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DENG Li-hong

（西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校，西安 710077）

0 引言

伴隨城市文明的不斷進(jìn)步，電梯作為方便、快捷、高效的乘坐工具，變成了人們工作和生活非常重要的一部分。穩(wěn)定、安全的性能以及節(jié)能、高效的要求成為了電梯設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的方面。電梯的呼叫是隨機(jī)的，它是根據(jù)乘客的呼叫信號(hào)和系統(tǒng)控制而運(yùn)行的。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，電梯系統(tǒng)其實(shí)是一個(gè)人機(jī)交互的控制系統(tǒng)，它包含了變頻技術(shù)、電氣控制技術(shù)、PLC技術(shù)、通信技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)。電梯的控制部分通常選用隨機(jī)邏輯模式。目前的電梯系統(tǒng)大都采用單勻速機(jī)制，當(dāng)電梯收到PLC發(fā)來(lái)的呼叫電梯信號(hào)時(shí)，電梯根據(jù)變頻器設(shè)置的速度模式，進(jìn)行加速，到達(dá)最高速后，以一個(gè)勻速的方式行駛；當(dāng)運(yùn)行到目標(biāo)樓層的減速點(diǎn)時(shí)候，電梯根據(jù)變頻器的速度設(shè)置進(jìn)行減速，然后停車上下乘客。

本文設(shè)計(jì)的雙勻速電梯，以兩種均勻的速度方式運(yùn)行：一是當(dāng)樓層間距近、行駛距離短時(shí)，以低速的方式行駛，例如從三樓到四樓； 二是當(dāng)樓層間距遠(yuǎn)、行駛距離長(zhǎng)時(shí)，以高速的方式行駛，例如電梯從一樓到八樓，提前條件是在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有其他的樓層乘客呼叫電梯。所以，雙勻速電梯一定要分析當(dāng)前電梯全部的呼叫，判斷電梯應(yīng)以何種速度進(jìn)行行駛。因而雙勻速電梯相對(duì)單勻速電梯來(lái)說(shuō)，邏輯關(guān)系更加復(fù)雜，需要智能化的控制。在一定程度上來(lái)講， 電梯運(yùn)行狀態(tài)的好壞，取決于PLC編程水平合理與否。

1 電梯系統(tǒng)的構(gòu)成及運(yùn)行原則

1.1 電梯系統(tǒng)構(gòu)成

電梯系統(tǒng)主要包含本體和控制器兩部分。本體主要由底座、轎廂、立柱及電梯內(nèi)外用戶面板等組成；控制器主要有PLC、開(kāi)關(guān)電源和專用變頻器等。電梯每層均有轎廂所在樓層的數(shù)碼顯示，以及外呼按鈕和登記指示。電梯轎廂內(nèi)呼面板主要有內(nèi)呼按鈕，電梯上下行指示，關(guān)門(mén)、開(kāi)門(mén)按鈕。電梯系統(tǒng)的組成如圖1所示。

圖1 電梯系統(tǒng)構(gòu)成

1.2 雙勻速電梯運(yùn)行規(guī)則

1）在本樓層中，如有呼叫則開(kāi)門(mén)，同時(shí)登記除當(dāng)前樓層以外的全部電梯呼叫信號(hào)。

2）依據(jù)首先登記電梯呼叫信號(hào)，決定電梯的向上或向下行駛。

3）當(dāng)電梯同時(shí)收到很多信號(hào)后，實(shí)施初始信號(hào)定向原則，相同方向立即執(zhí)行，執(zhí)行完畢后再換向運(yùn)行。

4）在電梯同向運(yùn)行過(guò)程中，可以實(shí)施截取電梯。

5）當(dāng)電梯同向運(yùn)行完畢實(shí)施換向時(shí)候，根據(jù)最遠(yuǎn)站原則實(shí)施換向。

6）電梯響應(yīng)乘客信號(hào)，達(dá)到目標(biāo)樓層時(shí)，電梯門(mén)打開(kāi)，經(jīng)過(guò)五秒鐘后電梯自動(dòng)關(guān)門(mén)。

7）在電梯響應(yīng)超過(guò)三層以上樓層間距時(shí)，以較高的均勻速度行駛，快要到達(dá)響應(yīng)樓層時(shí)，速度降低至低速行駛。假如在高速行駛過(guò)程中，有新的呼叫需求，并且樓層間距小于三層，那么就將高速降低為低速行駛。

2 雙勻速電梯PLC程序設(shè)計(jì)

電梯在行駛的過(guò)程中，接收的信號(hào)具有不確定性，即接收的信號(hào)具有隨機(jī)性，因而編寫(xiě)電梯PLC程序就變得比較復(fù)雜，通常能夠根據(jù)功能進(jìn)行相應(yīng)程序的編寫(xiě)，然后實(shí)施綜合。電梯PLC程序主要可以分為如下幾種：登記呼叫，判斷向上和向下運(yùn)行，轎廂停止，關(guān)門(mén)與開(kāi)門(mén)，面板數(shù)碼顯示等。本文針對(duì)其中一些進(jìn)行了分析介紹。

2.1 樓層顯示

當(dāng)前轎廂的位置記錄在寄存器D100中。假如目前電梯轎廂在二樓，那么寄存器的D100中的數(shù)值就是2。要求PLC的Y3至Y0的信號(hào)輸出樓層的BCD碼，因而本文采用BCD編碼指令。樓層顯示如圖2所示。

