电梯PLC控制系统的设计与实现

叶俊杰

摘 要简而言之，PLC就是一种可编程序的存储器装置，有关数据信息的算计运算、逻辑运算以及控制等相关的问题，都可以在可编程序的存储器之中完成，同时还可以通过数字或者是模拟的方式，呈现出来。本文在分析PLC电梯控制系统的基本结构与原理的基础上，对于电梯PLC控制系统的设计与实现进行探讨，希望可以满足今后对电梯的整体性需求。

【关键词】电梯 PLC 设计 实现

PLC本身属于可编程的存储器，其拥有计算机功能，不但可以实现逻辑控制，同时也具备网络、数据处理以及通信功能。其体积小、编程简单、可靠性高、组装维护方便、抗干扰能力强，被广泛应用到工业控制领域之中。

1 PLC电梯控制系统结构与工作原理

电梯PLC控制系统包含了逻辑和拖动两个部分，相对应的结构示意图见图1所示。其中，借助PLC控制软件可以实现逻辑控制功能，其中包含了轿厢位置判定、定向选层、开启或者是关闭轿门等。另外，在运行拖动控制系统时，借助PLC控制系统就可以传输电梯实时工作状态之下的反馈信号，这样也可以将对应的控制信号加以明确。

就PLC控制系统原理来看，其运行包含了RUN和STOP两种。在RUN状态下，PLC就可以接触反应控制要求的用户程序执行处理，进而满足电梯控制功能的操作。另外，为了确保输出可以及时的响应电梯运行可能发生变化的输入信号，针对用户程序执行，并且1次就可以完成，而是需要重复性的多次执行，这样的执行直至处于STOP状态之下。其工作原理图见图2所示。

2 電梯PLC控制系统总体设计内容

2.1 可靠性设计

可靠性设计是整体的重要组成部分，主要包含了硬件和软件两个方面。系统任何部分出现故障，都会影响系统的正常运行，所以，需要基于可靠性的分配原则进行设计。可靠性设计内容包含了系统安装工作环境设计、冗余设计等，其中，冗余设计主要是利用冷后备或者是热后备的方式。针对PLC来说，冗余系统包含了电源系统、CPU、通信单元和存储单元等，系统工作环境应该满足振动、温度、冲击和湿度等要求。

2.2 安全性设计

安全性指的是紧急异常状态下系统处于安全状态。所以，在系统设计过程中，系统就应该拥有处理事故和故障的功能。在主要设备和回路中设置好事故按钮或者是紧急停车按钮，亦或是设计好安全回路。这里所说的安全回路是非半导体的机电元件，主要是通过硬接线的方式来构成，属于独立同PLC工作的，并且还可以保护好现场的设备和工作人员。在任何控制系统设计的时候，安全性都不能忽视，这一点就希望引起足够的重视。

2.3 标准化设计

对于系统的软硬件设计而言，满足国际标准的元件和系统，都可以方便日常的控制系统维护，同时也可以用于将来的规模扩展和升级，这样就可以将不必要的冲突降低，提升系统本身的兼容性。

3 电梯PLC控制系统设计

3.1 PLC单台电梯控制系统工作流程

图3为单台控制系统的流程图，从图可以看出，对于一台电梯正常运行的控制，需要指令信号、控制信号、召唤信号、层楼信号以及消防信号。这些信号来至于层面控制按钮、井道行程开关、轿厢控制面板以及层面火警开关。井道形成开关的层楼信号可以定位层楼，并且自动开展定向，同时，也可以将所在的层楼位置显示出来。轿厢控制面板的指令信号以及在层面控制按钮中的召唤信号主要是用于指令和召唤两个方面的登记处理，主要包含了开/关门、上/下行以及停站。当消防控制信号从火警开关发出后，就会将指令和召唤登记消除，直接控制电梯下至底楼并开门。控制电梯运行的同时，还需要进行运行的显示和驱动电动机的正转和反转，也就是实现电梯的上行与下行处理。

