電梯控制系統方案設計
電梯是指服務於建築物內若干特定的樓層，其轎廂執行在至少兩列垂直於水平面或與鉛垂線傾斜角小於15°的剛性軌道運動的永久運輸裝置。以下是小編收集的電梯控制方案，歡迎檢視！
摘 要：本文研究了用PLC控制兩臺電梯的雙電梯並聯控制系統的設計方法，論文首先詳細敘述了電梯的機械系統、拖動系統和控制系統的主要部件的功能和工作原理，確定了用PLC控制雙電梯聯動系統的方案。
然後確定了電梯控制系統的基本功能，並根據這些功能設計出了電梯的基本執行控制程式。論文討論了對兩部並聯電梯執行的要求，研究了並聯排程的原則。
並聯電梯控制系統的設計以實際情況為根據，計算出了最佳化的電梯執行排程方案，達到高效、節能的目的。對我國的電梯市場的設計、研發提供了良好的實驗依據。
關鍵詞：電梯、並聯控制、PLC
1. 引言
本課題將在借鑑已有成果的基礎上，設計基於計算機+可程式設計控制器的雙電梯聯動控制系統。透過合理地利用PLC的硬體資源和軟體資源，進行電梯群控系統的設計來提高電梯的操作靈活及快捷。對電梯的群控問題進行分析研究，以兩臺電梯的聯控邏輯為例，設計基於計算機+可程式設計控制器的雙電梯聯動控制系統。 透過合理地利用PLC的'硬體資源和軟體資源，進行電梯群控系統的設計來提高電梯的安全可靠性和操作的靈活性，對縮短平均候梯時間、減少電梯執行時間具有重要意義，對電梯控制的發展具有促進作用。
本設計的主要研究方式、方法包括：
1.透過研究電梯的執行方式，進行雙電梯的邏輯設計。雙電梯一般遵守集選規則，即將呼叫訊號先進行登記，對與電梯運行同向的呼叫訊號逐一應答，當同向指令和召喚應答完畢後電梯可以自動換向。除此以外，電梯並聯執行還遵循的相應的排程原則：正常情況下，當電梯使用以後，二號電梯作為忙梯會首先自動上升至第三層待命，一號電梯則作為基站電梯在第一層樓待命。當某層站有門廳呼叫訊號時，則“忙梯”立即啟動並定向執行去接該層站的乘客。
2.選用西門子S7-300系列PLC作為下位機，構成雙電梯的控制系統，電梯邏輯控制系統的控制核心是PLC，哪些訊號需要輸入至PLC，PLC需要驅動哪些負載，以及採用何種程式設計方式，都決定著其內部I/O點數的分配，根據PLC的I/O節點使用原則，應留出一定的I/O點以做擴充套件時使用。
3.PLC控制程式採用結構化設計，使用西門子配套軟體STEP7進行程式設計設計，構建雙電梯聯控軟體系統。
2. 雙電梯聯控的總體方案設計
2.1 電梯的結構與工作原理
電梯是垂直方向上執行的運輸裝置，由機械和電氣兩大系統組成。
機械系統由曳引系統、轎廂、對重灌置、導向系統、廳轎門、開關門系統、機械安全保護系統組成。其中曳引系統由曳引機、導向輪、曳引鋼絲繩、曳引繩錐套等部件組成。導向系統由導靴、導軌架、導軌等部件組成。機械安全保護系統主要由緩衝器、限速器和安全鉗、制動器、門鎖等部件組成。廳轎門和開關係統由轎門、廳門、開關門機構、門鎖及位置開關等部件組成。
曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機透過減速器變速後帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建築物井道牆體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在執行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，並在指定層站上維持其靜止狀態，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩定，轎廂得以準確停靠。電氣系統實現對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯執行安全。
2.2雙電梯控制方案總體設計
