黃麗晶

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 永安 366000）

基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

黃麗晶

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 永安 366000）

為了讓乘客可以用到更舒適、更安全、更環(huán)保的電梯，對(duì)電梯的研究還是很有必要的。PLC控制克服了繼電器控制電梯的很多缺點(diǎn)，有著編程容易、靈活性好、擴(kuò)展性能好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)的設(shè)置。本文研究的是七層電梯的PLC控制系統(tǒng)，主要是利用PLC的邏輯開(kāi)關(guān)控制功能，通過(guò)PLC來(lái)控制電梯的開(kāi)關(guān)門、樓層顯示、轎內(nèi)與廳外的召喚登記與消除、定向、超載報(bào)警、起動(dòng)加速和制動(dòng)停車等模塊。這些都要通過(guò)分析電梯的性能要求，來(lái)確定輸入輸出口，進(jìn)而選出合適的PLC型號(hào)，再分配I/O口，并且就前面所述的模塊功能以獲得相應(yīng)的梯形圖，最后再進(jìn)行程序的調(diào)試和仿真，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用PLC控制電梯系統(tǒng)的目的。

PLC；電梯；控制系統(tǒng)；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)；調(diào)試

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，加之為了提高土地資源的利用率，現(xiàn)在的建筑物都在往高層發(fā)展，顯然自從出現(xiàn)電梯之后，高樓大廈就開(kāi)始呈現(xiàn)出離不開(kāi)電梯的現(xiàn)象了[1]。目前，電梯已廣泛應(yīng)用于人們的生活中，它帶給人們極大的方便，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，如汽車等交通工具一般不可或缺，而電梯的承載量、起停的舒適感和控制方式等也在不斷地改進(jìn)，因此對(duì)電梯的研究已經(jīng)顯得很有必要了。

在我國(guó)發(fā)展初期，大部分電梯的電氣部分采用繼電器控制，不僅接線復(fù)雜，容易發(fā)生故障，維修困難，而且它的控制電路需使用大量的控制電器，這都要人工布線、焊接與組裝等，若工藝要求改變的話，控制電路也應(yīng)該改變，這樣耗時(shí)又費(fèi)力[2]。

在繼電器控制系統(tǒng)中，畢竟器件的老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象不可避免，這就降低了系統(tǒng)的可靠性，加上系統(tǒng)擴(kuò)展性差，技術(shù)難以提升，而且電磁機(jī)構(gòu)的觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，其機(jī)械與電磁慣性大，使得控制精度會(huì)降低，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較大，其機(jī)械動(dòng)作時(shí)噪聲也大，這樣就不太符合我國(guó)的環(huán)保要求了。

鑒于以上不足，本文選取PLC作為控制系統(tǒng)，其克服了繼電器控制系統(tǒng)的很多明顯的缺點(diǎn)，比如PLC采用大規(guī)模集成電路，大部分是軟繼電器，其可靠性明顯高很多，而且擴(kuò)展靈活，通用性強(qiáng)，且微處理器控制，實(shí)時(shí)性好[3]。因此隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，所以研究PLC應(yīng)用于電梯有著重大的意義。

1 電梯的主要參數(shù)和PLC的特點(diǎn)

電梯的主要參數(shù)有轎廂尺寸、額定載重量、轎廂形式、開(kāi)門寬度、曳引方式、額定速度、停層站數(shù)、井道高度等。

電梯是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，它的機(jī)械部分就像人的軀體，電氣部分類似于人的神經(jīng)，而控制部分則相當(dāng)于人的大腦，各部分通過(guò)彼此密切相關(guān)的連接而必不可少，才能保證電梯的可靠運(yùn)行。

電梯從空間上可劃分為機(jī)房部分、轎廂部分、井道部分和層站部分，熟稱四大空間。而電梯的八大系統(tǒng)則是曳引系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。其電梯的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示[1]。

圖1 電梯總體結(jié)構(gòu)圖

可編程控制器的優(yōu)越性主要蘊(yùn)含有以下方面[4]：

1）靈活性和通用性強(qiáng)：繼電器控制系統(tǒng)的控制電路需要使用大量的控制電器，而且需要人工布線和焊接等來(lái)完成電路的連接，若工藝要求改變一點(diǎn)，控制電路就必須跟著改變，這樣耗時(shí)又費(fèi)力。在PLC控制系統(tǒng)中，若控制功能要求改變，則只需要修改它的程序，其外部接線的改動(dòng)極少，甚至可以不必改動(dòng)。

2）編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)：PLC采用梯形圖邏輯編程，它的語(yǔ)言直觀易懂，不要求使用者要精通計(jì)算機(jī)方面的復(fù)雜的軟硬件知識(shí)，只要有了通常的繼電器梯形圖，就可方便地寫出PLC程序。

3）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高：繼電器控制系統(tǒng)中，因?yàn)槠骷睦匣?、觸點(diǎn)電弧及脫焊等現(xiàn)象是不可避免的，從而大大降低了系統(tǒng)的可靠性。在PLC控制系統(tǒng)中，主要模件都采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，而且都是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，加之PLC在硬件和軟件方面用了較好的防護(hù)措施，從而使其可靠性更高，抗干擾能力也更強(qiáng)。

4）PLC與外部設(shè)備的連接簡(jiǎn)單而且使用方便。

5）PLC具有完善的功能與較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，而且體積小、重量輕并且易于機(jī)電一體化。

對(duì)于整體式PLC，其所有部件都裝在同一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，組成框圖如圖2所示[4-6]。

圖2 整體式PLC組成框圖

2 基于PLC的電梯設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

1）主電路設(shè)計(jì)

