基于PLC的电梯控制系统应用研究

杨凯　王攀藻　杨馥郁　周颖　杜杨斌　王太平

[摘 要]传统电梯控制，采用继电器-接触器来完成，控制精度不够。本文提出采用西门子S7—200PLC程序控制方式对电梯运行控制，设计控制系统总体方案，运行过程、组成，包括电梯的选层和定向模块、电梯运行方向和停靠的层站的控制，以及自动运行和自动开关门等功能，同时通过对PLC重新编写程序，达到对电梯不同情况下运行，进行精确控制的目的。

[关键词] 三层电梯；PLC控制器；程序控制

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0214-01

PLC程序控制，是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统，是当前电梯控制和技术改造的热点典型领域，具有很强的代表性。对于传统的电梯控制，采用继电器-接触器进行控制，控制精度不够，平层不准确。本文提出采用S7-200PLC程序控制三层电梯运行的方案，通过对PLC编写相应的梯形图程序，实现电梯的过程控制，达到电梯在不同情况下运行，进行精确控制的目的。

1 系统总体设计

1.1电梯的总体控制需求

电梯由安装在各楼层电梯口的上升下降呼叫按钮，电梯轿厢内楼层选择按钮，上升下降指示（UP、DOWN），各楼层到位行程开关组成，电梯自动执行呼叫。电梯在上升的过程中只响应向上的呼叫，在下降的过程中只响应向下的呼叫，电梯向上或向下的呼叫执行完成后再执行反向呼叫；电梯等待呼叫时，同时有不同呼叫时，谁先呼叫执行谁；具有呼叫记忆、内选呼叫指示功能；具有楼层显示、方向指示、到站声音提示功能。

1.2 系统设计

本系统包含了计算机控制技术、传感技术和自动控制技术。分为部分硬件和软件设计部分。

2 硬件部分

2.1 I/O端口分配及PLC外部接线

本系统需要PLC具有10个输入点，14个输出点，选用西门子S7-200PLC系列可编程控制器，I/O端口分配及功能有，I0.0， S3， 三层内选按钮；I0.1， S2， 二层内选按钮；I0.2， S1， 一层内选按钮；I0.3， D3， 三层下呼按钮；I0.4， D2， 二层下呼按钮；I0.5， U2， 二层上呼按钮；I0.6， U1， 一层上呼按钮；I0.7， SQ3， 三层行程开关；I1.0， SQ2， 二层行程开关；I1.1， SQ1， 一层行程开关；Q0.0， L3， 三层指示；Q0.1， L2，二层指示；Q0.2， L1，一层指示；Q0.3，DOWN，轿厢下降指示；Q0.4，UP，轿厢上升指示；Q0.5， SL3， 三层内选指示；Q0.6， SL2， 二层内选指示；Q0.7，SL1，一层内选指示到站声， Q2.0， A；数码控制端子A， Q2.1， B；数码控制端子B， Q2.2， C， 数码控制端子C， Q2.3， D， 数码控制端子D， 主机1M、电源正端，主机1L、2L、3L，电源地端。

2.2 PLC外围结构

S7-200PLC是控制系统的核心，对输入信号进行分析、计算和输出执行信号，其外部接线图，如图1所示。

3 软件部分

3.1 电梯的控制过程

电梯到站时，电梯门自动打开，打开到位后，延时3秒后关门，以便人员进出，然后继续运行或停梯。程序流程图如图2所示

3.2 控制程序的设计

按电梯的控制原理进行设计，PLC的控制程序分为内呼登记程序控制、外呼登记程序控制。内呼登记信号。内呼有两个信号，即内呼一层、内呼二层和内呼三层。利用启-保-停电路对内呼信号进行登记。其中内呼一层在电梯处于上升状态或一层指示灯亮时（I0.2或Q0.7接通）都不能登记。内呼二层的停止条件是二层指示灯亮（Q0.6通），即电梯处于二层时不对内呼二层的信号进行登记；内呼三层时，电梯处于下降状态或电梯三层指示灯亮时（I0.0或Q0.5接通）都不对内呼三层信号进行登记，梯形图程序编写如图3所示。

外呼信号有4个，一层上呼、二层上呼、二层下呼和三层下呼。外呼信号的登记都是利用启-保-停电路来完成的，原理都一样。

4 系统应用

完成PLC与模块之间的接线，打开编写的控制程序，进行编译，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。将行程开关“SQ1”拨到ON，“SQ2”、“SQ3”拨到OFF，电梯停在底层。选择电梯楼层选择按钮或上下按钮。例：按下“D3”电梯方向指示灯“UP”亮，底层指示灯“L1”亮，电梯离开底层。将行程开关“SQ1”拨到“OFF”，二层指示灯“L2”亮，将行程开关“SQ2”拨到“ON”电梯到达二层。将行程开关“SQ2”拨到“OFF”电梯离开二层。三层指示灯“L3”亮，将行程开关“SQ3”拨到“ON”电梯到达三层，PLC电梯控制系统运行符合指标要求。

5 结束语

可编程控制器（PLC）在电梯智能控制系统中的应用方案，包含了硬件和软件系统设计。通过三层电梯实现其功能，对所设计的电梯控制系统进行了调试，能够很好的满足电梯控制设计要求，实现行车方向由内选信号和外呼梯信号决定，顺向优先执行，无论电梯运行于何种状态，只有内选信号时，优先响应内选行车方向，平层定位控制精确。

参考文献

[1] 廖常初主编，S7-200PLC 应用技术，机械工业出版社，2011.12

[2] 姜建芳主编，西门子S7-200PLC工程应用技术教程，机械工业出版社，2009.10

[3] 常国兰主编，电梯自动控制技术，机械工业出版社，2008.8