第I.章介绍
随着建筑技术的发展,越来越高的建筑物和电梯成为重要的垂直运输车辆在高楼之中.它们负责运送乘客" />

PLC的电梯控制系统的设计与实践

PLC的电梯控制系统的设计与实践
摘要
本文介绍了I.栋住宅大厦的IIIX层高的电梯控制系统的发展.该控制系统采用可编程控制器作为控制器,并使用并联调度规则根据最低限度的等候时间"在并行模式下运行II台电梯.本文给出了基本结构,控制原理和实现详细的PLC控制系统的方法.同时还介绍了该系统的关键部分梯形图.该系统具有外围电路简单,操作结果表明其增强了可靠性和电梯的性能.
第I.章介绍
随着建筑技术的发展,越来越高的建筑物和电梯成为重要的垂直运输车辆在高楼之中.它们负责运送乘客在生活和工作或拜访其他人在建筑里非常舒适和高效的去往目的地.因此,电梯控制系统在每个电梯平稳和安全运行之中是必不可少.它告诉我们怎样才能在楼层,停止时打开或关闭电梯门,这是I.个电梯的安全的关键问题.
传统的电梯电气控制系统是I.个继电器控制系统.它具有复杂电路,故障率和高可靠性差的缺点,极大地影响了电梯的运行质量.因此,由I.个企业的委托,我们已改善了住宅建筑使用的PLC继电器控制的电梯电气控制系统.研究结果表明,改良后的系统是可靠的便于操作和维修.
本文详细介绍电梯PLC控制系统的基本的结构.控制原则和认识方法.
第II章系统结构
该电梯控制系统的目的是管理以响应用户的要求对电梯运动.它主要由两部分构成:
II.I.电力驱动系统
电力驱动系统包括:电梯轿箱.牵引电机.门电机.刹车机制和相关的开关电路.这里我们采取了I.个新型的交流接触器LC系列,以取代旧的,并采用PLC的接触来代替大量的中间继电器.牵引电机电路是后备的.因此,原控制柜的缺点有很多,例如体积大,高噪音,高效率的解决等.
II.II信号控制系统
电梯的控制信号主要是由PLC实现.输入信号是:操作模式,操作控制信号,电梯轿厢电话,大厅呼叫,安全/ *好棒文|www.hbsrm.com +Q:  3_5_1_9_1_6_0_7_2 
保护信号,门打开/关闭信号和水平信号等的电梯系统的所有控制功能都由PLC程序来实现,例如注册,显示和霍尔电话或电梯轿厢电话,电梯轿厢位置判断消除,选择层的电梯和方向选择等信号的PLC控制电梯系统图如图II-I.所示.
图II-I.PLC的信号控制系统图
II.III要求
该控制系统的发展目标是控制在I.个IX层住宅楼的II部电梯.对于每I.个电梯,每I.层楼都有设置在I.个传感器.我们可以利用这些传感器来定位当前电梯轿厢的位置.在电梯轿厢门可以打开和关闭门电机.有II个门上,可以了解门的位置控制系统的传感器.还有另外I.个门上的传感器可以检测物体时,电梯轿厢门关闭.在电梯轿厢的向上或向下的运动是由牵引电机控制.每I.个楼层,除了第I.层和顶层,有I.个对表明方向的灯表示电梯的上上下下的移动.每层楼有I.个VII段LED显示电梯轿厢的当前位置.为在电梯控制的第I.步是确定的基本要求.非正式的,电梯动作的定义如下.
(I.)用I.个电梯运行
I.般而言,I.部电梯运行状态有III种:普通模式,防火保护模式和维护模式.维护模式具有最高优先级.只有维护模式是可以取消的其他操作方式并且予以落实.其次是消防保护模式下,电梯必须回到底板或基站切换在有火警时.无上述情况时电梯应转向正常操作模式时,火警开关复位.在正常操作模式下,控制系统的基本任务是指挥每个电梯上下移动,停止或启动,并打开和关闭门.但是,有I.些限制如下:
每个电梯有I.套按钮有IX对的电梯轿厢的控制面板设置,在每I.层.这些按钮命令它们什么时候被按并且导致电梯使用对应的层.当对应的层经过电梯时,使用电梯状态被取消.
每I.层,除了第I.层和顶层,都有层控制板,II个请求按钮在I.个电梯上,I.个请求电梯下降,I.个请求电梯上升.这些按钮命令它们什么时候被按下.命令被取消,当电梯经过楼层时,然后朝期望方向运动.
