三菱 PLC 在施工升降机控制系统中的应用与研究

摘要：介绍三菱 PLC 和变频器在施工升降机控制系统中的应用，通过对五层施工升降机系统硬件设计方法和软件设计思路的分析，给出了其逻辑控制部分的方法，并通过仿真调试达到了预期的控制要求。该系统安全可靠、节能、舒适感强，只要稍加变化就可以扩展为高层建筑施工升降机的控制以及多台升降机的控制，因此对建筑施工应用有很大的借鉴意义。

关键词：PLC；施工升降机；变频器

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2015）25-0269-01

1 施工升降机的控制功能分析

1.1 施工升降机的结构

升降机主要由升降机轿厢、门系统、重量平衡系统、曳引机、导向系统、井道及导轨、电力拖动系统、电气控制系统等八个部分组成。其各部分通过控制部分调度协同工作，保证升降机的稳定运行。

1.2 施工升降机控制系统功能介绍

PLC 升降机控制系统主要有有司机、无司机和消防三种工作方式。由专门人员控制升降机运行是有司机方式；由施工人员根据自己需要控制升降机是无司机方式；建筑发生火灾时，升降机不再响应其他外召唤信号，升降机的一切控制操作只由消防员控制是消防方式。

1.3 施工升降机控制系统的工作流程

当升降机检测到有轿外召唤或轿内唿叫信号，立即将召唤信号楼层与当前层比较进行选向。为了舒适度考虑，升降机都会通过变频器来进行调速，轿厢运行起初先低速运行保证运行平稳，然后再中速高速运行。当检测到目标层减速点信号时，立即减速，由中速到低速使轿厢平稳的停在平层位置。此时需延时几秒再开门，开门延时几秒后再关门保证施工人员和货物进入轿厢，之后将施工人员和货物带到召唤楼层即可，此过程中运行显示实时显示轿厢当前层的位置，这样就完成了一个整个唿叫响应的过程。另外控制系统还要实现消防功能。

2 硬件设计

2.1 PLC 的 I/O 分配

由控制功能分析可知 PLC I/O 信号需 23 点输入和 30 点输出端口，I/O 地址分配表如表 1 所示。

2.2 PLC 和变频器的选择

根据 I/O 点数与内存容量，选用三菱公司生产的 FX2N 系列 FX2N-80M PLC。它的输入点数为 40 点，输出点数为 40 点。在保留一定的 I/O 裕量的情况下它完全能够满足本电气控制系统的需要。根据分析可知，本设计控制要求要实现变速功能，所以我们选用三菱 FR-E500 变频器。

2.3 系统 PLC 电气控制接线图

根据 I/O 地址分配表及元件选择，可设计出统 PLC 电气控制接线图如图 1 所示。

表 1 I/O 地址分配表

3 软件设计与实现

3.1 升降机的启动平层电路的控制

升降机通常以快速启动，而在减速时应断开快速接触器，接入慢速接触器。快速接触器和慢速接触器都接到变频器上，变频器按实际距离以设定的优化曲线自动调速，以使在此过程中施工人员有较好的舒适感。设置快速运行中间继电器来控制快速接触器，升降机启动的梯形图如图 2 所示，其中 Y002 为门关闭显示，保证门关好后方能启动。

3.2 升降机的换速平层电路的控制

升降机通常以快速启动，而在减速时应断开快速

图 1 PLC 电气控制接线图

接触器，接入慢速接触器。当升降机将到达需要停止的楼层时，应发出换速信号，断开快速接触器，接通慢速接触器，通过变频器实现调速及制动。图 3 所示为换速电路的梯形图。

图 2 升降机的启动控制梯形图

图 3 升降机换速控制梯形图

3.3 召唤信号和轿厢内唿信号响应及清除

轿厢外召唤信号响应可通过外召唤按钮来实现控制，轿厢内唿信号响应可通过内唿按钮来实现，轿厢到达召唤楼层清除此信号即可。

3.4 自动定向、厅外开门、开门时间、上/下客时间和关门时间控制

升降机控制有自动定向功能，当按下升降机轿外召唤按钮或者内唿按钮时，PLC 接收到信号去响应指令，并通过比较召唤楼层与当前层的位置来决定上行还是下行。轿厢静止不动，若有召唤信号轿厢自动实现厅外开门功能。升降机到站后，根据楼层的具体情况开门、上/下客、关门都需延时几秒，这些都由定时器来控制实现相应的功能。

3.5 层楼位置显示、马达上行/下行、运行显示

轿厢外各楼层位置是通过七段 LED 发光二极管来控制显示的。马达不管是上行还是下行，运行显示灯都是亮的，但上行和下行是互锁的关系，不能同时进行两个动作，相应的显示也是同样。

参考文献

[1]赵伟，韦永斌.基于嵌入式系统的施工升降机自动控制系统设计[J].制造业自动化，2012，（5）：55-58.

[2]孙文迁.无线收发芯片 n RF401 在施工升降机控制系统中的应用[J].微计算机信息，2009：50-55.

[3]黄雀群.基于 PLC 及触摸屏的液压施工升降机控制系统设计[D].成都：西南交通大学，2009，（01）.

[4]何清.基于 MMA7455 的施工升降机安全控制系统的设计[J].计算机技术与应用，2009，（04）：44-48.

[5]孙文迁.施工升降机自动控制系统设计[J].微计算机信息，2010：50-55.

作者张绘敏