【正文】 縱 盤 廳 外 呼 梯 圖 電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖 內(nèi) 指 令 信 號外 指 令 信 號廣 電 脈 沖 信 號輸入接口P L C輸出接口運(yùn) 行 方 式 選 擇 運(yùn) 行 控 制 信 號 安 全 保 護(hù) 信 號開 關(guān) 門 信 號 門 區(qū) 或 平 層 信 號 拖 動 控 制 系 統(tǒng)呼 梯 信 號 指 令樓 層 顯 示運(yùn) 行 方 向 指 令開 關(guān) 門 控 制呼 梯 鈴 圖 電梯 PLC 信號控制系統(tǒng)框圖 （ 3）電梯內(nèi)設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈及層樓指令鍵，警鈴風(fēng)扇及照明。 2. 電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 電梯的控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能： （ 1）一臺電機(jī)控 制上升和下降，各層設(shè)上 /下呼叫開關(guān)（最頂層與起始層只設(shè)一 14 只）。 設(shè)計思路 電梯信號控制基本由 PLC 軟件實現(xiàn)。圖 為電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC 主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。編程語言可用梯形圖或指令表。 3. FX2N 可用內(nèi)部輔助繼電器 M，狀態(tài)繼電器 S，定時器 T，寄存器 D，計數(shù)器C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計數(shù)器（ C251 等）能接受脈沖編碼器脈沖。 FX2N 系統(tǒng) PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點： 1. FX2N 配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展 I/0 模塊， A/D 模塊， D/A 模塊和其它特殊功能模塊。電梯運(yùn)行過程中，轎廂所處樓層位置如何檢測， PLC 軟件如何根據(jù)給定的輸入信號及運(yùn)行條件判斷或計算樓層數(shù)，是電梯正常運(yùn)行的首要問題，是正確定向和選層換速的前提。此外系統(tǒng)還必須配置制動電阻，當(dāng)電梯減速運(yùn)行時，電動機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。 PLC 負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器也將本身的工作狀態(tài)輸送給 PLC，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。 3 PLC 的選擇及其控制系統(tǒng)開發(fā) 電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤、廳門信號、 PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成。較高檔次的可編程控制器都有位置控制模塊，用于控制步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)，實現(xiàn)對各種機(jī)械的位置控制。 （ 3）數(shù)據(jù)處理：一般可編程控制器都設(shè)有四則運(yùn)算指令，可以很方便的對生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 （ 2）過程控制：在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、電流等。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 （ 5）由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時費(fèi)工。 （ 3）電磁機(jī)構(gòu)及觸點動作速度慢，機(jī)械 和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 但也存在一定的問題： （ 1）系統(tǒng)觸點繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 （ 3）大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜。以前，都使用電梯繼電器控制系統(tǒng)，雖然，該系統(tǒng)存在一定的優(yōu)點： （ 1）所有控制功能及信號處理均由硬件實現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。 （ 6）更改控制方案時不需改動硬件接線。 （ 4） PLC 進(jìn)行故障自動檢測與報警等顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 （ 2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單，外部線路簡化。 （ 6） PLC 體積小，調(diào)試周期短。 （ 4） PLC 技術(shù)較容易掌握，使用維護(hù)方便，對使用者的技術(shù)水平要求低。而計算機(jī)使用匯編語言或其他高級語言編程，比PLC 編程復(fù)雜。 2. PLC 與微型機(jī)算機(jī)的比較 （ 1） PLC 輸入輸出接口較多，中大型 PLC 輸入輸出接口更多，便于多路多點控制。 （ 7） PLC 的適用范圍比繼電接觸控制的廣泛。 （ 5） PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。 （ 3）繼電接觸控制功能改變，需拆線，甚至更換元器件，麻煩； PLC 控制功能改變，只修改程序即可，很方便。 可編程控制器（ PLC）的特點與應(yīng)用 可編程控制器最初是為了替代繼電器控制系統(tǒng)而研制的，其自身又是一個計算機(jī)系統(tǒng)，所以它除了具備繼電器控制系統(tǒng)和微型計算機(jī)系統(tǒng)的原有功能外，還有其自己的特點： 1. PLC 與繼電接觸控制系統(tǒng)的比較 （ 1）繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點和“硬”線連接，為全硬件控制；PLC 內(nèi)部用“軟”電器、“軟”觸點和“軟”線連接，為軟件控制。 8. 有的 PLC 還具有某些特種功能，例如自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，監(jiān)控功能，特殊功能模塊，遠(yuǎn)程 I/O 能力等。而每種繼電器點數(shù)也不一樣。 5. 指令種類數(shù)和總條數(shù)用以表示 PLC 的編程和控制功能。 4. 掃描速度以 ms/K 字為單位表示。 3. I/O 總點數(shù) PLC 的輸入和輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。通常，對于一般的邏輯操作指令，每條指令占 1 個字，計時、計數(shù)、移位指令占 2 個字，對于一般的數(shù)據(jù) 10 操作指令，每條指令占 2 個字。約定 16 位二進(jìn)制數(shù)為一個字，每 1024 個字為 1K字。不同的 PLC 可能采用不同的編程語言。 可編程控制器（ PLC）的性能指標(biāo) PLC 的性能，通常是用以下多種指標(biāo)綜合表述，不同品種規(guī)格的 PLC 其性能指標(biāo)是不盡相同的，要根據(jù)具體悄況來分析。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。此時， PLC 立即啟動關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點，然后停機(jī)。 PLC 的掃描周期通常為幾十毫秒。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。一方面，所掃描的程序被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就可以被將要掃描到的指令所利用；另一方面，還可以利用 CPU 設(shè)置的定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時間，從而避免了由于 CPU 內(nèi)部故障使程序進(jìn)入死循環(huán)而造成故障的影響。然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)。 掃描從 0000 號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，再無中轉(zhuǎn)或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲地址遞增的方向順序 逐條掃描用戶程序即執(zhí)行，直到程序結(jié)束。但 CPU 是不能同時執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是 PLC 進(jìn)步的一種趨勢。 5. 編程語言多樣化 在 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時， PLC 的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。前二項共 20%故障屬于 PLC 的內(nèi)部 8 故障，它可通過 PLC 本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余 80%的故障屬于 PLC的外部故障。這些帶 CPU 和存儲器的智能 I/O 模塊，既擴(kuò)展了 PLC 功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了 PLC 應(yīng)用范圍?，F(xiàn)已有 I/O 點數(shù)達(dá) 14336 點的超大型PLC，其使用 32 位微處理器，多 CPU 并行工作和大容量存儲器，功能強(qiáng)。 PLC 的掃描速度已成為很重要的一個性能指標(biāo)。 可編程控制器（ PLC）發(fā)展趨勢 1. 向高速度、大容量方向發(fā)展 為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。并擴(kuò)大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC 的中央處理單元 (CPU)。其中 PLC 特有的編程語言 — 梯形圖一直沿用至今。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 — 梯形圖。 裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。這時的 PLC 多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。因而在冶金、化工、交通、電力、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點。電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求，而且電梯的首要保證就是安全，所以采用可編程控制器是非常合適的選擇。 4. 綠色電梯將普及 要求電梯節(jié)能、減少油污染、電磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、壽命長、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等：甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機(jī)房利用太陽能作為電梯補(bǔ)充能源。 