基于電梯控制方式分析與研究

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：本文首先分析了電梯的工作原理及不同的電梯控制技術(shù),給出了不同的電梯控制方式的比較,然后總結(jié)出最適合現(xiàn)代工業(yè)控制的電梯控制方式。本文是個人的見解，可與同行共同探討。 

關(guān)鍵詞：電梯控制； 繼電器； plc；  中圖分類號：tu857文獻標識碼：a 文章編號：  一、電梯控制方式分析  隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯控制技術(shù)也經(jīng)歷了從簡單到復雜，從單一到集群的變化?？刂品绞揭灿辛朔浅４蟮倪M步，目前主要的控制方式有繼電器控制、微機控制、可編程邏輯控制器控制等。  二、電梯邏輯控制問題分析  電梯的控制分為兩個方面：首先是控制傳動系統(tǒng)，它以給定的速度曲線，使用模擬量和數(shù)字量控制裝置，根據(jù)曳引電動機不同的調(diào)速方式構(gòu)成開環(huán)或者閉環(huán)速度反饋控制系統(tǒng)，最終實現(xiàn)了電梯運動的狀態(tài)控制。其次是電梯作為多層、長距的交通工具，僅僅對傳動系統(tǒng)的控制并不能滿足實際的運行需要，電梯要能夠?qū)崟r接受來自不同的廳站、井道、轎廂、機房等位置、不同的性質(zhì)外部信號，并立即按照一定的邏輯關(guān)系進行綜合處理，最終將其處理結(jié)果反映到傳動控制的系統(tǒng)中以控制電梯運行。例如電梯在同一時刻接受了來自不同層站的要梯信號，一方面會有上行的也有下行的，那么控制系統(tǒng)應(yīng)該盡量考慮減少電梯的起動次數(shù)，以縮短乘客等候電梯時間為原則，這樣才能使電梯預(yù)先回應(yīng)前一部分的召喚，同時把另一部分的召喚暫時的記憶下來，等待電梯響應(yīng)結(jié)束前一批召喚后然后再自動地響應(yīng)其記憶中的召喚信號。另一方面電梯在使用過程中，無論哪個安全部位出現(xiàn)了異常響應(yīng)，都會發(fā)出相應(yīng)的控制信號使電梯停止運行，從而保證了乘客的安全。電梯的邏輯控制性能決定了電梯操縱的自動化程度的高低。電梯的操縱控制方式有：按鈕控制、信號控制、集選控制、梯群控制和并聯(lián)控制等幾種不同的控制方式。不同控制方式中，邏輯控制任務(wù)并不完全一樣，但是必須都能實現(xiàn)如下幾個基本功能：①轎內(nèi)指令功能。司機和乘客在箱內(nèi)控制電梯運行方向以及到達層站。②廳外呼梯功能。使用人員在箱外呼叫電梯駛往所在層執(zhí)行運送的任務(wù)。③減速平層功能。當電梯到達目的層的前面某個地方時，電梯自動開始減速，直到到達目的層平面，電梯停止并自動開門，方便乘客進入。④選層、定向功能。電梯接受到若干個不同的箱內(nèi)、廳外的指令的，控制器能根據(jù)目前電梯的狀態(tài)來選擇最合理的運行方向及?？繉诱尽＂葜甘竟δ?。 電梯當前所處位置能在各層廳站及轎內(nèi)指示，且能在某按鈕信號被響應(yīng)時，消去其記憶。⑥保護功能。電梯出現(xiàn)異常情況，比如超速、斷繩、越限、運行中開門、過載等現(xiàn)象時，控制器能夠讓電梯自動停止以實現(xiàn)保護。⑦檢修功能。電梯應(yīng)該有檢修開關(guān)，檢修主令元件，以便于檢修人員在機房、轎頂或轎內(nèi)獨立控制電梯運行。  三、如何選擇控制方式  1、繼電器控制電梯。傳統(tǒng)的電梯邏輯控制系統(tǒng)由繼電器線路組成。其存在故障率比較高、維護較困難、控制裝置體積大等問題，因此近幾年微機和可編程控制器組成的電梯邏輯控制系統(tǒng)已成為主要的發(fā)展方向。不同的使用場所漸漸都用微機及可編程控制器替代了繼電器成為電梯邏輯控制方式。但是繼電器邏輯控制線路是由觸點互相組合完成邏輯控制功能的，其原理直觀，分析方便，分析這種系統(tǒng)有助于理解電梯的邏輯控制關(guān)系。因為目前電梯已大多采用多微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，此種控制方式的串行通信、智能化管理、變頻調(diào)速等技術(shù)使電梯的可靠性與舒適感大大提高，所以傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)已逐漸退出了歷史的舞臺。但是電梯的控制邏輯還是從繼電器控制系統(tǒng)逐漸進化而來的。因為可編程邏輯控制器梯形圖結(jié)構(gòu)與繼電器回路圖極為相似，而且在接觸的電梯控制系統(tǒng)中，多少還有一些繼電器回路，所以作為一個電梯維修技術(shù)人員，有必要對繼電器控制系統(tǒng)有一些了解。  2、微機控制。