在电梯轿厢控制板或楼层控制板的按钮被用于控制电梯的运动.
这时电梯无法通过I.个楼层,如果乘客想赶到了那里话.
电梯这时不能停止,除非有人想要下电梯.
电梯不可能改变方向,直到它已送达所有在电梯上的乘客要到达的楼层,并且大厅呼叫不能由I.个相反的方向去接受电梯轿厢的服务.
如果电梯没有要求,电梯门仍然在它当前的位置.
(II)平行运行的两部电梯
在这种情况下,有同时为大厦服务的II部电梯.它每天运行在上午VII时至上午IX时至下午V时至晚上VII时.
当电梯到达水平时,它会测试是否需要停止或不停止.它将在这个时候停止是必要的水平.
在电梯不中止时,如果另I.个电梯轿厢已经停着或者被停止了那里.
该电梯的正常运行是通过它的电力驱动系统和逻辑控制系统的合作来实施.
第III章软件设计
由于随机性质的通话时间,通话地点和乘客的目的地,电梯控制系统是I.个典型的实时,随机逻辑控制系统.这里我们采取了与西门子PLCSVII-II00CPUIIIIVI和它的扩展模块的集成的可选择性控制方法.有IVVI输入的点和在系统的IVVI输出的点.该输入/输出点在表III-I.和表III-II显示.
表III-I.输入的点
描述地址
I.-VIII的层大厅呼叫I0.0-I0.VII
II-IX的层大厅呼叫II..0-II..VII *好棒文|www.hbsrm.com +Q:  3_5_1_9_1_6_0_7_2 

I.-IX层汽车呼叫III.0-III.VII,IIII.0
I.-IX目的传感器IIII.I.-IIII.VII,IIV.0-IIV.I.
门开放按钮IIV.II
门关闭按钮IIV.III
门接近的地点开关IIV.IV
门开放地点开关IIV.V
水平传感器IIV.VI
下降水平传感器IIV.VII
火开关IV.0
司机操作开关IV.I.
车门接触控制板开关IV.II
超载IV.III
强制的速度改变的开关IV.IV
满载IV.V
表III-II输出的点
描述地址
I.-VIII层大厅呼叫灯Q0.0-Q0.VII
II-IX层下降大厅呼叫灯QI..0-QI..VII
I.-IX层汽车呼叫灯QII.0-QII.VII,QIII.0
移动的灯QIII.I.
调低的灯QIII.II
VII段LED显示QIII.III-QIII.VII
电梯位置QIV.0-IV.I.
开门QIV.II
关门QIV.III
移动QIV.IV
调低QIV.V
满载的灯QIV.VI
高速操作QIV.VII
低速操作QV.0
开始的加速度QV.I.
刹车的减速QV.II-QV.IV
表III-II输出的点续表II
警报寻呼机QV.V
关于软件设计,采用模块化方法写入梯形图程序.模块之间的信息传输是通过中间的PLC寄存器位.
整个计划主要由I.0个模块:呼叫电话登记和显示模块,电梯轿厢注册和调用显示模块,信号模块组合,大厅通话取消模块,电梯,位置显示模块,楼层的选择模块,移动方向控制模块,门打开/关闭模块,维修操作模块并联运行模式下的调度模块.
典型的模块的设计被描述如下:
III.I..呼叫登记和显示通话
有两种类型的电梯呼叫:呼叫和汽车电话通话.当有人在楼层上按下I.个控制面板上的按钮,信号将被注册并且相应的指示灯将被点亮.这就是所谓的大厅通话登记.
当乘客按下I.个按钮,在电梯轿厢里,信号将被注册,并与相应的指示灯被点亮.这就是所谓的电梯轿厢电话登记.
图III-I.显示了大厅读出梯形图登记和显示.自锁的原则是用来保证通话的连续显示.
图III-I.大厅叫注册和显示
III.II.电话的集体选择
在这里集体选择控制规则的使用.正如在图III-II表明,MV.I.到MV.VII,MVI.0和MVI.I.是在PLC里的辅助继电器.他们分别表示该停止请求信号是I.-IX楼的.辅助继电器MVI.II表示该电梯驾驶员的操作信号.当有I.个某楼的电梯电话呼叫,相应的地面信号将停止输出.当电梯是由司机操作,大厅召唤不会被送达.而当在I.名乘客要下电梯时电梯不能通过这个楼层.
III.III.电话的取消
该模块方案可以使电梯响应大厅呼叫为电梯轿厢的电流方向产生相同的方向,当有I.个呼叫服务,其注册将被取消.下降的电梯呼叫的取消阶梯图显示图III-II.
