基于电梯控制方式分析与研究

摘要：本文首先分析了电梯的工作原理及不同的电梯控制技术,给出了不同的电梯控制方式的比较,然后总结出最适合现代工业控制的电梯控制方式。本文是个人的见解，可与同行共同探讨。

关键词：电梯控制； 继电器； plc； 中图分类号：tu857文献标识码：a 文章编号：

一、电梯控制方式分析 随着科学技术的不断发展，电梯控制技术也经历了从简单到复杂，从单一到集群的变化。控制方式也有了非常大的进步，目前主要的控制方式有继电器控制、微机控制、可编程逻辑控制器控制等。

二、电梯逻辑控制问题分析 电梯的控制分为两个方面：首先是控制传动系统，它以给定的速度曲线，使用模拟量和数字量控制装置，根据曳引电动机不同的调速方式构成开环或者闭环速度反馈控制系统，最终实现了电梯运动的状态控制。其次是电梯作为多层、长距的交通工具，仅仅对传动系统的控制并不能满足实际的运行需要，电梯要能够实时接受来自不同的厅站、井道、轿厢、机房等位置、不同的性质外部信号，并立即按照一定的逻辑关系进行综合处理，最终将其处理结果反映到传动控制的系统中以控制电梯运行。

例如电梯在同一时刻接受了来自不同层站的要梯信号，一方面会有上行的也有下行的，那么控制系统应该尽量考虑减少电梯的起动次数，以缩短乘客等候电梯时间为原则，这样才能使电梯预先回应前一部分的召唤，同时把另一部分的召唤暂时的记忆下来，等待电梯响应结束前一批召唤后然后再自动地响应其记忆中的召唤信号。另一方面电梯在使用过程中，无论哪个安全部位出现了异常响应，都会发出相应的控制信号使电梯停止运行，从而保证了乘客的安全。

电梯的逻辑控制性能决定了电梯操纵的自动化程度的高低。电梯的操纵控制方式有：按钮控制、信号控制、集选控制、梯群控制和并联控制等几种不同的控制方式。

不同控制方式中，逻辑控制任务并不完全一样，但是必须都能实现如下几个基本功能：①轿内指令功能。司机和乘客在箱内控制电梯运行方向以及到达层站。

②厅外呼梯功能。使用人员在箱外呼叫电梯驶往所在层执行运送的任务。

③减速平层功能。当电梯到达目的层的前面某个地方时，电梯自动开始减速，直到到达目的层平面，电梯停止并自动开门，方便乘客进入。

④选层、定向功能。电梯接受到若干个不同的箱内、厅外的指令的，控制器能根据目前电梯的状态来选择最合理的运行方向及停靠层站。

⑤指示功能。 电梯当前所处位置能在各层厅站及轿内指示，且能在某按钮信号被响应时，消去其记忆。

⑥保护功能。电梯出现异常情况，比如超速、断绳、越限、运行中开门、过载等现象时，控制器能够让电梯自动停止以实现保护。

⑦检修功能。电梯应该有检修开关，检修主令元件，以便于检修人员在机房、轿顶或轿内独立控制电梯运行。

三、如何选择控制方式

1、继电器控制电梯。传统的电梯逻辑控制系统由继电器线路组成。

其存在故障率比较高、维护较困难、控制装置体积大等问题，因此近几年微机和可编程控制器组成的电梯逻辑控制系统已成为主要的发展方向。不同的使用场所渐渐都用微机及可编程控制器替代了继电器成为电梯逻辑控制方式。

但是继电器逻辑控制线路是由触点互相组合完成逻辑控制功能的，其原理直观，分析方便，分析这种系统有助于理解电梯的逻辑控制关系。因为目前电梯已大多采用多微机网络控制系统，此种控制方式的串行通信、智能化管理、变频调速等技术使电梯的可靠性与舒适感大大提高，所以传统的继电器控制系统已逐渐退出了历史的舞台。

但是电梯的控制逻辑还是从继电器控制系统逐渐进化而来的。因为可编程逻辑控制器梯形图结构与继电器回路图极为相似，而且在接触的电梯控制系统中，多少还有一些继电器回路，所以作为一个电梯维修技术人员，有必要对继电器控制系统有一些了解。

