由称重传感器和控制仪两部分组成。称重传感器将重量信号转换成电信号传送给控制仪，由控制仪进行运算处理，完成电梯称重。当电梯轿厢内重量变化时，控制仪根据要求可以输出多组继电器触点信号，如0～10mA电流信号、0～10V或-10V～+10V电压信号，超载时控制仪发出声光报警信号，为电梯称重及启动提供精确的数据。
3.应急救援装置。当电梯供电中断（如停电、缺相等），或电梯自身出现软故障（非电梯安全回路或门锁回路故障），应急救援装置将自动投入应急救援，将电梯轿厢慢速运行到就近层站停靠，打开轿门和厅门，放出受困的乘客。电梯应急救援功能是电梯维修技术人员必须掌握的重要技能之一，因此电梯教学的实训装置有必要设计应急救援装置。
二、软件优化设计
根据四层电梯的控制要求，进行控制程序的优化设计，与原实训装置功能相同部分的程序不做改动。
1.编码器楼层定位程序。编码器楼层定位程序根据输入脉冲数计算电梯位置与运行速度的程序。在电梯运行前通过现场调试，将信号，如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数，分别存入相应的内存单元。在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测，使用软件实时计算以下信号：电梯所在楼层位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数，发出换速信号和平层信号，再通过变频器实现换速、楼层定位以及厢门厅门的开关控制等。
2.称重控制程序。称重控制程序首先读取压力传感器的载重信号，然后进行A/D转换，并与内存中的额定载重量进行比较。当轿厢内的重量达到或超过额定载重量（设定值）的95%时，输出满载信号，显示电梯满载，不再响应呼梯信号；当轿厢内的重量达到或超过额定载重量（设定值）的102%时，控制超载继电器动作，显示超载信号，不能关闭厢门与厅门，直至退出超载状态为止，以确保电梯安全可靠运行。
3.应急救援程序。应急救援程序首先判断是联机方式还是脱机方式，并进行分别处理。在脱机方式下，不使用应急救援功能。在联机方式下，当外加电源正常时，硬件电路自动对蓄电池进行充电控制，并且用LED显示快充、慢充、充电完成等状态。当外加电源断电或缺相，以及电梯控制系统发生故障时，应急救援程序接管电梯的全部控制权，启动逆变电路工作，将蓄电池的直流电压逆变成三相交流电压，向电梯供电，使电梯继续保持慢速运行5～30分钟，直至运行到最近的平层位置，开门使乘客安全撤离。在救援过程中，即使外加电源恢复正常供电，也不会影响应急救援装置的正常救援工作，直到救援工作结束后再恢复正常的电梯运行。为了避免外界干扰，当外加电源发生故障时间少于3秒或者控制系统出现故障时间少于装置设定时间时，应急救援程序不响应救援工作，确保电梯优先运行。
三、结语
根据四层电梯的控制要求，结合现有电梯教学实训装置的功能特点，我们在硬件上增加了编码器楼层定位电路、称重控制电路和应急救援电路等，并在对原有控制程序所实现的功能保持不变的基础上，增加编码器楼层定位程序、电子称重处理程序以及应急处理程序，使电梯教学实训装置的功能更加接近电梯的实际控制要求，让学生更好地掌握电梯的工作原理与维修技能。
参考文献：
[1]王成福.基于Q系列PLC的电梯教学实训装置设计[J].工业和信息化教育，2015（12）：62-68.
[2]丁镔.PLC控制四层电梯教学模型的设计[J].现代制造技术与装备，2010（4）：33-35.