使用多電梯的場合一般是單電梯無法滿足建築物內的交通需要，如客流量、等候時間等。因此，使用雙電梯或更多電梯需要解決的主要問題是多電梯協調工作方式和以等候時間最短為目標的聯控邏輯演算法。本設計研究兩部電梯的聯控技術，進行了控制方案的總體設計。
雙電梯控制方案的系統框架如圖2-1所示。基本思路是採用計算機+可程式設計控制器結構。由可程式設計控制器完成資料和狀態採集、控制任務，並將狀態資料傳輸給計算機。計算機完成監控任務，並將管理指令輸出給可程式設計控制器。
雙電梯的訊號關係如圖2-1所示，在該系統中可程式設計控制器(PLC)是核心部分，兩部電梯的內部呼叫訊號、每層樓的外部呼叫訊號、電梯的執行方向訊號、兩部電梯的載重訊號、以及兩部電梯當前所在層訊號輸入到PLC中，PLC根據接收的訊號狀態，按照已設計好的邏輯演算法進行運算，並輸出控制訊號，來控制兩部電梯電機的正轉與反轉、何時開門何時關門、電梯樓層和執行方向的現實的顯示、以及超重後的報警等。同時，根據預先設計，PLC將需要監控和存入資料庫的資訊傳送個上位機(計算機)。除接受PLC傳輸的資訊外，計算機可以根據管理需要，向PLC發出控制指令。
輸入到PLC的控制訊號有：執行方式選擇(如自動、有司機、檢修、消防執行方式等)、執行控制、轎內指令、層站召喚、安全保護資訊、旋轉編碼器光電脈衝、開關門及限位訊號、門區和平層訊號等，透過PLC的控制來判定電梯的執行方向，是否開關門，顯示出當前的樓層，在超載的情況下發出警報。
對於控制電梯一次完整的執行過程，就是曳引電動機從起動、勻速執行到減速停車的過程。PLC接收來自操作面板和呼梯盒的召喚訊號、轎廂和門系統的功能訊號以及井道 和變頻器的狀態訊號 ，經程式判斷與運算後實現電梯的集選控制，PLC在輸出顯示和監控訊號的同時向變頻器發出執行方向、啟動、加速、減速、執行和制動停梯訊號。曳引電動機正轉(或反轉)控制及高速控制訊號有效時，電動機開始起動，起動後維持一定的速度一直執行，完成起動及執行段的工作。當換速訊號到來後，PLC撤消高速訊號，同時輸出爬行訊號。減速過程開始，當電機達到一定速度時電梯停止減速，並以此速度爬行。當平層訊號到來後，PLC撤消爬行訊號，同時發出停梯訊號，此時電動機減速到停止轉動，電梯停梯。正常情況下，在整個起動、執行、減速爬行段內，變頻器的零速輸出點一直是閉合的，減速至零之後，零速輸出點斷開，透過PLC抱閘及自動開門。 本設計主要是針對為了使人打到最短等候時間，進行邏輯分析，並可以後續設計出相應的PLC控制程式。
3. 電梯執行的總體邏輯演算法
(一)2部電梯分別為A，B，YA、YB分別為A、B電梯的執行值，它反映了電梯當前執行的樓層。YA：電梯當前所在樓層數(B梯與此類似，以下均以A梯為例)。如果電梯停在某層待命時，執行值為上行時的值。設H為廳內某一外召喚按鈕按下時對應的鍵值，H=所在樓層數。
(二)設定變數MA，MB;其中MA、MB分別為A梯順向內呼最值和B梯順向內呼最值;當電梯向上執行時，MA=max(A梯內呼登記表);當電梯下行時，MA=min(A梯內呼登記表)。電梯相應的最短距離為S。B梯與A梯相同。
以A梯為例電梯響應時間的確定：當外呼訊號與電梯執行方向相反時， 就是電梯由當前樓層順向執行到內呼最值樓層、再由內呼最值樓層執行到外呼訊號樓層的樓層數之和，即S=|YA-MA|+|MA-H|。
當外呼訊號與電梯執行方向相同時，外呼訊號在電梯執行前方，則就是電梯執行到外呼樓層的樓層數，即S=|YA-H|。
如果外呼訊號在電梯執行後方，則值由3部分構成，電梯當前值到順向最值樓層的距離、順向最值樓層到外部後向呼梯最值樓層的距離和外呼訊號到外部後向呼梯最值樓層的距離，即：S=|YA-MA|+|MA-H|。B梯計算方法與A梯一致。
為了達到乘客等候時間最短，使A、B兩部電梯的響應時間作比較，響應時間短的來完成乘客的需求。
參考文獻
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