基于PLC的XK-LM4A型四層電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王章俊 甯油江

（貴州電子科技職業(yè)學(xué)院，貴陽(yáng) 550025）

電梯作為一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制系統(tǒng)復(fù)雜。現(xiàn)代電梯的控制已由繼電器控制過(guò)渡到可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制，并逐漸過(guò)渡到一體化微機(jī)控制。目前，市場(chǎng)上大部分電梯已經(jīng)采用一體化微機(jī)控制系統(tǒng)。然而，在很多領(lǐng)域依舊采用PLC控制，是一種經(jīng)濟(jì)可靠的選擇方式，特別是對(duì)電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)具有重要意義[1]。

1 XK-LM4A型四層電梯模型介紹

XK-LM4A型四層電梯模型如圖1所示，是一種教學(xué)用的四層電梯模型，采用兩臺(tái)24 V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降和開關(guān)門。該模型可以實(shí)現(xiàn)電梯上下行控制、平層限位、開關(guān)門控制、外部呼叫和按鈕顯示、內(nèi)選信號(hào)和按鈕指示等功能，可以模擬一臺(tái)四層電梯的主要運(yùn)行情況，對(duì)PLC的學(xué)習(xí)和電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有積極作用[2]。XK-LM4A型四層電梯模型的各符號(hào)及其對(duì)應(yīng)功能，如表1所示。

表1 XK-LM4A型四層電梯模型各接口符號(hào)及其對(duì)應(yīng)功能

2 四層電梯模型控制要求分析

XK-LM4A型四層電梯模型工作的主要控制要求為：外呼要求是指在任一層按下外呼按鈕，可以將電梯呼叫到本層并自動(dòng)開門，開門到位后延時(shí)5 s電梯關(guān)門；內(nèi)選要求是指乘客進(jìn)入電梯后按下目的樓層按鈕（本層無(wú)效），電梯響應(yīng)，到達(dá)指定樓層則打開電梯門；開關(guān)門要求是指乘客在電梯內(nèi)無(wú)外呼和內(nèi)選信號(hào)時(shí)，可以手動(dòng)開門和關(guān)門，開門后延時(shí)5 s自動(dòng)關(guān)門；按鈕指示要求是指開關(guān)門按鈕，按下后常亮直到開門、關(guān)門到位才會(huì)滅；電梯根據(jù)上行指示和下行指示運(yùn)行；急停功能[3]。需要注意，同時(shí)只能有一個(gè)外呼或內(nèi)選信號(hào)。

3 I/O分配

根據(jù)XK-LM4A型四層電梯的控制要求定義PLC的輸入和輸出接口功能，分別如表2和表3所示。

表2 PLC輸入接口及其功能

表3 PLC輸出接口及其功能

4 硬件選型與控制原理圖

根據(jù)控制要求和PLC的輸入/輸出（Input/Output，I/O）分配表，可以選擇三菱FX3U-32MT型號(hào)的PLC。三菱PLC以高性能、低價(jià)格的優(yōu)點(diǎn)滿足了中國(guó)工控行業(yè)的需求，在中小型項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛[4]。XKLM4A型四層電梯模型PLC原理圖，如圖2所示。

5 程序編寫

根據(jù)XK-LM4A型四層電梯控制要求對(duì)電梯各功能版塊編寫電梯模型圖程序。

5.1 樓層感應(yīng)程序

XK-LM4A型四層電梯每一層設(shè)有限位感應(yīng)開關(guān)，通過(guò)該開關(guān)自動(dòng)感應(yīng)電梯所在樓層[5]。以其中兩層為例，樓層感應(yīng)程序如圖3所示。

5.2 目標(biāo)樓層的選擇

XK-LM4A型四層電梯通過(guò)外呼和內(nèi)選兩種方式選擇目標(biāo)樓層，將對(duì)應(yīng)的樓層存入D10。以1、2層為例編寫程序，3、4層類似，外呼和內(nèi)選信號(hào)如圖4所示。

5.3 判斷目標(biāo)樓層與當(dāng)前樓層的關(guān)系

通過(guò)判斷當(dāng)前樓層和目標(biāo)樓層的關(guān)系，決定電梯上行還是下行。如果當(dāng)前樓層和目標(biāo)樓層一致，則電梯進(jìn)行開門動(dòng)作；如果當(dāng)前樓層小于目標(biāo)樓層，則電梯上行；如果當(dāng)前樓層大于目標(biāo)樓層，則電梯下降。判斷電梯運(yùn)行方向程序，如圖5所示。

5.4 電梯上行、下降及停止

若電梯上行和下降至與當(dāng)前樓層和目標(biāo)樓層相等時(shí)，則電梯到達(dá)目標(biāo)并停止。電梯上、下行及停止程序，如圖6所示。

5.5 開關(guān)門和開門延時(shí)

當(dāng)電梯運(yùn)行至目標(biāo)樓層時(shí)自動(dòng)開門，延時(shí)5 s后自動(dòng)關(guān)門。當(dāng)電梯停在某一層、無(wú)外呼或內(nèi)選信號(hào)時(shí)，可以手動(dòng)開門或關(guān)門。開關(guān)門程序，如圖7所示。

6 結(jié)語(yǔ)

文章主要分析XK-LM4A四層電梯控制的要求，設(shè)計(jì)XK-LM4A四層電梯模型控制系統(tǒng)PLC接線的原理圖和梯形圖程序。試驗(yàn)表明，該程序滿足了電梯控制要求，可為實(shí)際電梯的PLC控制提供參考。