2、微机控制。微机控制的功能运用到电梯控制系统上，主要有以下几种功能取代了全部或部分的继电器以及传统选层方法，结合光电编码器实现了数字选层，方便解决调速问题，实现复杂的调配管理。

微机控制电梯的特点有如下几方面：

（1）采用无触点逻辑线路，提高了系统的可靠性，降低了维修费用，提高了产品质量；

（2）可以灵活地改变控制程序，可以适应不同的使用要求，最终实现控制自动化；

（3）可以实现故障显示和记录，维修变得简便，减少了使用故障时间，提高了运行的效率；

（4）用微机进行调速，提高了乘坐电梯的舒适感；

（5）用微机实现群控管理，合理调配电梯，可以提高电梯的运行效率，节省能源；

（6）微机控制装置相对继电器控制装置体积较小，减少了控制装置的占地面积。根据电梯的类型、功能要求，微机控制电梯的方式分为单微机、双微机、三微机以及群控微机方式。

（1）单微机控制方式只有1个cpu作为控制系统，根据控制器的不同又可以分为单板机和单片机控制方式。

（2）双微机控制方式就是在交流调压调速电梯中，采用 2 个微机组成交流电梯控制系统，这样就可使电梯性能得到较大改善，从而使电梯的舒适感提高，停层性精确，可靠性提升。这种控制方式分别由控制系统cpu 和拖动系统 cpu 以及部分继电器组成整个电梯控制系统。

可以实现起制动的闭环，稳速开环控制，也可以实现全闭环的控制。此种控制方式运行的舒适感和停层精度大大提高。

（3）三微机控制方式也称为多微机控制方式。采用 3 个 cpu 来控制电梯，系统由驱动部分、控制和管理部分、串行传输部分 3 个控制系统组成。

（4）群控电梯的微机控制方式是使用微机对群控电梯进行的控制，方式也各有不同，使用微机的数量也有所不同。

3、可编程逻辑控制器电梯控制。可编程逻辑控制器是一种专门设计的从事逻辑控制的计算机系统。

因为可编程逻辑控制器具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点，所以在工业控制方面得到了十分广泛的应用。在传统继电器系统的改造工程中，可编程逻辑控制器系统一直是一种主流控制系统。

计算机的平台是商业平台，可编程逻辑控制器的出发点就是自动控制，因此可编程逻辑控制器更适合这种控制。同时可编程逻辑控制器的 mtbf 可能是计算机无法满足的。

计算机的软件编制比较灵活，但是可维护性和移植性应该没有可编程逻辑控制器强，可编程逻辑控制器比微机可靠，但是如果是群控电梯或处理比较复杂的运算时，微机就要比可编程逻辑控制器具有更大的优势。继电器控制是早期较为传统的控制方式，现在已经逐渐被微机和可编程逻辑控制器所取代，可编程逻辑控制是目前较为主流的控制方式，它与前两者相比有较为突出的特点。

四、结语 综上所述，我们可以看出各种不同的控制方式所具有的不同的特点。继电器控制，动作有寿命限制，一个元件故障可能造成整个系统崩溃，会将故障扩大化，成本最低，可维修度最高，同时维修成本也低。

可编程逻辑控制器，智能化高，逻辑控制可靠度高，具有通讯功能，体积小，功耗小，输入输出不具有隔离功能，一个部件损坏，影响整体功能。微机控制，成本比可编程逻辑控制器低，逻辑针对性高，所以要在对整个系统非常了解的情况下才会使用，智能化比可编程逻辑控制器高，专业应用的时候，实现的功能要比可编程逻辑控制器多，具有安全性、可靠性最高的特点，输入输出信号还可以实现一体化隔离，通讯组态模式最多。

开发周期最长，若要有变化，修改比较麻烦。一旦实现批量生产，如果不包括软件附加值，成本甚至比继电器控制还要低。

高层建筑中电梯是十分重要的交通工具。电梯的重要指标在于安全、舒适、高效和节能，要满足这些指标就对电梯本身提出了很高的要求。

良好的电梯控制技术是电梯高质量运行的关键保证。 注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。