3. 藍(lán)牙技術(shù)在 電梯上廣泛應(yīng)用 藍(lán)牙 (Bluetooth)技術(shù)是一種全球開放的、短距無線通訊技術(shù)規(guī)范，它可通過短距離無線通訊，把電梯各種電子設(shè)備連接起來，無需縱橫交錯的電纜線，可實現(xiàn)無線組網(wǎng)。從電梯底到頂層 124 層 的觀景臺 ,只用一分零五秒 。未來超高速 電梯舒適感會有明顯提高。曳 6 引式超高速電梯的研究繼續(xù)在采用超大容量電動機(jī)、高性能的微處理器、減振技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴和安全鉗、永磁同步電動機(jī)、轎廂氣壓緩解和噪聲抑制系統(tǒng)等方面推進(jìn)。隨著智能建筑的發(fā)展，電梯的智能群控系統(tǒng)能與大樓所有的自動化服務(wù)設(shè)備結(jié)合成整體智能系統(tǒng)。 電梯技術(shù)發(fā)展趨勢 1. 電梯群控系統(tǒng)將更加智能化 電梯智能群控系統(tǒng)將基于強(qiáng)大的計算機(jī)軟硬件資源，如基于專家系統(tǒng)的群控、基于模糊邏輯的群控、基于計算機(jī)圖像監(jiān)控的群控、基于神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的群控、基于遺傳基因法則的群控等。電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計， 2022 年在我國所有使用的電梯中如果有 80%采用節(jié)能電梯，全年可以節(jié)約耗電 122 億千瓦時。 電梯節(jié)能潛力巨大 ， 電梯和空調(diào)被認(rèn)為大型建筑兩大耗能大戶。而且 1990 年以前的電梯生產(chǎn)技術(shù)相對比較落后，電梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。雖然國家對電梯壽命目前沒有提出強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，但是按國外電梯使用壽命的慣例，一般日本系列電梯設(shè)計壽命為 15 年，歐美電梯設(shè)計壽命為 25 年。而近年來西部地區(qū)國民生產(chǎn)總值的增長速度，已經(jīng)與電梯需求高速發(fā)展所需的 GDP 水平相吻合。西部地區(qū)的小城鎮(zhèn)建設(shè)速度加快。目前國家規(guī)定 20 米以上高樓就應(yīng)安裝電梯，因此未來電梯最大的市場就是住宅市場。房地產(chǎn)市場快速發(fā)展，對電梯的需求繼續(xù)擴(kuò)大。 目前 我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場。因此專家預(yù)計，節(jié)能電梯市場會在 “ 十一五 ” 期間進(jìn)入快速增長期。 國內(nèi)電梯的情況 5 中國電梯行業(yè)從市場規(guī)模上已經(jīng)有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)含量，我國政府提出的節(jié)約型社會正好讓電梯行業(yè)中擁有節(jié)能電梯技術(shù)的企業(yè)有機(jī)會發(fā)展，另外，國外用戶比以前更多地青睞中國產(chǎn)品也為中國電梯的崛起提供了機(jī)會。該系統(tǒng)一般具有顯示故障、分析故障、故障統(tǒng)計與預(yù)測等功能，還有的可實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試與操作，便于維修人員迅速進(jìn)行維修應(yīng)答和采取維修措施。（ 4）電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。有的顯示器又增加了觸摸查詢功能。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面或三維圖像顯示電梯的樓層信 息（如位置、運(yùn)行方向），還可以顯示實時的載荷、故障狀態(tài)等。而交流永磁同步無齒輪曳引機(jī)的特點是：（ A）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，重量輕，形狀可靈活多樣；（ B）配以變頻控制可以實現(xiàn)更大限度的節(jié)能；（ C）沒有齒輪，于是沒有齒輪振動和噪聲，齒輪效率，齒輪磨損及油潤滑問題，減少了維護(hù)工作，降低了油污染；（ D）由于失電時旋轉(zhuǎn)的電機(jī)處于發(fā)電制動狀態(tài)，增加了曳引系統(tǒng)的安全可靠性。該系統(tǒng)節(jié)省了井道占用的空間，解決了超高層建筑電梯鋼絲繩和電纜重量太大的問題，尤其適合于具有同一底樓的多塔形高層建筑群中前往空中大廳的穿梭直駛電梯。該系統(tǒng)采用直線電機(jī)驅(qū)動，在一個井道內(nèi)設(shè)置多臺轎廂。 4. 層站 所屬的主要構(gòu)件：層樓顯示器、自動層門鑰匙開關(guān)、手動鑰匙開關(guān)、層門門鎖、層門框、層門地坎 、呼梯鈕、到站鐘。 2. 井道 所屬的主要構(gòu)件：轎廂導(dǎo)軌、對重導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架和壓道板，對重輪、隨線電纜、極限開關(guān)、端站限位開關(guān)、轎廂中間接線盒。 電梯在空間上的組成 一部電梯總體 的組成有機(jī)房、井道、轎廂和層站四個部分，也可看成一部電梯占有了四大空間。 5. 按拖動方式分類 （ 1）直流電梯；（ 2）交流電梯；（ 3）液壓電梯；（ 4）齒輪齒條電梯；（ 5）螺桿式電梯；（ 6）直線電機(jī)驅(qū)動電梯。 （ 3）有 /無司機(jī)電梯 根據(jù)電梯控制電路及客流量等，平時可改由乘客自己操縱電梯運(yùn)行，客流大或必要時可由司機(jī)操縱。 3. 按有無司機(jī)分類 （ 1）有司機(jī)電梯 必須有專職司機(jī)操縱。如 ， ， ， 1m/s；通常用在 10 層以下的建筑或客貨兩用電梯或貨梯）。如 ， ；通