三层电梯的PLC控制

摘 要：电梯作为通往高层建筑的必备交通工具，已从手柄开关操控电梯，发展到按钮控制电梯，再到现在的群控电梯，PLC在电梯的发展中起着不可替代的作用。主要就三层电梯的PLC控制作一探究。

关键词：三层电梯；PLC控制；高层建筑

随着科技的不断进步，城市化进程的不断加快，高层建筑业越来越多地出现在人们的身边，电梯就成了快速通往高层建筑的一种便捷交通工具。随着PLC在电梯中的运用，大大提高了电梯的可靠性、可维护性和灵活性，并延长了电梯的使用寿命，缩短了电梯的开发时间。

一、PLC控制概述

1.PLC的基本结构

电梯PLC控制系统分两个方面：逻辑控制系统和拖动控制系统。基本结构可见图1。逻辑控制系统有轿内指令与厅外召唤的登记和消号、定向选层、顺向截梯、换速、平层、开关门运行等程序控制的功能，并通过PLC软件来实现；拖动控制系统是将电梯当前工作状态的反馈信号直接发送给PLC，由PLC向拖动系统发出速度切换、起动、平层等控制信号。由于PLC控制技术的使用，目前电梯的拖动方式已由原来的直流调速过渡到了交流调速，大大促进了现代电梯行业的发展。

图1 PLC的基本结构图

2.PLC的特点

我国电梯控制系统主要有三种方式：继电器控制系统、微机控制系统和PLC控制系统。PLC是一种专门用于工业环境设计的通用控制装置，是工业自动化技术的支柱之一，它能完成大型的、复杂的控制任务，在工业自动控制领域占有十分重要的地位。PLC的体积小、重量轻、可靠性高、通用性强、成本低，能有效缩短制造控制屏的时间，是实现电梯自动控制的一种十分理想的设备。

二、三层电梯的PLC控制设计

由于电梯不是单一的工作循环，所以需要设计一个逻辑系统来确定电梯的上行或下行。当目的地位置在电梯当前之下时，电梯下行，反之，当目的地的位置在电梯当前位置之上时，电梯上行。在此过程中，还需要建立一个判别系统，来对电梯的工作方式和运行状态作出正确的判断。当电梯在无司机操纵的状态下工作时，在召唤或选层信号登记后，电梯自动到达目的地。同时，电梯在此运行过程中，电梯只答应顺方向的信号，而不答应来自逆向的召唤和选层信号。在检修电梯时，电梯智能减速，缓慢行驶，保证检修人员和周围人的安全。

1.PLC的选型、硬件系统的配置及I/O点数计算

根据I/O点数和输入、输出类型，对I/O点数要保留一定的余量。选用目前通用的西门子315-2DP可编程控制器（总共80个输出、输入点）。西门子315-2DP可编程控制器的硬件系统配置符合三层电梯的设计要求，同时出于安全设计需要，控制部分保留安全回路继电器（急停继电器）和门锁继电器。对3层/3站集选电梯，根据输入信号及输出信号的数量，经过粗略计算，输入点数为21点，输出点数为21点，输入、输出信号都是数字量，输出电压220VAC，110VDC，24VDC。

2.设计I/O地址分配及接线图

综合分析所选用的输入、输出点数分配情况及计算I/O点数实际情况，画出I/O地址分配及接线图。控制系统核心为PLC主机，通过PLC输入接口将信号送入PLC，按PLC存储器中存储的程序进行运算处理，然后经输出接口分别向指层器、召唤指示灯、驱动系统等发出显示信号及控制信号。

3.PLC控制系统输入输出形式的选用及输入输出内容

输入的形式：1NH-DC24，直流24V输入，电源由机内供给，输入信号有效。

输出的形式：OUT-R继电器接点输出，容量AC220V，2A。

输入继电器：自动，司机，检修，开、关门上下行，门关严，门卡滞，上下平层，快车上下限位，选层，召唤，层站信号等。

输出继电器：S、X、K、M减速接触器，开关门及楼层指示系统，按钮指示系统等。

4.程序设计思路

PLC控制系统由开关门系统、上下门系统（包括上下行逻辑判断和上下行运动）、选层系统、快速运行系统、层楼感应信号、缓速系统、平层系统、指示系统系统组成。

根据PLC控制系统的组成，可设计一个只有三层的电梯模型，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示。1-3所对应的指示灯表示楼层信号，每一层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯，要求设计的电梯具有自动定向、顺向截车、反向保号、外呼记忆、自动开/关门、停梯消号及自动达层等功能。工作中的电梯通过对各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析后，再确定下一个工作状态。例如，当电梯启动后，轿厢在一楼，若一楼有呼梯信号，则开门；当有呼梯信号的楼层高于电梯当前楼层时，电梯则上升，反之，当有呼梯信号的楼层低于当前楼层时，则下降；当电梯运行时只响应顺向呼梯信号，与运行中的电梯相反的呼梯信号则不予反应。

三、PLC控制的运用

1.三层电梯的PLC控制

三层电梯系统控制的电路主要由PLC、各种按钮、显示器及电动机启停开关组成。具体的控制电路接线图如图2所示。

图2 三层电梯的控制线路图

从图2三层电梯的控制线路图中，可以看出PLC控制在整个电梯的运营中所占据的重要位置。PLC控制系统主要有双速电梯系统和变压变频调速系统，而变压变频调速系统通过改变电机供电的电压和频率，调节电梯速度，可以使人们在乘坐电梯时，获得更好的乘坐舒适感，同时它平层精度高，并有显著的节能效果，保障了电梯的可靠性，成功地解决了电梯运行的舒适感问题。

2.三层电梯的PLC调试及运行

电梯控制系统的调试目的是通过实验调试，对所编写的控制程序梯形图进行检验和反复修改，以实现本设计中三层电梯PLC控制系统的功能。对电梯中的PLC控制系统进行调试，能及时地反映出在三层电梯的PLC控制系统中出现的问题，并针对所出现的问题进行有目的的修改，使电梯在运行的过程中更能适应环境的要求和变化。其次是通过实践操作，经过三层电梯控制系统的接线、调试和操作过程，加强对电梯PLC控制系统的了解，也能更深刻地对整个设计中所需要的知识进行理解，更为以后的电梯设计工作打下良好的基础。

在日常的生活和工作中，电梯得到了越来越广泛的应用，尤其是在高层建筑中，电梯已成为城市物质发展的一种标志。PLC控制系统的运算准确性强、维修方便、抗干扰强、系统稳定、调试周期短，成为当前电梯控制系统中使用最多的控制方式，PLC控制系统的运用为电梯的发展做出了卓越的贡献。同时，电梯性能的好坏也越来越影响着人们的生活，应努力提高电梯系统的性能，保证电梯运行的安全、节能、可靠。

参考文献：

[1]杨晓宾.电梯制动器的结构型式及检验检测探究[J].科技视界，2015（02）.

[2]韩庆华.三层电梯的PLC控制系统设计与实现[J].物联网技术，2014（01）.