基于AB PLC控制的五层电梯系统设计与调试

摘要：本文主要介绍可编程控制器（PLC）在电梯电气控制系统中的应用，通过对系统硬件设计方法和程序设计思路的介绍，给出了5层电梯模型逻辑控制部分的方法。

关键词：PLC；电梯；逻辑控制；程序设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

1电梯模型运行控制要求

1.接受每个呼叫按钮的呼叫命令，并作出相应的响应。

2.电梯停在某一层时，此时按动该层的呼叫按钮，则相当于发出打开电梯门命令，进行开门的动作过程；若此时电梯的轿箱不在该层，则等到电梯关门后，按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。

3.电梯在每一层都有一个行程开关，当电梯碰到某层的行程开关时，表示电梯已经到达该层。

4.当按动某个呼叫按钮后，相应的呼叫指示灯亮并保持，直到电梯响应该呼叫为止。

5.当电梯停在某层时，在电梯内部按动开门按钮，则电梯门打开，按动电梯内部的关门按钮，则电梯门关闭。但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。

6.当电梯运行到某层后，相应的楼层指示灯亮，直到电梯运行到前方一层时楼层指示灯改变。

2 PLC选型

本设计选用罗克韦尔公司的AB品牌的MicroLogix 1400 PLC作为系统的控制器。每一个MicroLogix 1400控制器包括20点数字量输入和12点数字量输出。

由于MicroLogix 1400自身只有32个点数，而五层电梯共需要60个I/O点，所以需要给它配备扩展模块。本次设计中还使用了两个扩展模块，一个是直流输入模块1762-IQ16，共16个数字量输入点，一个是继电器输出模块1762-OW16，共有16个输出点。

3 PLC以及扩展模块I/O分配

设计出PLC以及扩展模块的接线图，并进行实际接线，由于篇幅有限，此处略掉接线原理图。根据接线图，对PLC的I/O资源进行分配，为后续的软件编程做好准备，如表1所示是本系统的I/O分配表。

