叶立忠
浙江省特种设备科学研究院 浙江杭州 310012
摘要：随着我国经济的快速发展，人们的生活水平越来越高。特别是改革开放以来，我们的经济水平持续提高，各地房地产市场活跃起来，房地产公司建造了很多高层住宅和商业建筑等。而电梯成为各种高层建筑物的必备设施，具有运送载人货物的功能。电梯通常通过控制系统控制上下线路。这种控制方法容易出现故障，维护不便，使用寿命短，占用空间大。PLC控制器具有可靠性和可编程性等优点，因此本文主要探讨电梯PLC控制系统的优化设计。
关键词：电梯；PLC 控制系统；优化设计
引言
电梯具有轨道运行、操作便捷、快速可靠等特点，是针对高层建筑出行的特殊运输工具，现阶段，随着科技的发展，人们对电梯的功能需求越来越多。本控制系统以PLC 为核心，通过对系统结构、控制软件、PLC的选型、可靠性、安全性、标准化进行优化设计，大幅提高了电梯的使用性能，为人们的出行提供了更加安全舒适的服务。
1 PLC技术的特点
PLC技术可以把过去使用的电脑科技和现在研发的继电接触科技互相结合使用的，以上形成的技术可以把过去技术中存在的漏洞补齐，变得更加完善，还更好地使用了微处理技术，将微处理合理地运用到现阶段技术中。PLC这项技术还有很多的优点，比如：有较强的功能，使用率高，更加安全可靠，编程内容较为简易，大大降低了使用时问题的出现几率。还可以把它的优点分为以下几点：第一，PLC技术本身有很强的抗干扰力，因此它更加安全可靠，在电梯的使用过程中能更好地相互符合[1]。第二，PLC在使用的时候，能更全面地去施展实际功能，能够很方便地将电梯和电气自动化技术相互融合使用，并且升级改造其系统。第三，PLC在实际的编程操作上，十分简易，口令简短易记，在使用上也不会耗费太多的时间和精力。第四，PLC已经运行了40多年，在这40年间不断被升级，完善，让这项技术变得更加安全可靠，尤其是在逻辑处理和操作上，表现得十分明显。
2电梯PLC控制系统的优化设计
2.1电梯PLC 的系统结构设计
电梯的PLC 控制系统分为拖动控制系统和信号控制系统两部分，系统核心由PLC 主机与CPU 存储器组成，其他主要硬件设备还包括井道设备、安全装置、门机、拖动系统、调整系统、指挥系统、厅外呼梯盘、轿厢操作盘等[2]。
PLC 控制系统总结构包含指挥层、操作盘、安全保护、井道等外设装置发出信号，经输入接口传送入PLC 中，CPU 存储器内的相关软件程序对该信号进行处理后，PLC 再经输出接口向拖动系统发出指令，以实现对电梯启动、加减速、上下行等制动控制，其具体流程如下：乘梯者进入轿厢后，按动操作盘内的指令按钮，CPU 存储器通过输入接口对该信号进行采样，并进行指令读取和逻辑运算，从而驱动PLC 的内部呼唤信号处理程序对操作内容进行响应，依指令的层次运行电梯，使电梯达到目标层， PLC 还会通过输出接口对门机发出开关门指令，向调整器发出上下行指令、向各楼层的显示灯、方向灯、呼梯信号灯发出显示指令，从而控制电梯运行。
2.2硬件结构的设计
硬件选型主要是根据电梯设计时的实际情况进行西门子PLC 的选型，不同类型的PLC 有不同的特性，用户根据需要选择较合适的即可。硬件设计包括继电器、接触器、LED、驱动器、电机等的选型与电路设计等[3]。
在设计电梯PLC 控制系统硬件结构时，需要把储存器结构、电源结构、输入输出结构以及微处理结构充分的融合进去。整个系统的核心控制器就是微处理器，它能够与系统更好的进行连接，使接口电路的应用效果得到提升，并使当前的处理需求得到充分的满足。
在实际设计和应用微处理器时，各个方面的管理工作也要及时的展开，但是在这个过程中如果相关的管理体制不够合理和完善，那么将会对整体系统的长远管理和运行造成不利的影响。因此，在进行管理工作时，要对储存器和处理器的应用设计要求进行全面而充分的了解，控制器管理工作的开展，在对各个方面的接口要求进行有效了解的基础上，要对整体系统的抗干扰能力进行全面的提升，同时还要经管理系统科学合理的建立起来，从而使整体系统的运行效率在科学合理的设计和控制中得到提升。