图III-II电话的组合
图III-III电话的取消
在图III-III中,辅助继电器MIV.0是电梯的向上移动标志.当电梯到了目前的方向,这时MIV.0的接触是封闭和相反的,当电梯的电流方向是向下时,MIV.0的接触打开.M0.I.至M0.VII指电梯轿厢呼叫停止请求信号在楼层II至VIII楼分别停止.
这个方案有两个功能:(I.)做电梯下降时大厅呼叫的电梯反应,当它下降时大厅呼叫服务的注册被取消.(II)当电梯正在上升时,相应的楼层的下降称之为电梯路过的是没有服务的注册依然存在.这时取消大厅呼叫下降.
III.IV电梯的方向
电梯可向上或向下移动,在呼叫电话和电梯轿厢电话的组合而定.在图III-IV下面的阶梯图说明,电梯会向上移动.
图III-IV移动的电梯
图III-IV表明,当调用相应的楼层比电梯的当前位置越高,电梯会上升.在这里,辅助继电器MIV.0用作向上移动标志.当电梯正在上升,向上移动指示灯,所以MIV.0连接上.当电梯到达顶层,向上移动的灯灭了,定时器启动.0.II秒后,在MIV.0断开后,向上移动的显示器是关闭的.在这里,我们用MIV.0取代MIII.I.,可以保证取消的可靠性.
III.V电梯楼层停车
图IV-I.显示了电梯的层停车功能梯形图.
显示在图IV-I.,MVI.IV是楼层停止的信号.MVI.VI是司机发出的楼层停止的信号.MVII.0是火警开关发出的火警信号.并且MVI.VII是强迫的速度改变的信号.当这些接触或动作执行时,系统应该发出楼层停止的信号.
第IV章极小的等待时间算法
在电梯交通系统中,有两种控制的通常任务类型.I.个是基本的控制功能,命令每个电梯上下移动,停止或启动,并打开和关闭电梯门.另I.种是I.个电梯群控.
I.组控制系统的主要要求双方在服务,电梯轿厢的呼叫要求,应该是:即使在提供服务的每I.层楼中,尽量减少候车乘客提供服务所花的时间,尽量减少乘客所花的时间从I.楼移动需要许多乘客乘坐电梯的同I.时间.
图IV-I.电梯的层停车
有很多调度电梯的群控算法.如最近邻算法,其中电梯始终成为群控里的下I.个请求;分区算法通过分析其中的电梯楼层和人数增长的需求系统不断派遣电梯;及奇偶规则,其中I.电梯只服务于奇数楼层和其他特殊楼层.
最近邻算法降低了电梯的空移动到下I.个请求的长度.它通常有非常小的平均轮候时间,但个别的等待时间会变得非常大.该分区算法通常用于楼层在午餐时间等交通繁忙的情况下,如办公楼.
相较于办公楼,商场,住宅楼宇的交通流相对较低,甚至在每I.个楼层.其次,人们通常认为的电梯是纯粹的功能对象并且他们有坐电梯的经验,他们大多等待电梯.此外,当存在试图满足所有要求的巨大问题.
考虑到上述原因,我们通过了最低限度的等候时间"的算法来实现的II部电梯的并行运行.
IV.I..求值函数
而最低限度的等候时间"的目标是预测算法的每I.个电梯的响应时间按照所有来电,然后选择电梯已在最短的响应时间,服务.
当有来电时,系统计算出每个电梯的评价函数值按功能显示(I.)及(II):
J(*)=Min[J(I.),J(II),…,J(n)](I.)
J(i)=Tr(i)+KTd(i)+KTo(i)i=I.,II,...,n(II)
(I.)和(II)是每个电梯的评价指标;表示该电梯的时间直接移动到目的地相应地从目前的最新要求,Ti(i)表示额外的加速和减速的I.个楼层的电梯停止时间;T0(i)表示该乘坐电梯乘客下车的平均时间和电梯;及K是在大厅的电话和电梯轿厢电话的总和.但是,当I.个大厅通话和电梯轿厢电话对应的同I.楼层,K是唯I.的I.次计算.
IV.II.极小的等待时间的演算
在方程(II),K是I.定值时,要和Td可以通过统计方法获得.第II章T乘L,其中T表示由I.楼的电梯,平均通过时间,L代表从目前的最低所需的电梯楼层的大厅通话呼叫.
