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[摘 要]电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具，可编程序控制器是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，已大量应用于电梯运行的控制使用中。
[关键词]电梯控制 可编程序控制器（PLC） 安全要求
中图分类号：TN65.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-240-01
前言
随着计算机技术、微电子技术以及数字化通信技术的飞快发展，可编程序控制器（PLC）产品结合了计算机产业中最先进的技术手段以及电气自动化控制的重要理论，在其性能指标及功能上进一步完善并丰富，打破了传统的PLC概念，在电气控制领域的发展范围越来越大。
1 可编程序控制器（PLC）简述
可编程序控制器是一种以微处理器为核心，用已数字控制的专用计算机，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，大量运用于工业控制中，现已成为电梯运行控制的关键技术。
2 电梯运行的安全要求
根据国家相关的规定：电梯控制应借助于按钮或类似装置，如触摸控制、磁卡控制等。這些装置应置于盒中，以防止使用人员触及带电零件。随着科学技术的迅猛发展，先进的控制技术已源源不断地应用于电梯控制中，过去的手柄、按钮控制已逐渐退出舞台，取而代之的是先进的群控控制。这不仅提高了电梯的输送效率，更重要的是为确保电梯安全、正常地使用提供了坚实的技术保障。
电梯运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，要使乘客容易与外界沟通联系，消除产生紧张不安的情绪。
电梯的消防要求火灾时，为使消防队员尽快由室外进入消防电梯前室，强调它在首层应有直通室外的出入口，消防电梯要求它的梯井、机房于其它电梯的梯井、机房之间应该由具有一定耐火等级的墙体分隔开，并在打开消防控制按钮时，具有优先权，并且电梯应自动安全降至底层。
3 可编程序控制器（PLC）的运用
总体方案设计：电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。
系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
3.1 信号控制系统：电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图2所示，输入到PLC的控制信号有：运行方式选择（如自动、有/无司机、检修、消防运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器、光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
3.2 电梯控制系统实现的功能：①行车方向由内选信号决定，顺向优先执行；②行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车；③内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除；④内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示；⑤停层时可延时自动开门、手动开门、（关门过程中）本层顺向呼梯开门；⑥有内选信号时延时自动关门，关门后延时自动行车；⑦无内选时延时5s自动关门，但不能自动行车；⑧行车时不能手动开门或本层呼梯开门，开门不能行车。
电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统构成，变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由PLC完成的。PLC负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC，形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及PG卡，完成速度检测及反馈，形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻，当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能，抑制直流电压升高，系统输入信号包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制、上行、下行、控制变频器信号、报警器、指示灯等。
3.3 电梯的工作过程：电梯一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。PLC接收来自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算后实现电梯的集选控制，PLC在输出显示和监控信号的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和制动停梯信号。曳引电动机正转（或反转）控制及高速控制信号有效时，电动机开始从0Hz到50Hz开始起动，起动时间在3S左右，然后维持50Hz的速度一直运行，完成起动及运行段的工作。当换速信号到来后，PLC撤消高速信号，同时输出爬行信号，此时爬行的输出频率为6Hz。从50Hz到6Hz的减速过程在3S之内完成，当达到6Hz速度时电梯停止减速，并以此速度爬行。当平层信号到来后，PLC撤消爬行信号，同时发出停梯信号，此时电动机从6Hz减速到0Hz，电梯停梯。正常情况下，在整个起动、运行、减速爬行段内，变频器的零速输出点一直是闭合的，减至0HZ之后，零速输出点断开，通过PLC抱闸及自动开门。
3.4 电梯运行中位置信号的检测：作为一种载人工具，在位势负载下，除要求安全可靠还必须运行平稳、乘坐舒适、停靠准确。采用变频器调速双闭环控制可基本满足要求。在不增加硬件电路的基础上，利用现有的旋转编码器在构成速度闭环的同时，也可构成位置闭环控制。
脉冲编码器的输出一般为A和A、B和B两对差动信号，可用于位置和速度测量，A和A、B和B四个方波被引入PG卡，经辨向和乘以倍率后，变成代表位移的测量脉冲，将其引入PLC高速计数端，进行位置控制。
本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号，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、软件实时计算以下信号：电梯所在层楼位置、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。
电梯运行中位移的计算如下：H=SI 式中S：脉冲当量；I：累计脉冲数；H：电梯位移；S=πλD/Pρ；D：曳引轮直径 ρ：PG卡的分频比 λ：减速器的减速比；P：旋转编码器每转对应的脉冲数；本系统中λ=1/32；D=580mm；Ned=1450r/min；P=1024；ρ=1/18；代入S=πλD/Pρ得S=1.00 mm/脉冲
3.5 软件设计要求：系统软件根据运行要求及保护要求共分为多个功能程序块：初始化、外呼、内选、自动开关电梯、平层、层楼计数及显示、超时基驶回基站、上行、下行、换速、开/关门、报警、相序更正、优先服务等。电梯在有外呼信号或内选信号时，处于服务状态，当在一定的时间内没有服务信号时，电梯自动驶回基站。
