电梯PLC控制系统的设计与实现

牛东海

摘 要：我们分析可编程控制器PLC在电梯控制中的应用，以五层电梯的可编程控制器系统设计方案与组成作为基点，阐释了响应的硬件电路与电梯控制梯形图，同时提供了系统构建构架与程序流程图表，依附于分析及处理关系，给出可编程控制器编程。

关键词：电梯；PLC；控制系统；设计

中图分类号：TU229 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）24-0096-02

众所周知PLC即为可编程控制器，经逻辑参数、顺序控制、限时以及计数等程序，利用数字及模拟式的输入输出去控制相应的机械装置。伴电子技术与计算机科技的全面进程，可编程控制器具备了较强的计算机的功能，不但可以达到逻辑控制，同时具备较强的数据处理及通信能力。其外观小巧、维护便捷、编程方便，同时具有较强的稳定性与抗干扰性，目前已被工业控制领域所青睐。现阶段可编程控制器应用侧重于下述几点：首先是顺序控制，此为编程控制器最广泛应用范畴，可编程控制器取代了常规的继电设备顺序控制，举例说明，装配生产流水线与电梯控制；其次，工序控制，在工业生产环节，有一些长时间的变量，其中包括压力、温度以及流量，可编程控制设备具备A/D与D/A转换系统，因此可编程控制器能够择取模拟量，进而完善工序控制；最后即数据处理，通常可编程控制设备均都未具备四则运算指令，能够对生产程序的参数予以处理，可编程控制器能够构成有效的监控模式，予以参数搜集与处理。同时相对前沿的可编程控制设备均具备位置控制系统，可以有效的匹配于控制步进电动机与伺服电动机，进而达到对相应机械的区域控制。

1 PLC在电梯控制系统的优势

近年来，电梯的控制机制大多以继电设备控制模式以及可编程控制器控制系统为主。通过继电设备构建的控制模式是较为落后的电梯控制举措。伴随电梯安全性与稳定性的提高，继电设备控制的内置问题逐渐显著，继电设备控模式存在较高的故障率，同时稳定性不佳、接线繁琐、缺乏通用性等问题；微机控制的特点为控制系统体积小、并具有节能的优点，不过缺乏抗干扰性；而可编程控制器控制十分便捷、且具有较强的抗干扰性及稳定性，可以达到多种运行状态故障综合显示的要求。所以，PLC在各领域得到了广泛的推广，择取可编程控制器所构建的控制机制能够使电梯运行更为稳定、安全。

2 电梯PLC的核心构架与基本原理

电梯可编程控制器系统包括下述两点：逻辑控制机制与拖动控制机制。其构架见图1。

逻辑控制机制通过可编程控制器软件实现，功能主要包括轿内指令及厅外传输登记与定向选层、轿厢区域评定、顺向截梯、平层以及开关门运行等系统控制。而拖动控制机制内，电梯现阶段状态的传输信号直接输送至可编程控制器，在此基础上向拖动机制传输速度切换以及起动等控制数据，现阶段电梯的拖动系统从以往的直流调速慢慢转型为交流调速，可编程控制器控制技术匹配于交流调速技术已成为目前电梯领域发展的侧重点。

而电梯可编程控制器有下述几类工作模式，其中包括运行模式与停止模式。在运行模式下，可编程控制器经执行反馈控制要求的用户系统去实现整体控制。为了让可编程控制器的输出第一时间匹配于可能变化的输入参数，用户程序并非仅执行一次，而是反复的予以执行，直至可编程控制器停机或转变为停止状态。可编程控制器工作原理见图2。

3 可编程控制器双速电梯控制系统结构

举例说明，五层电梯择取西门子PLC达到交流双速集选控制电梯目的。从电梯控制系统的硬件需要、可编程控制器的I/0数值计算、可编程控制器机型择取、I/0点数的配置、相关下属系统程序达到制衡。

依附于I/0数值与输入种类，分析I/0数值要留存一些余量，因此择取现阶段西门子315-2DP PLC。因为是交流双速电梯需要留存以往线路内主回路接触设备与门机继电设备；考虑稳定设计的相关要求，控制部分留存回路继电设备与门锁继电设备。对五层集选电梯，依附于输入信号和输出信号，通过换算，输入数值为三十五，输出数值为三十二，输入、输出信号均为数字量，输出电压二百二十伏。