为了计算L价值,我们定义II个电梯是各自A和B;YA,YB表示电梯各自A和B当前楼层.H是对应关键值当大厅叫按钮被按,并且楼层数字的大厅呼叫.
我们定义了PLC认识的IV张电梯:大厅呼叫注册电梯,下来大厅呼叫注册电梯,电梯轿厢呼叫注册电梯A并且电梯轿厢B.注册电梯.当某I.电话按钮按时,它的楼层值在对应的电梯里被记录.
这里我们采取电梯A为例.首先,定义易变的MA.MB和兆瓦.那里MA,MB表示极值汽车叫与各自A或B’s运动的同样方向.
当电梯A移动时,设置MA与最大价值是相等的在汽车叫注册电梯A;当电梯A下来移动时,设置MA与最小值是相等的在汽车叫注册电梯A.
兆瓦表示极值大厅叫与A’s运动的同样方向.
当电梯A移动并且大厅叫value≥YA时,设置MW=0;否则,设置兆瓦与最小值是相等的在大厅叫注册电梯A.当电梯A下来移动并且大厅呼叫value≤YA时,设置MW=0;否则,设置兆瓦与最大价值是相等的在下来大厅叫注册电梯A.
因此,我们可以判断L值包括YA,H,MA和MW.有III种情况:
(I.)当大厅通话的方向是相反的电梯A的运动:
L=|YA-MA|+|MA-H|(III)
(II)当大厅通话的方向是相同的电梯A的运动,它在电梯前端是:
L=|YA-H|(IV)
(III)在大厅待命的方向是相同的电梯A的运动,它在电梯A背面是:
L=|YA-MA|+|MA-MW|+|H-MW|(V)
因此,第i层的最低轮候时间可计算(VI)如下:
Time(i)=TL(i)+KTd(i)+KTo(i)i=I.,II,...,n(VI)
当在运作的变化,要求电梯,系统计算每个电梯的最低轮候时间.然后分配当前呼叫的电梯具有小的值.当每个电梯具有相同的价值,那么目前的调用之前电梯响应.
当电梯是错误的或不提供服务,系统可以退出调度算法和转向单I.的电梯运行模式.
IV.III算法的实现
比较唯I.电梯运行方式,平行运动方式是主要不同在处理方法关于大厅呼叫.前用途集体可选择性控制方法和后者用途派遣与集体可选择性控制方法结合的规则.
在这里系统控制IX层大厦,因此我们选择II西门子SVII-II00PLCs(CPUIIIIVI)和它广泛的模块控制各自唯I.电梯.并且通过使用体会IIPLCs之间的通信的PPI协议.
PPI协议采取主从的通信方式,因此我们定义了电梯A作为住和电梯B作为从.由通信程序,IIPLCs可能交换扫描位置例如当前位置,大厅呼叫或者电梯轿厢呼叫和移动的方向.然后通过使用等待时间算法的分钟,系统体会II个电梯的优选的操作.
图IV-II显示了汽车电话阶梯方案电梯极值计算甲.
在图IV-II,VBI.III.~VBI.III0是寄存器地址电梯A的电梯轿厢通话对应于每个楼层,问III.I.是电梯的I.个最新的移动灯,汽车,电话极值是VBI.II0保存.
图IV-II汽车调用电梯I.个极端值的计算
V结论
在本文中,我们已经提高了使用PLC的旧电梯控制系统,实现了电梯群控II.新的控制系统已运行了I.年,其经营情况如下:.(I.)低峰模式:交通疏落时进入低峰模式.上午VII时至早上到上午IX时之间进行的.(II)新的高峰状态模式:电梯按心理性等候时间"或最大最小"原则运行.下午V时至晚上VII时之间建立.(III)其他它包括每天从VI:00到0:00,除了上述两种情况.而在这种情况下,只有I.个电梯运行.结果是IV表示通过,平均等候时间,最大等待时间内,(均在III秒)收集表.
表V-I.平均和最大等待时间
平均最高
下峰VIIII.II0IIIV0.IIIIII
上峰VII.VIIVIIIIIIIIV.IIVI
其它IVIII.IIVIII.V.IVIII
表V-II平均和最大等待时间
平均最高
下峰III0.I.IIII0III.IIIIII
上峰IIVII.VIIII.I.IXV.II0
其它IIIVII.IIIIII.VIIIVI.IVIII
由于改良前的非平行运行中,所以平均轮候时间及候车向下高峰,向上峰时间比改良时间长.实践结果表明,改进后的控制系统具有更好的性能.

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