三層電梯的PLC控制系統設計與實現

摘 要：隨著社會的不斷發展，樓房越來越高，電梯成為高層樓房的必備設備。目前電梯已從當初的手柄開關操縱電梯、按鈕控制電梯發展到了現在的群控電梯，而這其中，PLC的作用為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。PLC具有邏輯運算、計數和定時以及數據輸入輸出的功能，其中主要體現在它的邏輯開關控制功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關控制均可以用PLC實現。文中介紹了PLC的性能特點、基本結構及其工作原理，詳細闡述了運用PLC實現三層電梯的層呼叫指令以及電梯的上下運行等各功能的控制方法。

關鍵詞：電梯；編程控制器；控制；三層電梯；PLC控制系統

中文分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）01-0050-02

0 引 言

PLC是一種專門用于工業環境設計的通用控制裝置，可以完成大型而復雜的控制任務。PLC以可靠性高、通用性強、體積小、成本低而成為工業自動化的技術支柱之一，在工業自動控制領域占有十分重要的地位。本文將可編程序控制器 （PLC）應用于三層電梯進行邏輯控制，從而設計了一套完整的電梯控制系統方案，同時通過三層電梯模型實現了其基本功能，大大提高了電梯的可靠性、可維護性以及靈活性，延長了使用壽命，同時縮短了電梯的開發周期。這種電梯控制系統較原有的電梯控制系統可以更容易地完成更為復雜的控制任務，其許多功能是傳統的繼電器控制系統所無法實現的。

1 電梯控制系統的設計要求

一般情況下，電梯控制系統的設計要求如下：

（1）電梯停在一層或二層時，按3AX（三樓下呼叫）按鈕，電梯上行至三層后停止。

（2）電梯停在三層或二層時，按1AS（一樓上呼叫）按鈕，電梯下行至一層后停止。

（3）電梯停在一層時，按2AS（二樓上呼叫）或2AX（二樓下呼叫）按鈕，則電梯上行至二層后停止。

（4）電梯停在一層時，按2AS或2AX按鈕，則電梯下行至二層后停止。

（5）電梯停在一層時，按2AS、3AX按鈕，則電梯上行至二層后停止3 s，然后繼續自動上行至三層后停止。

（6）電梯停在一層時，先按2AX，后按3AX按鈕，則電梯上行至三層后停止3 s，然后自動下行至二層后停止。（若先按3AX、后按2AX按鈕，則2AX為反向呼梯無效。）

（7）電梯停在三層時，按2AS、1AS按鈕，則電梯運行至二層后停止3 s，然后繼續自動下行至一層后停止。

（8）電梯停在三層時，先按2AS，后按1AS按鈕，則電梯下行至一層后停止3 s，然后自動上行至二層后停止。（若先按1AS、后按2AS按鈕，則2AS為反向呼梯無效。）

（9）轎廂內選按鈕（SB1、SB2、SB3）的邏輯運行要求與各層呼梯按鈕一致。

（10）電梯上行途中，下降呼梯無效；電梯下行途中，上行呼梯無效。

（11）轎廂的上行、下行以及樓層呼梯的狀態均用指示燈顯示。

（12）按下電梯緊急報警按鈕（SB4），緊急報警燈閃爍，其他功能選擇均無效。報警信號需斷電后復位。

2 電梯控制系統的實現

本文給出的電梯控制系統外部接線圖如圖1所示。其中的電路I/O分配表如表1所列。圖2所示則是其電梯控制系統梯形圖。

3 三層電梯控制系統的調試及運行

3.1 控制系統的調試

電梯控制系統的調試目的主要是通過實驗調試，對所編寫的控制程序梯形圖進行檢驗和反復修改，以實現本設計中三層電梯控制系統的功能。其次是通過實踐操作，經過三層電梯控制系統的接線、調試和操作過程，對整個設計中所需要的知識的理解更深刻。電梯控制系統所要調試的具體設備如表2所列。

其所需調試的操作步驟如下：

（1）檢查實驗設備中器材和調試程序。

（2）按照I/O端口分配表或接線圖完成PLC與實驗模塊之間的接線，認真檢查，確保正確無誤。

（3）用編程軟件將自己編寫的控制程序打開，進行編譯，有錯誤時根據提示信息修改，直至無誤。用PC/PPI通信編程電纜連接計算機串口與PLC通信口，打開PLC主機電源開關，下載程序至PLC中。下載完畢后，在編程軟件中將PLC的“RUN/STOP”開關選至“RUN”狀態，并對程序狀態進行監控。

（4）將行程開關1LS撥到ON，2LS、3LS撥到OFF，表示電梯停在底層。

（5）對照設計的控制要求，按下對應的樓層選擇或樓層呼梯按鈕。

（6）撥動對應的樓層行程開關，模擬電梯運行的過程，觀察各指示燈的亮滅現象是否符合邏輯。

（7）重復步驟（5）、（6）反復運行程序，不斷地修改，最終使控制系統按照控制要求運行。

3.2 控制系統的運行

經過反復的調試，編寫的控制程序已經能夠使控制系統完成設計要求。為了進一步檢驗控制系統中各部分的運行狀態有無異常，同時增加對三層電梯控制系統的功能的了解，進行了一次模擬電梯運行的操作，將各種情況分別進行了呼叫模擬實驗，輸出狀態均無異常。電梯控制系統運行成功。

現列舉如下呼叫的情況來表現系統運行的過程：

系統上電后，將行程開關1LS撥到ON，2LS、3LS撥到OFF表明電梯停在一層等待指示。

按下三層向下呼叫按鈕3AX，則三層呼梯指示燈L3亮，上行指示燈L4亮，電梯上行，離開一層（1LS撥到OFF），經過二層（2LS撥到ON然后再撥到OFF），沒有停止，繼續上升，到達三層（3LS撥到ON），此時到站提示音響，其他燈均滅，表示電梯到站停在三層。

此時按下二層向上呼叫2AS和一層向上呼叫1AS按鈕，一、二樓呼梯指示燈L1、L2亮、下行指示燈L5亮，電梯下行，電梯離開三層，經過二層時無變化，繼續下行，到達一層時，到站提示音響，一層呼梯指示燈L1滅，電梯停止運行，停止3 s后，L4亮，電梯上行，離開一層到達二層（1LS撥到OFF、2LS撥到ON），此時到站提示音響，其他燈滅，表示電梯到站停在二層。

按下緊急報警按鈕SB4，緊急報警指示燈L6燈閃爍，此時所有呼叫按鈕無效，系統下電重新啟動后報警解除。

4 結 語

本設計可以達到設計的目的和要求，通過合理的軟硬件設計，運用PLC實現了三層電梯控制系統的基本功能。如電梯的運行方向、到層指示均以指示燈顯示，并且設置了到站音樂提示和緊急報警功能。通過實驗調試，模擬實現了電梯控制系統的運行狀態。

參 考 文 獻

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