微機控制的功能運用到電梯控制系統(tǒng)上，主要有以下幾種功能取代了全部或部分的繼電器以及傳統(tǒng)選層方法，結(jié)合光電編碼器實現(xiàn)了數(shù)字選層，方便解決調(diào)速問題，實現(xiàn)復雜的調(diào)配管理。微機控制電梯的特點有如下幾方面：（1）采用無觸點邏輯線路，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了維修費用，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；（2）可以靈活地改變控制程序，可以適應(yīng)不同的使用要求，最終實現(xiàn)控制自動化；（3）可以實現(xiàn)故障顯示和記錄，維修變得簡便，減少了使用故障時間，提高了運行的效率；（4）用微機進行調(diào)速，提高了乘坐電梯的舒適感；（5）用微機實現(xiàn)群控管理，合理調(diào)配電梯，可以提高電梯的運行效率，節(jié)省能源；（6）微機控制裝置相對繼電器控制裝置體積較小，減少了控制裝置的占地面積。根據(jù)電梯的類型、功能要求，微機控制電梯的方式分為單微機、雙微機、三微機以及群控微機方式。（1）單微機控制方式只有1個cpu作為控制系統(tǒng)，根據(jù)控制器的不同又可以分為單板機和單片機控制方式。（2）雙微機控制方式就是在交流調(diào)壓調(diào)速電梯中，采用 2 個微機組成交流電梯控制系統(tǒng)，這樣就可使電梯性能得到較大改善，從而使電梯的舒適感提高，停層性精確，可靠性提升。這種控制方式分別由控制系統(tǒng)cpu 和拖動系統(tǒng) cpu 以及部分繼電器組成整個電梯控制系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)起制動的閉環(huán)，穩(wěn)速開環(huán)控制，也可以實現(xiàn)全閉環(huán)的控制。此種控制方式運行的舒適感和停層精度大大提高。（3）三微機控制方式也稱為多微機控制方式。采用 3 個 cpu 來控制電梯，系統(tǒng)由驅(qū)動部分、控制和管理部分、串行傳輸部分 3 個控制系統(tǒng)組成。（4）群控電梯的微機控制方式是使用微機對群控電梯進行的控制，方式也各有不同，使用微機的數(shù)量也有所不同。  3、可編程邏輯控制器電梯控制?？删幊踢壿嬁刂破魇且环N專門設(shè)計的從事邏輯控制的計算機系統(tǒng)。因為可編程邏輯控制器具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、設(shè)計配置靈活等特點，所以在工業(yè)控制方面得到了十分廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，可編程邏輯控制器系統(tǒng)一直是一種主流控制系統(tǒng)。計算機的平臺是商業(yè)平臺，可編程邏輯控制器的出發(fā)點就是自動控制，因此可編程邏輯控制器更適合這種控制。同時可編程邏輯控制器的 mtbf 可能是計算機無法滿足的。計算機的軟件編制比較靈活，但是可維護性和移植性應(yīng)該沒有可編程邏輯控制器強，可編程邏輯控制器比微機可靠，但是如果是群控電梯或處理比較復雜的運算時，微機就要比可編程邏輯控制器具有更大的優(yōu)勢。繼電器控制是早期較為傳統(tǒng)的控制方式，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被微機和可編程邏輯控制器所取代，可編程邏輯控制是目前較為主流的控制方式，它與前兩者相比有較為突出的特點。  四、結(jié)語  綜上所述，我們可以看出各種不同的控制方式所具有的不同的特點。繼電器控制，動作有壽命限制，一個元件故障可能造成整個系統(tǒng)崩潰，會將故障擴大化，成本最低，可維修度最高，同時維修成本也低。可編程邏輯控制器，智能化高，邏輯控制可靠度高，具有通訊功能，體積小，功耗小，輸入輸出不具有隔離功能，一個部件損壞，影響整體功能。微機控制，成本比可編程邏輯控制器低，邏輯針對性高，所以要在對整個系統(tǒng)非常了解的情況下才會使用，智能化比可編程邏輯控制器高，專業(yè)應(yīng)用的時候，實現(xiàn)的功能要比可編程邏輯控制器多，具有安全性、可靠性最高的特點，輸入輸出信號還可以實現(xiàn)一體化隔離，通訊組態(tài)模式最多。開發(fā)周期最長，若要有變化，修改比較麻煩。一旦實現(xiàn)批量生產(chǎn)，如果不包括軟件附加值，成本甚至比繼電器控制還要低。高層建筑中電梯是十分重要的交通工具。電梯的重要指標在于安全、舒適、高效和節(jié)能，要滿足這些指標就對電梯本身提出了很高的要求。良好的電梯控制技術(shù)是電梯高質(zhì)量運行的關(guān)鍵保證。  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。