山東工程學(xué)院 申晉 宋景玲
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)電子電力工程學(xué)院 張光杰

[摘要]完成了采用可編程控制器PLC對東洋電梯速度曲線產(chǎn)生方法的技術(shù)改造坛掠。在改造中，提出了PLC控制速度曲線產(chǎn)生方法。試驗和實際運(yùn)行證明卫驯，系統(tǒng)改造后，電梯運(yùn)行的可靠性顯著提高了奋，舒適性明顯改善毫痢，并具有較高的平層精度趾始。
[關(guān)鍵詞]電梯改造 速度曲線 可編程控制器（PLC）中斷

電梯運(yùn)行的舒適性取決于其運(yùn)行過程中加速度a和加速度變化率p的大小，過大的加速度或加速度變化率會造成乘客的不適感耙旦。同時脱羡，為保證電梯的運(yùn)行效率，a免都、p的值不宜過小锉罐。能保證a、p最佳取值的電梯運(yùn)行曲線稱為電梯的理想運(yùn)行曲線绕娘。電梯運(yùn)行的理想曲線（圖1） 應(yīng)是拋物線-直線綜合速度曲線脓规，即電梯的加、減過程由拋物線和直線構(gòu)成险领。電梯給定曲線是否理想侨舆，直接影響實際的運(yùn)行曲線。

一绢陌、東洋電梯速度曲線的產(chǎn)生方法
東洋電梯采用的方法是階梯-濾波方式挨下，和一般電梯的起、制動方式一樣脐湾，起動受時間控制（稱為時間原則）臭笆，制動受距離控制（稱為距離原則）。先通過電阻分壓產(chǎn)生階梯給定電壓U隶秒，階梯電壓的順序由繼電器的觸點(diǎn)控制持沛。每一階梯的保持時間，就是對應(yīng)繼電器常開觸點(diǎn)吸合的時間桨挂，這一時間由延時電路實現(xiàn)几谐。制動過程由對應(yīng)減速距離的選層器凸輪觸點(diǎn)和門區(qū)內(nèi)的磁感應(yīng)開關(guān)控制。起動過程分12級布布，制動過程為13級坊欢。這是為了在起動時有足夠的起動轉(zhuǎn)矩，而將第一級給定電壓設(shè)置得較高鹃封。制動時甥归，為保證平層精度，最后一級要小一些趟伺。階梯電壓產(chǎn)生后卑保，送到濾波電路，經(jīng)濾波輸出后酸疹，產(chǎn)生平滑的速度給定曲線天俺。
采用硬件電路實現(xiàn)的速度曲線產(chǎn)生方法，由于采用繼電器邏輯控制雌芽，不僅可靠性不理想授艰，而且存在下述問題：（1）受分級電壓級數(shù)的限制辨嗽，不易使曲線達(dá)到理想；（2）調(diào)試?yán)щy淮腾；（3）加速過程采用由小到大的階梯給定順序糟需，引起電梯起動時的沖擊。這一問題是由于在電梯起動瞬間克服了機(jī)械靜磨擦力后谷朝，給定電壓沒能隨磨擦力的減小而及時降低造成洲押。此外，在減速過程中圆凰，轎廂位置信號取自機(jī)械選層器杈帐，減速點(diǎn)及每級減速距離的精度也受到限制。