圖2 樓層顯示

2.2 數(shù)據(jù)寄存器的設(shè)置

PLC程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)定了五個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行電梯狀態(tài)的存儲(chǔ)。這五個(gè)數(shù)據(jù)寄存器為：目前樓層寄存器（D100），向上運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器（D101），向上運(yùn)行最近寄存器（D102），向下運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器（D103），向下運(yùn)行最近寄存器（D104）。用現(xiàn)樓層號(hào)表示現(xiàn)電梯所處位置，實(shí)施一一對(duì)應(yīng)，現(xiàn)電梯所處位置采用十進(jìn)制的表示方式，存儲(chǔ)在目前樓層寄存器（D100）中，如圖3所示。以此類推，每一個(gè)電梯的呼叫信號(hào)也采用十進(jìn)制的表示方式，全部電梯呼叫信號(hào)中，電梯向上運(yùn)行的最遠(yuǎn)值存放在最遠(yuǎn)寄存器D101中，電梯向上運(yùn)行的最近值存放在最近寄存器D102中，電梯向下運(yùn)行的最遠(yuǎn)值存放在最遠(yuǎn)寄存器D103中，電梯向下運(yùn)行的最近值存放在最近寄存器D104中。

圖3 寄存器設(shè)置

2.3 呼叫信號(hào)的綜合設(shè)置

假如其中一個(gè)樓層出現(xiàn)呼叫電梯信號(hào)，那么就會(huì)自動(dòng)形成一個(gè)與此樓層號(hào)一致的電梯呼叫登記信號(hào)，同時(shí)把這個(gè)登記信號(hào)進(jìn)行保持，一直到此信號(hào)被響應(yīng)后，才能把信號(hào)釋放。同理，將全部的電梯向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)（包含內(nèi)呼叫信號(hào)和外呼叫信號(hào)）實(shí)施統(tǒng)一的綜合，于是便形成了和樓層相一致對(duì)應(yīng)的全局呼叫電梯信號(hào)。全部的信號(hào)，根據(jù)高樓層優(yōu)先的原則實(shí)施優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，確保向上運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器（D101）中儲(chǔ)存的為目前呼叫電梯的最遠(yuǎn)值。在圖4所示的寄存器中，M22至M28是二層至八層的綜合呼叫電梯信號(hào)。M400，…，M418表示電梯的轎廂處于二層，…，八層以下。同理，將全部的電梯向下運(yùn)行的呼叫信號(hào)（包含內(nèi)呼叫信號(hào)和外呼叫信號(hào)）實(shí)施統(tǒng)一的綜合，于是便形成了和樓層相一致對(duì)應(yīng)的全局呼叫電梯信號(hào)，根據(jù)低樓層優(yōu)先的原則實(shí)施優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，確保向下運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器（D103）中儲(chǔ)存的為目前呼叫電梯的最遠(yuǎn)值。

2.4 電梯向上與向下的運(yùn)行

電梯通過(guò)比較指令的判斷，來(lái)決定電梯的向上和向下的運(yùn)行。判斷的原則為：將向上運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器中的數(shù)值和目前樓層寄存器中的數(shù)值實(shí)施對(duì)比。如果前者的值大于后者，那么M50獲得，電梯向上運(yùn)行；如果前者的值等于后者，那么電梯就進(jìn)行懸停。將目樓層寄存器中的數(shù)值和向下運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器中的數(shù)值實(shí)施對(duì)比，如果前者的值大于后者，那么M60獲得，電梯向下運(yùn)行；如果前者的值等于后者，那么電梯就進(jìn)行懸停。如果電梯是在向上運(yùn)行，則電梯向下運(yùn)行的呼叫請(qǐng)求就會(huì)被短暫屏蔽，使電梯一直運(yùn)行到當(dāng)前呼叫電梯信號(hào)的最高層。假如電梯在向上運(yùn)行時(shí)，還有更高的樓層有呼叫電梯信號(hào)，那么就把D101寄存器的值進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。

圖4 向上運(yùn)行最遠(yuǎn)寄存器設(shè)置

2.5 電梯雙勻速運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)斷

當(dāng)電梯與目標(biāo)樓層的距離比較近時(shí)，采用低速的模式行駛；當(dāng)電梯與目標(biāo)樓層較遠(yuǎn)時(shí)，采用高速的模式行駛，通過(guò)這種方式，從而可以有效地提高了電梯運(yùn)行效率。寄存器D102中儲(chǔ)存的是向上運(yùn)行最近的目標(biāo)樓層，通過(guò)把寄存器D102值減去寄存器D100值，即取得向上運(yùn)行的目標(biāo)樓層數(shù)，然后存入寄存器D105中。如果(D105)大于等于3，那么電梯就高速向上運(yùn)行，否則電梯就以低速運(yùn)行。同理，如果 (D106)大于等于3，那么電梯就高速向下運(yùn)行下行，否則電梯就以低速運(yùn)行。電梯的雙勻速?zèng)Q策如圖6所示。

圖5 電梯雙勻速?zèng)Q策

3 結(jié)束語(yǔ)

基于PLC編程技術(shù)的雙勻速電梯系統(tǒng)，編程方法直觀、簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，功能模塊比較獨(dú)立，易于擴(kuò)展和修改。雙勻速電梯對(duì)于電梯維護(hù)人員以及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，有著重要的理論以及實(shí)際的指導(dǎo)意義，它為提高電梯運(yùn)行效率和節(jié)能探索了一條可行的途徑。

[1] 常國(guó)蘭.電梯自動(dòng)控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[2] 唐桂忠,張廣明.免疫規(guī)劃K-均值聚類算法識(shí)別電梯群控交通流模式[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.2006,53-58.

[3] 李中華,朱燕飛.面向?qū)ο蟮碾娞萑嚎叵到y(tǒng)仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)仿真.2005,22(2)：156-159.

[4] Y.Yong,Q.T.Ye.Dynamically dispatching method aiming to reduce the servicing time in the EGCS.IEEE.2005,10：1-5.