2.3 PLC 控制系统的软件设计
电梯控制系统软件设计包括系统的初始化程序、逻辑判断程序、电机驱动程序、数据通信程序等，可在STEP-7 或TIA Portal 软件中进行程序的编制与仿真。进行仿真的目的是在不需要物理设备的条件下，观测系统的运行情况，如逻辑判断是否准确、数据通信是否正常、数据交换是否准确等，可大大降低试验成本，节约开发时间[4]。
在对电梯PLC 控制系统的软件进行设计时，相关的工作人员要对各个方面的工作要求进行了解，并对管理工作之间的关系进行有效的协调，从而能够将最佳的工作方式筛选出来，使良好的管理模式有效的构建起来，最终使软件系统的设计效率和质量得到显著的提升。一方面，在设计软件系统时，需要合理的分析信号与电梯的实际状态，并对电梯系统的运行流程进行不断的完善，使电路与信号的设计水平和效率得到有效的提升。另一方面，在进行管理工作时，要对电梯的下降与上升状态进行分析，并对工作内容与模式进行充分的了解，将最适合的工作方式筛选出来，从而使整体系统的运行水平得到显著的提升。同时，管理电梯的控制系统时，要全面的分析楼层与电梯的状态，将合理有效的管控体系构建起来，从而使整体工作质量与效率得到有效的提升。
3电梯PLC 控制系统的其他优化设计
3.1安全性设计
在对系统设计时，还应考虑系统的安全性，在进行PLC 的系统设计过程中，必须保证系统具有及时处理事故或故障的功能，比如，可采用设计安全回路的方式提高系统的安全性，安全回路与 PLC 通过硬接线的方式独立连接，当电梯处于非正常运行或出现紧急状况时，PLC 系统可通过安全回路对电梯进行紧急制动。
3.2标准化设计
现阶段，可编程控制技术与各类软、硬件的升级换代都较快，因此，在设计时，应选择标准件的硬件设备和通用的软件系统，标准化设计使得PLC 系统的兼容性大幅度提高，对系统的日常维护带来较多便利，也利于未来对系统的优化、升级和规模扩展。
3.3可靠性设计
可靠性是PLC 系统设计的重要组成部分，在电梯的运行过程中，系统故障会导致电梯的运行出现异常，因此，应对系统进行可靠性设计，通过冗余设计、运行环境设计等方式来提高系统运行的稳定性, 对PLC 系统内的核心元件如电源系统、CPU 存储器、通信原件应进行冗余设计，而对运行环境进行设计时，应充分考虑到PLC 的内部元件对环境温度、湿度、振动的适应性，一般可采用增加热后备或冷后备的设计方式[6]。
结束语
随着我国高层建筑的增多，人们对高层运输交通工具——电梯的使用越来越频繁。近年来，可编程控制技术的发展越来越迅速，将PLC 应用于电梯控制系统，其内部存储器能对数字运算、算式运算和逻辑运算等操作指令进行较好的执行，并且通过数字信号或模拟信号输入和输出，可以较好地控制电梯的运行，也能增强电梯电梯的可维护性、运行的安全性和灵活性，使电梯的使用周期得到延长。
参考文献：
[1]王冰冰,许恒铭,孙静.基于PLC的电梯控制系统设计[J].科技视界,2017(21):35-36.
[2]符林芳.基于PLC的电梯控制系统的开发与设计[J].自动化与仪器仪表,2017(07):116-119.
[2] 洪刚, 杨益. 电梯控制系统检验常见问题及对策[J]. 中国设备工程，2017(08).
[3] 李新月. 基于组态软件的PLC 电梯控制和仿真研究[J]. 电子世界，2018(12).
[4] 李金明. 基于PLC 的电梯管理控制系统设计与实现[D]. 吉林大学，2018.
[5] 张兰兰. 基于PLC 的电梯智能控制与监测系统设计[D]. 曲阜师范大学，2017.