二送朱、速度曲線產(chǎn)生方法的改造
本方法是利用PLC擴(kuò)展功能模塊-D/A模塊實現(xiàn)的娘荡，事先將數(shù)字化的理想速度曲線存入PLC寄存器，程序運(yùn)行時驶沼，通過查表方式寫入D/A，由D/A轉(zhuǎn)換成模擬量后將理想曲線輸出朋暴。本文選用的富士可編程控制器FLEX-PC的NB-AXY4-11型模擬輸入輸出模塊佛缕，分別有兩路8位A/D和D/A。
1.加速給定曲線的產(chǎn)生
8位D/A輸出0～5V/0～10V下抬，對應(yīng)數(shù)字值為16進(jìn)制數(shù)00～FF陈汇，共255級。東洋電梯加速實踐在2.5～3秒之間紧燎。按保守值計算燕柠，電梯加速過程中每次查表的時間間隔不宜超過10ms。
由于電梯邏輯控制部分程序最大戒款，而PLC運(yùn)行采用周期掃描機(jī)制尊慷，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令時間間隔過長区孩，不能滿足給定曲線的精度要求肖婴。在PLC運(yùn)行過程中，其CPU與各設(shè)備之間的信息交換刑嚷、用戶程序的執(zhí)行略裹、信號采集、控制量的輸出等操作都是按照固定的順序以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行的闽巩，每個循環(huán)都要對所有功能進(jìn)行查詢钧舌、判斷和操作。這種順序和格式不能人為改變涎跨。通常一個掃描周期洼冻，基本要完成六個步驟的工作崭歧，包括運(yùn)行監(jiān)視、與編程器交換信息碘赖、與數(shù)字處理器交換信息驾荣、與通訊處理器交換信息、執(zhí)行用戶程序和輸入輸出接口服務(wù)等普泡。在一個周期內(nèi)播掷，CPU對整個用戶程序只執(zhí)行一遍。這種機(jī)制有其方便的一面撼班，但實時性差歧匈。過長的掃描時間，直接影響系統(tǒng)對信號響應(yīng)的效果砰嘁，在保證控制功能的前提下嚎猛，最大限度地縮短CPU的周期掃描時間是一個很復(fù)雜的問題。一般只能從用戶程序執(zhí)行時間最短采取方法鹤梯。電梯邏輯控制部分的程序掃描時間已超過10ms拉鳄，盡管采取了一些減少程序掃描時間的辦法，但仍無法將掃描時間降到10ms以下犬洽。同時凳福，制動段曲線采用按距離原則，每段距離到的響應(yīng)時間也不宜超過10ms纪萎。為滿足系統(tǒng)的實時性要求则钩，本文在速度曲線的產(chǎn)生方式中，采用中斷方法虹限，從而有效地克服了PLC掃描機(jī)制的限制檀巡。
本文采用的NBI-P56PLC有三種中斷功能：（1）外部中斷；（2）高速計數(shù)內(nèi)部中斷彭薪；（3）定周期中斷宜恩。前兩種中斷各有8個中斷點(diǎn)，后一種有4個中斷點(diǎn)适肠。在程序中采用了后面兩種中斷方式霍衫。起動過程采用定周期中斷，制動過程采用高速計數(shù)內(nèi)部中斷侯养。中斷服務(wù)程序放在主程序后敦跌，運(yùn)行狀態(tài)檢測、運(yùn)行保護(hù)逛揩、內(nèi)選外呼等邏輯控制均在主程序中實現(xiàn)柠傍。而運(yùn)行條件的判斷、運(yùn)行模式的選擇辩稽、查表等與運(yùn)行曲線產(chǎn)生有關(guān)的程序放在中斷服務(wù)程序中惧笛。
起動加速運(yùn)行由定周期中斷服務(wù)程序完成从媚。這種中斷不能由程序進(jìn)行開關(guān)，一旦設(shè)定患整，就一直按設(shè)定時間間隔循環(huán)中斷拜效，所以，起動運(yùn)行條件需放在中斷服務(wù)程序中各谚，在不滿足運(yùn)行條件時紧憾，中斷即返回。
高速計數(shù)中斷可由相應(yīng)的內(nèi)部繼電器進(jìn)行開關(guān)甥鼠，因而運(yùn)行條件判別可放在主程序中块生，當(dāng)運(yùn)行條件滿足時，將相應(yīng)中斷打開岭笔。本課題采用0號計數(shù)器廓蒜，對應(yīng)現(xiàn)行值地址D0000，設(shè)定值地址D0008钻国，現(xiàn)在值預(yù)置數(shù)據(jù)地址D0010奴妈，設(shè)定值預(yù)置繼電器M326，現(xiàn)在值預(yù)置繼電器M327燎称，中斷指示器為I1100螃恕，中斷接受EI/DI繼電器M0323。程序框圖如圖2 所示患并。

2.減速制動曲線的產(chǎn)生
為保證制動過程的完成，需在主程序中進(jìn)行制動條件判斷和減速點(diǎn)確定茴审。在減速點(diǎn)確定之前破溺，電梯一直處于加速或穩(wěn)速運(yùn)行過程中。加速過程由固定周期中斷完成躁绸，加速到對應(yīng)模式的最大值之后裕循，加速程序運(yùn)行條件不再滿足，每次中斷后净刮，不再執(zhí)行加速程序剥哑，直接從中斷返回。電梯以對應(yīng)模式的最大值運(yùn)行淹父，在該模式減速點(diǎn)到后株婴，產(chǎn)生高速計數(shù)中斷，執(zhí)行減速服務(wù)程序暑认。在該中斷服務(wù)程序中修改計數(shù)器設(shè)定值的條件困介，保證下次中斷執(zhí)行。采用D/A方法的減速程序框圖如圖3 所示蘸际。

在PLC的內(nèi)部寄存器中座哩，減速曲線表的數(shù)值由大到小排列徒扶，每次中斷都執(zhí)行一次“表指針加1”操作，則下一次中斷的查表值將小于本次中斷的查表值根穷。門區(qū)和平層區(qū)的判斷均由外部信號給出姜骡，以保證減速過程的可靠性。

三诽怨、結(jié)論
采用PLC軟件控制產(chǎn)生電梯速度給定曲線的方法勃经，可簡化硬件系統(tǒng)、提高可靠性远燕、減少故障率久泞，并能改善舒適性、提高平層精度奖放。用PLC實現(xiàn)數(shù)字方法產(chǎn)生電梯速度給定曲線時淡藻，應(yīng)用中斷技術(shù)，可較好地克服PLC掃描運(yùn)行機(jī)制對速度曲線的影響砚粒，提高實時性缔沐。

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