4 结束语
电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。
[关键词]电梯控制 可编程序控制器（PLC） 安全要求
中图分类号：TN65.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-240-01
前言
随着计算机技术、微电子技术以及数字化通信技术的飞快发展，可编程序控制器（PLC）产品结合了计算机产业中最先进的技术手段以及电气自动化控制的重要理论，在其性能指标及功能上进一步完善并丰富，打破了传统的PLC概念，在电气控制领域的发展范围越来越大。
1 可编程序控制器（PLC）简述
可编程序控制器是一种以微处理器为核心，用已数字控制的专用计算机，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，大量运用于工业控制中，现已成为电梯运行控制的关键技术。
2 电梯运行的安全要求
根据国家相关的规定：电梯控制应借助于按钮或类似装置，如触摸控制、磁卡控制等。這些装置应置于盒中，以防止使用人员触及带电零件。随着科学技术的迅猛发展，先进的控制技术已源源不断地应用于电梯控制中，过去的手柄、按钮控制已逐渐退出舞台，取而代之的是先进的群控控制。这不仅提高了电梯的输送效率，更重要的是为确保电梯安全、正常地使用提供了坚实的技术保障。
电梯运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，要使乘客容易与外界沟通联系，消除产生紧张不安的情绪。
电梯的消防要求火灾时，为使消防队员尽快由室外进入消防电梯前室，强调它在首层应有直通室外的出入口，消防电梯要求它的梯井、机房于其它电梯的梯井、机房之间应该由具有一定耐火等级的墙体分隔开，并在打开消防控制按钮时，具有优先权，并且电梯应自动安全降至底层。
3 可编程序控制器（PLC）的运用
总体方案设计：电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。
系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
3.1 信号控制系统：电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图2所示，输入到PLC的控制信号有：运行方式选择（如自动、有/无司机、检修、消防运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器、光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
3.2 电梯控制系统实现的功能：①行车方向由内选信号决定，顺向优先执行；②行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车；③内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除；④内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示；⑤停层时可延时自动开门、手动开门、（关门过程中）本层顺向呼梯开门；⑥有内选信号时延时自动关门，关门后延时自动行车；⑦无内选时延时5s自动关门，但不能自动行车；⑧行车时不能手动开门或本层呼梯开门，开门不能行车。
电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统构成，变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由PLC完成的。PLC负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC，形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及PG卡，完成速度检测及反馈，形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻，当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能，抑制直流电压升高，系统输入信号包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制、上行、下行、控制变频器信号、报警器、指示灯等。
3.3 电梯的工作过程：电梯一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。PLC接收来自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算后实现电梯的集选控制，PLC在输出显示和监控信号的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和制动停梯信号。曳引电动机正转（或反转）控制及高速控制信号有效时，电动机开始从0Hz到50Hz开始起动，起动时间在3S左右，然后维持50Hz的速度一直运行，完成起动及运行段的工作。当换速信号到来后，PLC撤消高速信号，同时输出爬行信号，此时爬行的输出频率为6Hz。从50Hz到6Hz的减速过程在3S之内完成，当达到6Hz速度时电梯停止减速，并以此速度爬行。当平层信号到来后，PLC撤消爬行信号，同时发出停梯信号，此时电动机从6Hz减速到0Hz，电梯停梯。正常情况下，在整个起动、运行、减速爬行段内，变频器的零速输出点一直是闭合的，减至0HZ之后，零速输出点断开，通过PLC抱闸及自动开门。
3.4 电梯运行中位置信号的检测：作为一种载人工具，在位势负载下，除要求安全可靠还必须运行平稳、乘坐舒适、停靠准确。采用变频器调速双闭环控制可基本满足要求。在不增加硬件电路的基础上，利用现有的旋转编码器在构成速度闭环的同时，也可构成位置闭环控制。
脉冲编码器的输出一般为A和A、B和B两对差动信号，可用于位置和速度测量，A和A、B和B四个方波被引入PG卡，经辨向和乘以倍率后，变成代表位移的测量脉冲，将其引入PLC高速计数端，进行位置控制。
本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号，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、软件实时计算以下信号：电梯所在层楼位置、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。
电梯运行中位移的计算如下：H=SI 式中S：脉冲当量；I：累计脉冲数；H：电梯位移；S=πλD/Pρ；D：曳引轮直径 ρ：PG卡的分频比 λ：减速器的减速比；P：旋转编码器每转对应的脉冲数；本系统中λ=1/32；D=580mm；Ned=1450r/min；P=1024；ρ=1/18；代入S=πλD/Pρ得S=1.00 mm/脉冲
3.5 软件设计要求：系统软件根据运行要求及保护要求共分为多个功能程序块：初始化、外呼、内选、自动开关电梯、平层、层楼计数及显示、超时基驶回基站、上行、下行、换速、开/关门、报警、相序更正、优先服务等。电梯在有外呼信号或内选信号时，处于服务状态，当在一定的时间内没有服务信号时，电梯自动驶回基站。
4 结束语
电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。