依附于输入、输出点数分配状态与I/0点数的相应情况，全面分析。而控制机制的主体即可编程控制器主机，经可编程控制器输入接口把信号传输至可编程控制器，根据可编程控制器存储器内存储的程序予以换算，在此基础上通过输出接口向指层器、召唤指示灯以及驱动机制发出相应的信号。

此次分析的电梯模型共为五层，而电梯的各层都安装了升降与轿厢所在楼层的指示；一至五层所配置的指示灯即为楼层信号，每一层的樓厅都安装输入键去使用电梯，工作环节主要对相应的呼梯信号与运行情况予以全面分析，在此基础上明确下个环节的工作，所以其需具备自动定向、顺向拦截以及反向保号等功能。而电梯对控制信号的响应需要包括下述几点：第一，电梯在完成启动时，轿厢在1层，如果1层有呼梯信号，那么门就会开启；第二，在有呼梯信号的楼层超过过目前楼层时，那么电梯就会上升；第三，在电梯运行过程中，仅响应顺向呼梯信号，反之信号仅为记忆。

可编程控制器程序设计为电梯控制机制设计的主要内容，在设计环节，我们要遵循功能完善且整体的基本理念，确保电梯稳定的运行；同时在结构上尽可能做到易读易改，要降低程序量，择取模块化结构，全面通过可编程控制器内的相应指令完善程序，减少可编程控制器程序扫描耗时，确保电梯的精准性；其内部存在着一些不确定的因素，同时具备很多自锁与互锁关系，所以相关参量间逻辑关系繁琐，这在一定程度上影响电梯的控制系统。

3.5 控制回路的梯形图与运行指令

我们所提及的指层控制线路功能即为指示电梯轿厢现阶段所在的区域与所需运行的区域。此次研究中楼层信号是经装置在各层井道中的感应设备与轿顶的隔磁板去实现的。不过，因为所接受的楼层信号存在间断的特点，所以我们要经程序去完善，X33-X55为一至五楼的楼层感应设备在可编程控制器的输入区间。endprint

电梯的定向即在电梯整体的运行机制、轿内指令与厅外召唤区域的先决条件下，明确电梯的运行动态。选层即为在轿内指令与厅外召唤信号的状态中，电梯需要响应的相关信号；电梯在快要抵达有轿内指令登记及电梯运行方向一致的厅外召唤信号的区间时，传输换速信号。在有司机的工作情况下，通过轿内指令与电梯所处的区域去明确电梯的运行走势；在没有司机的运行情况下，通过厅外召唤信号依附于电梯所处的区域去完成电梯定向。

此程序内M 100即可编程控制器中的辅助继电设备，也就是电梯的上行方向继电设备，M101即可编程控制器中辅助继电设备，表示下行继电设备。X7表示有/无司机时开关在可编程控制器输出的地址。Y23与Y24即上行和下行方向指示在可编程控制器输出端的地址。

依附于双开门有无司机控制去设计，要侧重于电梯的手动开门以及无司机情况下的开门、电梯运行至目标的自动开门、手动关门、无司机情况下的自动延时关门、基站外启动过程的开关门等功能。

4 结束语

综上所述，继电设备构建的控制模式是较为落后的电梯控制举措。伴随电梯安全性与稳定性的提高，继电设备控制的内置问题逐渐显著，继电设备控模式存在较高的故障率，同时稳定性不佳、接线繁琐、缺乏通用性等问题；微机控制的特点为控制系统体积小、并具有节能的优点，不过缺乏抗干扰性；而可编程控制器控制十分便捷、且具有较强的抗干扰性及稳定性，可以达到多种运行状态故障综合显示的要求。所以，PLC在各领域得到了广泛的推广，择取可编程控制器所构建的控制机制能够使电梯运行更为稳定、安全。择取可编程控制器予以电梯的运行控制，其系统的硬件构架被最大限度的簡化，且因为是择取“软接线”举措的程序控制，其系统具有较强的稳定性与灵活性。不过，电梯控制系统的信号输入数值较多，因此可编程控制器控制系统相对于继电器的投资要高一些，但是能够择取节省输入点的举措规避投资高的问题。可以通过编码/译码电路去降低可编程控制器的输入点，缩减投资，不过要依附于实际情况，避免硬件电路太过繁琐而影响系统的稳定。

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