4 梯形图程序设计

表1 PLC及扩展模块I/O分配表

输入 输出

输入位 字符 功能 输入位 字符 功能

1 I:0/0 KK-ON 运行/检查 1 O:0/0 DIR-0 电梯下

2 I:0/1 NK-10 内呼1层 2 O:0/1 DIR-1 电梯上

3 I:0/2 NK-20 内呼2层 3 O:0/2 DIR-2 关门

4 I:0/3 WK-10 外呼1层 下 4 O:0/3 DIR-3 开门

5 I:0/4 WK-20 外呼2层 下 5

6 I:0/5 WK-21 外呼2层 上 6 O:0/5 LED-M 上行箭头

7 I:0/6 WK-30 外呼3层 下 7 O:0/6 LED-D 下行箭头

8 I:0/7 DK-10 关门按钮 8 O:0/7 LED-a 数码管A

9 I:0/8 DK-20 开门按钮 9 O:0/8 LED-f 数码管F

10 I:0/9 1K1-ON 电梯下限位 10 O:0/9 LED-c 数码管C

11 I:0/10 S-11 限位1层（上） 11 O:0/10 LED-d 数码管D

12 I:0/11 S-10 限位1层（下） 12 O:0/11 LED-e 数码管E

13 I:0/12 S-20 限位2层（下） 13 O:0/4 LED-g 数码管G

14 I:0/13 S-21 限位2层（上） 14 O:2/0 WL-10 1层按钮灯

15 I:0/14 S-30 限位3层（下） 15 O:2/1 WL-20 2层按钮灯下

16 I:0/15 S-31 限位3层（上） 16 O:2/2 WL-21 2层按钮灯上

17 I:0/16 S-M 中间限位 17 O:2/3 WL-30 3层按钮灯下

18 I:1/0 S-40 限位4层（下） 18 O:2/4 WL-31 3层按钮灯上

19 I:1/1 S-41 限位4层（上） 19 O:2/5 WL-40 4层按钮灯下

20 I:1/2 S-50 限位5层（下） 20 O:2/6 WL-41 4层按钮灯上

21 I:1/3 S-51 限位5层（上） 21 O:2/7 WL-50 5层按钮灯下

22 I:1/4 WK-31 外呼3层上 22 O:2/8 NL-10 内1层按钮灯

23 I:1/5 WK-40 外呼4层下 23 O:2/9 NL-20 内2层按钮灯

24 I:1/6 WK-41 外呼4层上 24 O:2/10 NL-30 内3层按钮灯

25 I:1/7 WK-50 外呼5层 下 25 O:2/11 NL-40 内4层按钮灯

26 I:1/8 NK-30 内呼3层 26 O:2/12 NL-50 内5层按钮灯

27 I:1/9 NK-40 内呼4层 27 O:2/13 LED_U 箭头中

28 I:1/10 NK-50 内呼5层 28 O:2/14 LED-D 数码管D

29 I:1/11 LK0-N0 电梯上限位

30 I:1/12 DK1-N0 中间位

31 I:1/13 DK0-N0 开门限位

根据控制要求分析，将程序划分为6个模块，设计一个主程序和六个子程序。这六个子程序分别是：初始化子程序，平层子程序，电梯上下行子程序，开关门子程序，显示子程序，呼叫子程序。主程序的作用是调用各个子程序，并设置一下初始状态。

初始化子程序的作用是，通电以后，电梯无论当前处于哪一层，执行初始化子程序以后，自动运行到一层待命。每一次通电，初始化子程序只执行一次，执行完后才开始调用其他子程序。

平层子程序的作用是对电梯所到的楼层进行准确的定位，并对平层信息进行记录，同时要显示出正确的楼层，并且对电梯的升、降和开关门以及内呼、外呼按钮灯都起到重要的限制作用。

电梯上下行子程序，就是通过一些平层标志位等来最终确定当前的电梯运行标志是上行还是下行。

开关门子程序的作用是控制轿厢门的开关，并且对电梯的升、降有一定的限制作用。呼叫子程序的作用，是对所有的楼层呼叫按钮进行记录，包括外呼和内呼。

显示子程序主要用于控制当前楼层的显示和上下行箭头的显示。

使用Rockwell公司的RSLogix 500编程软件编制出主程序和各个子程序，并进行调试。

4 实际运行中遇到的问题及解决方法

在电梯模型的调试过程中遇到了下列问题并一一得到解决。

1.在编程中遇到了楼层到位不能准确控制，（例如：电梯从五楼下降到一楼，但是到位控制并没有将程序中的楼层到位断开，导致数码管显示不准确和电梯不能正常运行等问题）。

解决方法：用每个楼层之间的限位开关来断开楼层的到位标志，（例如：用五楼下限位开关和四楼的上限位开关串联用来断五楼和四楼的到位标志，其他楼层以此类推，具体程序在到位子程序中有体现）。

2.电梯运行中发现四楼下降按钮不管用

解决方法：按下四楼下降按钮发现程序中没有动作显示，这就表明PLC输出有问题，然后检查了PLC相应按钮的输出接线，结果检查到四楼下降按钮的接线并没有接。

3.在编写程序中发现楼层中间限位传感器没信号

解决办法：运行程序观察楼层中间限位传感器没有输入信号，然后检查了PLC的接线，发现I/O分配表中出现错误，将楼层中间限位I/O写成电梯关门限位传感器。

4.在电梯运行中发现五楼下降按钮正常输入但是电梯没有反应

解决方法：运行程序按下五楼下降按钮，发现输入信号正常但是没有输出信号，检查PLC输出接线发现五楼下降输出接线接错。

5.在运行程序中发现电梯只能开关一次门，无法连续开关门。

解决方法：经过不断的运行与观察，发现程序中各个楼层的开关门标志位无法断开导致电梯开关门计数器一直通电，从而导致只能开关一次，因此在各个楼层的开关门标志位上加上了已正常开关门标志位的常闭触点。

参考文献:

[1] 陈伯时等.《电力拖动自动控制系统》北京机械工业出版社，2002

[2] 张进秋等.《可编程控制器原理及应用实例》北京机械工业出版社，2004

[3] 高钦和编著.《PLC应用开发案例精选》北京人民邮电出版社 ，2008

作者简介:汤荣秀(1976 - ) ,女,天津市人,天津冶金职业技术学院讲师,主要研究单片机控制技术、可编程控制技术、电机与电气控制技术等。