基于西门子PLC的电梯控制系统设计

摘要：随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。

PLC在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。

关键词：五层电梯；PLC；仿真

0 引言

随着经济的发展，越来越多的高楼大厦拔地而起，传统的楼梯占用了很大的大楼空间，而随着人们对该高楼大厦的需求，城市的居住空间越来越少，为了能够更好的利用城市的空间，就必须设计使用电梯，但是要让电梯可靠的运行就必须使用先进的控制器来控制电梯的运行，确保电梯的运行过程中能够安全稳定的运行，并能够及时的排除故障。

通过使用现代化控制技术，将先进的控制器运用到电梯控制中，能够让电梯更加稳定、更加安全的运行，提高电梯的自动化程度，通过不断采用新的技术和设备来改造电梯系统对城市和社会都有着长远的意义和影响。

电梯作为楼宇自动化程度的标志，在楼宇智能化中扮演着重要的角色，电梯其本身作为被控制的对象，受到控制器的控制，设计先进的电梯程序就能够在根本上提高电梯的自动化程度从而提高楼宇的自动化程度。

Programmable Logic Control(PLC)是现在自动控制中必不可少的，其因为其可靠性强、控制简单易操作而得到广泛的使用，可提高系统的自动化程度。

国内外生产电梯以及其程序的厂家有很多，其自动化程度都有了很大的提高，但是低层建筑的电梯比较少，因而设计好低层建筑的电梯层序能够进一步提高低层建筑的自动化程度。[1]

1.控制系统的设计要求

文章主要就是对用西门子PLC S7-200对电梯控制系统进行开发，主要设计5层电梯的程序，其中最关键的部分是：(1)电梯控制系统的硬件设计；(2)西门子PLC S7-200的程序设计与仿真。(3)系统抗干扰设计。

（1） 电梯控制系统的硬件设计：主要包括各种限位开关的安装、电机的正反转接线等；（2）西门子PLC S7-200的程序设计与仿真：主要包括运用西门子专用的设计软件对程序进行设计并运用仿真软件对其正确性进行仿真；

(3)系统抗干扰设计:对系统在硬件上进行抗干扰设计，以此来使得控制系统更加的可靠。

2.控制要求分析

所涉及的电梯模型共有五层，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示；1-5所对应的指示灯表示楼层号，每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯。工作中的电梯主要对各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态，为此它要求具有自动选向、顺向截梯、反向保号，外呼记忆，自动开/关门状态，停梯消号，自动达层等功能。

分析以上控制要求，将电梯控制要实现的功能罗列如下：

（1） 开始时，电梯处于任意一层。

（2） 当有外呼梯信号到来时电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时三秒后自动关门。[2]

（3） 当有内呼梯信号到来时，电梯应该响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时三秒后自动关门。[3]

（4） 在电梯运行过程中电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信号均不响应，但如果反向呼梯信号前方无其它内、外呼梯信号时，则电梯相应该外呼信号，但不响应三层向下外呼梯信号。同时，如果电梯达到四层，五层没有任何呼梯信号，测电梯可以响应四层向下外呼梯信号。

（5） 电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。

（6） 电梯具有同向截车功能。[4]

（7） 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮可使门打开，按关门按钮可使门关闭。

3.PLC的设备选型及系统框图

由于需求的I/O点数比较多，所以必须选择可以扩展的CPU，因此选择了西门子S7-200 CPU 226型号的PLC来设计控制系统，这样可以更加简便的设计出程序。其I/O全部是数字量，没有涉及到模拟量输入输出的变量。

所设计的程序必须能够按照系统的要求，五层电梯程序其轿向由电机拉升，最终主要控制的是电机的正反转，其主要的框图如下图4-1所示：

4.总结

通过运用西门子PLC可以设计出可以轻易而简单的设计出电梯的控制程序，并能够通过仿真软件仿真其软件程序的准确性，能够实现系统的功能与设计要求。

西门子PLC将在工业自动化领域中有长足而又好的发展，而电梯控制也将越来越适合社会发展的需要。

参考文献:

[1] 邓阿龙与左文林, PLC控制系统在船闸自动控制中的应用. 治淮, 2005(1): 第48-49页.

[2] 王屹与高芳, 基于集散控制技术的电梯群控系统方案. 制造业自动化, 2011(8): 第109-110+116页.

[3] 徐世许, PLC控制电梯的研究和五层模型电梯的研制. 青岛大学学报(自然科学版), 1997(3): 第79-84页.

[4] 杨昌旺与苏绍辉, 电梯主接触器故障分析. 企业科技与发展, 2010(22): 第123-125页.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文