三层电梯控制系统的模拟设计

黄跃东

摘 要：电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。

关键词：PLC；电梯；变频器；电梯控制；技术改造

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。

电梯的控制要求 三层电梯模型每一层有一个行程开关用以定位，外设轿箱内的3个呼层与轿箱外的 4个（2层有上下呼梯按钮）呼梯按钮，一直流电机的正反转拖动轿箱上下行，并有上下行指示。开关门由两个输出信号驱动，同时有两个按钮控制，并设有开门到位的检测器件。另外有3个指示灯指示当前楼层。

1）上行时轿箱位置的上方和下行时轿箱位置的下方优先响应。

2）到某楼层停下时，先开门，定时一端时间后自动关门运行，若未关门完毕有人按下开门按钮则开门重新启动定时。

3）有正常的上下行和楼层指示输出。

1 PLC 控制要求

1、合理利用PLC的硬件资源和软件资源，在保证电梯安全、可靠的运行条件下，减少PLC的输入输出端口，充分利用各种指令简化控制程序。

2、PLC的控制程序应具有最优化的逻辑判断能力，使电梯最合理地运行。

3、设计程序应尽量简单，便于理解。

4、处理控制电路尽可能可靠简单。

5、满足PLC控制的先进性，同时兼顾满足教学的需要。

设备示意图

调试步骤1：

a）打开STEP7， 按下，打开PLCSIM仿真界面，创建输入字节IB、输出字节QB、模拟量输入字PIW的视图对象。

b）将CPU视图对象打到 位置处，并按下 即可运行程序。

调试步骤2：

a） 接通电梯模型及PLC主机的电源，观察电梯模型、PLC主机供电是否正常，然后关闭电源开关。

b）按照分配的I/O地址，将电梯模型中的信号端与PLC主机的I/O端口相连。两台模型分别与两台PLC主机相连。

c）打开STEP7，按 下载按钮把硬件配置和程序下载到PLC中，程序下载完，运行程序。并按下 ，观察程序运行状况，若按下内、外呼叫按钮，程序没有按控制要求正常运行，通过在线浏览程序运行状况，可以发现错误之处，及时修改程序。

d）按模型上的内呼、外呼、开关门按钮，看电梯的运行情况。模型上没有的按钮，可以按PLC主机上的输入按钮，看对应的输出指示灯是否符合控制要求。

① 接通I0.7表示电梯在一楼，一楼指示灯Q4.4亮，按一楼外呼按钮I1.0，开门指示灯Q4.2亮，接通I0.5表示开门到位，过3秒后电梯自动关门，接通I0.6关门到位。按下I0.1（内呼二楼）和I0.2（内呼三楼）则上升指示灯亮。断开I0.7（一楼行程开关），电梯上升运行接通I1.4（二楼行程开关），电梯到达二楼，一楼指示灯Q4.4灭，二楼指示灯Q4.5亮，开门指示Q4.2同时亮，电梯开门，按下关门按钮I0.4开门指示灯灭，关门指示亮，电梯关门，接通I0.6关门到位。上行指示灯Q4.0亮，断开二楼行程开关I1.4，电梯上行到三楼，接通三楼行程开关，二楼指示灯灭，三层指示灯和开门指示灯同时亮，接通I0.5表示开门到位，过3秒后电梯自动关门，接通I0.6关门到位，任务完成。

②接通I1.5表示电梯在三楼，接通I0.6关门到位，三楼指示灯Q4.6亮，按下内呼一楼I0.0并按下二楼外呼上I1.1，下降指示灯Q4.1亮，断开三楼行程开关I1.5，电梯下行，接通二楼行程开关I1.4则三楼指示灯灭，二楼指示灯亮（二楼不会开门），断开二楼行程开关I1.4，电梯继续下行，按下一楼行程开关I0.7则二楼指示灯灭，一楼指示灯亮，开门指示灯Q4.2同时亮，接通I0.5表示开门到位，过3秒后电梯自动关门，接通I0.6关门到位。上行指示灯Q4.0亮，断开一楼行程开关I0.7，电梯上行，接通二楼行程开关I1.4，一楼指示灯灭，二楼指示灯亮，同时开门指示 Q4.2亮。接通I0.5表示开门到位，过3秒后电梯自动关门，接通I0.6关门到位，任务完成。

2 结束语

通过对西门子S7-200PLC学习，课程设计PLC电梯控制系统。在调试过程中会出现很多问题，说明设计的程序还不够完善，因此经过了多次的运行与调试来解决问题的要求。

通过课程设计，使我对S7-200的应用有了进一步的了解，同时使我更加清楚地认识到理论学习和具体实践相结合的重要性。也为自己将要开始的毕业工作打下了坚实的基础.

针对这个三层电梯的控制系统.本文采用西门子S7—200可编程控制器设-H-电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。利用MCGS组态软件设计模拟电梯PLC控制系统的运行。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明。将PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合可以非常好地模拟电梯控制系统的测试运行.有利于PLC控制系统的设-H-、检测，具有良好的应用价值。

参考文献

[l]陈立定、吴玉香、苏开才编.电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社.201l

[2]刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术.北京：电子工业出版社.2013

[3]SIMATIC s7—200可编程序控制器系统手册，西门子公司

[4]MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司