3.2 一般设计步骤

在系统程序设计之前，需要对控制要求进行全面的掌握和分析，这样才可以制定准确合理的设计方案，为满足预期目标的要求从而提出针对性措施，其一般设计步骤见图4所示。

4 基于PLC的电梯控制系统实现

4.1 调试流程

结合电梯PLC控制系统的设计与实现程序，在编译、下载、实验箱接线等步骤之后，就可以调试整个系统。其流程如下：

（1）调试简单指令，对最简单的功能进行检查。

（2）调试单层，对层与层之间的功能进行检查。

（3）调试复杂指令，对各个功能进行检查。

因为五层电梯指令程序相对复杂，在考虑到现实条件后，在具体的调试中选择选层选向功能的指令程序。在实验之中选择三菱PLC机型，首先是将OMRON C60P型之中的PLC直接转换成为三菱PLC指令代码。然后再将指令程序输入到PLC的综合实验学习机主机之中，这样可以对设计的可行性进行验证。

4.2 I/O分配表

在PLC控制的I/O分配表绘制之下，首先需要将PLC输入和输出点的具体点数确定，主要是从下面两个方面进行考虑：

4.2.1 输入点

主要是针对各层的门厅以及轿厢的控制按钮。其中，门连锁开关一个、一到四层门厅上行的按钮为4个，二到五层门厅的下行方向的按钮为4个，另外，还有一个门钥匙的开关。其次，通过对于电梯运行位置的检测反映信号，主要包含了相对应的接触器和向上向下的慢性按钮，另外还有从一到五层向外显示的位置信号5个。

4.2.2 输出点

主要是针对一到五层选层指令信号以及门连锁开关，继电器6个。有司机的时候，需要针对上行与下行选向的2个点；相对的控制包含了上行与下行的2个继电器。

总而言之，在PLC控制系统之中，输入点数2-5个，输出点数10个，根据实际的要求，其分配点见表1所示。

4.3 指令程序

本电梯控制选择乘客操作、手动检修和司机操作三种。乘客操作，主要是按下所需要到达的楼层，在按下按钮之后，就会选择最优的运行方式前往楼层。当电梯停稳之后，就会亮起楼层显示灯。手动检修，主要是根据检修任务，调节控制电梯的运行速度。司机操作，则是内部的按钮完全由司机的控制完成，等待电梯到达需要的楼层之后，就会亮起显示灯，并且显示楼层号。另外，通过上慢行和下慢行按钮，也可以有效的控制电梯的实际运行。根据具体的控制方式，还可以编辑选层选向的指令程序。

4.4 梯形图

电梯需要对厅外召唤信号、轿厢指令等进行全方面的考虑。当接到指令或者是召唤信号的时候，电梯应该执行具体的操作，实现减速，满足选层的要求。其PLC控制梯形图见图5所示。

4.5 调试过程

本次试验选择的司机控制，所以，不会考虑到召唤指令。其中，Y31-Y35属于内部的辅助继电器，是一道五层选层控制信号的实现。X08-X11，X400-X403表示的召唤指令的登记信号；X03-X07属于对应层楼的轿内选层指令登记信号。另外，Y39属于下行的选向控制信号继电器，Y38輸上行，而X00属于门连锁信号。其中，常开的接点之中，X00，Y38，Y39三者是相互并联的，并且可以进行相应的控制。一般来说，Y30是在Y31-Y35控制回路之中分别串联的，并且X00，Y38，Y39在平时都是保持开断状态，因为，召唤指令还无法控制选层以及选项控制。

在控制系统之中Y32-Y35和X411-X502分别串联，形成回路，这样就可以实现当前位置同选层信号之间的自动选向的合理控制。将同一层的指层信号和选层信号相互串联，然后将串联支路和高一层的选层信号相互并联，通过这样的方式，执行到第二层。这样的模式，就可以实现Y38上行选向控制功能，同时Y39的下行也可以得到满足。

通过对调试过程的分析，选层选向PLC控制程序的实验论证具有极高的可行性。

5 结语

总而言之，随着电力电子科学技术的不断发展，国民经济的各个生产环节中都开始应用PLC控制系统以及相对应的装置。这对于高层建筑之中电梯的普及也是一样。所以，未来的电梯控制系统中，PCL控制系统就成为一种必然的发展趋势。

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作者单位

广州市轻工职业学校 广东省广州市 510000