基于PLC的四层电梯控制课程设计

基于ＰＬＣ的四层电梯控制

摘要：电梯是生产和生活中常见的运输工具．随着科技的发展，电梯已采用 ＰＬＣ 进行控制．应用触发器指令设计的基于 ＰＬＣ的四层电梯控制系统的控制方案思路清晰、简单、方便，易于扩展至多层电梯控制．

关键词：四层电梯；ＰＬＣ；触发器指令

随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已成为现代城市的标志．而电梯作为生产和生活中常见的垂 直 运 输 工 具 在 建 筑 物 中 显 得 至 关 重 要［１］．ＰＬＣ（可编程控制器）是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，面向控制过程和用户的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用控制装置［２］．现代电梯已采用 ＰＬＣ控制取代继电器控制．本文以四层电梯为例介绍基于 ＰＬＣ的电梯控制系统的设计．

１ 四层电梯控制要求

四层电梯的控制部件分布于电梯轿厢内部和外部．在电梯轿厢内部，有四个楼层（１

－４层）的按钮（称为内部呼叫按钮）、楼层显示、上升和下降显示；在电梯轿厢外部，每层都有呼叫按钮和指示灯、上升和下降指示灯．四层电梯中，一层只有上呼叫按钮，四层只有下呼叫按钮，其余两层都同时具有上呼叫和下呼叫按钮［３］．

四层电梯示意图如图１［４］所示。

其控制要求如下：

（１）电梯可由各楼层轿厢外的上升、下降按钮，电梯轿厢内楼层选择按钮，

各楼层的到位行程开关控制．

（２）电梯上升、下降由 ＰＬＣ控制，各选择按钮分别由对应 的 指 示 灯 指 示，到 达 相 应 楼 层 后 指 示 灯熄灭．

（３）有人按下呼叫按钮且电梯运行到位后，相应楼层开门，时间为５ｓ．

２ 四层电梯控制系统设计

主机采用西门子 ＣＰＵ２２６型ＰＬＣ，由控制要求可知，输入信号为各楼层限位开关、轿厢外呼叫按钮和轿厢内呼叫按钮的信号，输出信号为上升／下降、各楼层开门继电器、轿厢外呼叫显示和轿厢内呼叫显示．本文设计的四层电梯的Ｉ／Ｏ分配表如表１所示．

楼层控制程序图如图２所示

轿厢外呼叫控制程序如图３所示．

轿厢内呼叫控制程序如图４所示．

上升、下降控制程序如图５所示．

电梯运行指示控制程序如图６所示．

电梯开门控制程序如图７所示．

3关于系统硬件设计选型

3.1可编程控制器(PLC)选型

在选择具体 PLC 工程设计选型时，重点需要根据工艺特点以及应用要求。应逐一分析，明确控制具体范围、相应控制任务，具体动作操作，然后估算具体点数、以及相应存储器容量和确定 PLC 具体作用等，综合各种因素最终选择 PLC 和以及控制系统。目前市场上PLC 种类相对较多。本文着重选择三菱公司生产的 FX2N-64MR 型号可编程控制作为控制器进行详细分析。

3.2选择变频器

由于条件限制，本文着重通过模拟状态进行。主要是通过变频器外部控制实现电动机熟读以及方向变化。为了数据更具有真实性，本文主要针对三菱 E540 变频器进行模拟实验。

3.3选择电动机

根据电梯实际作用，电动机应该具有以下特征：一是能频繁起制，而且电流小；二是

在运行过程中噪声相对较低，散热功能相对较姣好。与此同时，曳引电动机还应该具备两个

轴伸端：一是与减速器耦合，一是非传动端，一般装有飞轮。主要是为了增加转动惯量。综

合考虑各种因素，本文着重选择，J250 系列永磁无齿曳引机。

3.4PLC外部电路的设计

3.4.1 电梯报警设计

在设计中，先模拟电梯出现故障，设计按下报警信号，这时指示灯亮，同时产生报警声，

并且需要延时到 10S。10S 后，系统重新设置。

3.4.2定位系统设计

模拟间，一般都有指示灯显示电梯所在位置。比如当电梯停靠在一楼时，通过传感器检

测，给 PLC 输入信号，输出信号连接译码电路，使发光二极管点亮，从而显示此时电梯停

4关于系统软件具体设计

相对而言，图形编程语言中使用最多的是梯形图。而梯形图一般直观易懂，电气工作

人员很容易掌握。在具体设计过程中，应着重围绕图形中触点之间的逻辑联系，以便推算出

与图示中各个线圈相对应的编程元件状态。而这种逻辑解算都是按从左至右、从上到下的顺

序进行的。具体系统工作流程简析如下：

1）需要初始设置；

（2）需要确定检测目标层外是否有呼叫，或者电梯内是否有呼叫，没有直接结束；

（3）分辨呼叫本层是否与目标层相吻合，如果吻合，直接开门；

（4）重新确认电梯启动具体方向；

（5）电梯重新启动；

（6）电梯开始加速；

（7）电梯处于高速运行状态；

（8）对应格层检测；

（9）检测是否到达目标层，如果不是，继续保持高速运行状态；

（10）检测到达目标层，电梯开始减速；

（11）与目标层进行平层检测；

（12）电梯停止；

（13）电梯开门；

（14）电梯延时一段时间后自动关门；

（15）重新检测是否需要停止，如果不是，

则需要原地等待；

（16）重新确认运行是否结束，如果结束则电梯停止运行。

5结论

通过以上设计程序可以得出以下结论

：（１）四层电梯控制设计思路清晰，各层的控制方式相同．当电梯层数增加时，

只需 再增加类似 程序即可，便于扩展；

（２）采用触发器指令具有锁存和复位功能使得控制程序简单，便于调试和分析。

参考文献：

［１］ 刘勤．电梯控制策略的研究 ［Ｄ］．苏州：苏州大学，２０１０：２．

［２］ 陶权，韦瑞录．ＰＬＣ 控制系统设计、安装与调试 ［Ｍ］．北京：北京理工大学出版社，２００９：５．

［３］ 祝福，陈贵银．西门子 Ｓ７－２００系列 ＰＬＣ 应用技术 ［Ｍ］．北京：

电子工业出版社，２０１１：２４２．

［４］ 天煌教仪．ＹＨＰＦＳＭ－１／２型可编程控制器实训指导书 ［Ｍ］．杭州：

浙江天煌科技实业有限公司，２００８：７５．