交流雙速電梯的主電路圖如圖3所示，電源由開(kāi)關(guān)SQ0引入，經(jīng)上升接觸器KM1和下降接觸器KM2來(lái)控制雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而用以實(shí)現(xiàn)電梯的上下行控制。正常工作即電梯上升或下降時(shí)由高速運(yùn)行接觸器KM3接通快速繞組，定子串聯(lián)阻抗起動(dòng)，再經(jīng)過(guò)延時(shí)，就由起動(dòng)加速接觸器KM5來(lái)短接起動(dòng)阻抗，從而達(dá)到額定速度進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行的階段。采用降壓起動(dòng)可以減小起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)加速度，從而增加了電梯起動(dòng)的舒適感。

當(dāng)電梯收到停車的命令后，KM3應(yīng)該斷電釋放，由低速運(yùn)行接觸器KM4接通慢速繞組，經(jīng)過(guò)延時(shí)分別由減速制動(dòng)接觸器KM6、KM7和KM8短接阻抗，從而起到電梯停車前制動(dòng)減速的作用，這樣不僅增加了停車制動(dòng)時(shí)的舒適感，而且使停車更為準(zhǔn)確。電梯到平層位置時(shí)，所有接觸器都斷開(kāi)，抱閘抱死，使電梯停止運(yùn)行。

2）門機(jī)、抱閘、門鎖和安全運(yùn)行電路的設(shè)計(jì)

其電路圖如圖4所示，門機(jī)電路中，M2為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，由開(kāi)門接觸器 KM9和關(guān)門接觸器KM10來(lái)控制M2的正反轉(zhuǎn)，KM9閉合時(shí)，電阻R1與M2的電樞并聯(lián)，電流從電動(dòng)機(jī)電樞的左端流向右端，從而使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門，由開(kāi)門調(diào)速開(kāi)關(guān)SQ8將R1短接，得以實(shí)現(xiàn)開(kāi)門調(diào)速（減速）；KM10閉合時(shí)，電阻R2與M2的電樞并聯(lián)，電流從電動(dòng)機(jī)電樞的右端流向左端，從而使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)關(guān)門，并由關(guān)門調(diào)速開(kāi)關(guān)SQ9、SQ10和R2一起來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。

圖3 交流雙速電梯的主電路

圖4 門機(jī)、抱閘、門鎖和安全運(yùn)行電路的設(shè)計(jì)

在電梯上、下行的運(yùn)行中時(shí)，KM1或KM2將會(huì)閉合一個(gè)，從而使制動(dòng)線圈YB得電，抱閘松開(kāi)，電動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電梯要停止時(shí)，KM1和KM2斷開(kāi)，YB將失電，抱閘將電動(dòng)機(jī)閘住而實(shí)現(xiàn)停車。

SQ11—SQ17表示 1—7樓廳門鎖開(kāi)關(guān)，SQ18表示轎門關(guān)閉到位開(kāi)關(guān)，只有將所有的廳和轎門開(kāi)關(guān)串聯(lián)在一起，從而控制電梯門鎖繼電器KA1，實(shí)現(xiàn)只有當(dāng)全部門正常關(guān)閉后電梯才能實(shí)現(xiàn)上升和下降的控制。

安全運(yùn)行電路是將安全窗開(kāi)關(guān) SQ1、安全鉗開(kāi)關(guān)SQ2、限速器開(kāi)關(guān)SQ3和轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān)SQ4以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1和FR2串聯(lián)在一起構(gòu)成，是電梯中最重要的電路。最后用KA2的觸點(diǎn)來(lái)控制電源的接入與否，這樣可以保證在多種緊急情況下能夠立即停車，從而確保了電梯的安全運(yùn)行。

如圖5中M2用的是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能好，起動(dòng)力矩大，比較容易實(shí)現(xiàn)電梯的開(kāi)關(guān)門，就像關(guān)門要由快到慢，直流比較容易調(diào)節(jié)它的速度，而且直流的制動(dòng)回路比較簡(jiǎn)單。

圖5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)

3）電梯的電氣控制原理分析

電梯的電氣控制原理如圖6所示，它由曳引電動(dòng)機(jī)、門電機(jī)、PLC和其他電氣元件構(gòu)成，本控制系統(tǒng)主要是采用歐姆龍CP1H系列的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)行控制，PLC接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的廳外與轎內(nèi)的呼叫、樓層、位置和安全等信號(hào)，再實(shí)現(xiàn)對(duì)樓層的顯示、電梯的開(kāi)關(guān)門、呼梯顯示和電梯的升降等功能。

圖6 電梯的控制系統(tǒng)原理圖

本小節(jié)的硬件設(shè)計(jì)是保證電梯能夠正常運(yùn)行的重要條件，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制電梯的上升與下降，還有電梯的開(kāi)關(guān)門也要由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制，而且為了滿足電梯起動(dòng)和停車的舒適感，還采用了降壓起動(dòng)和分級(jí)制動(dòng)減速的方法，同時(shí)為了使電梯能夠安全運(yùn)行，還設(shè)計(jì)了門鎖和安全運(yùn)行電路。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

通過(guò)清點(diǎn)需要接入PLC的信號(hào)，可以計(jì)算出控制系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為40個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為38個(gè)，所以選擇歐姆龍CP1H系列40點(diǎn)I/O型主機(jī)和3臺(tái)20點(diǎn)的I/O擴(kuò)展單元，其I/O擴(kuò)展配置和I/O點(diǎn)編號(hào)如圖7所示[5]。七層電梯的PLC控制輸入輸出端口如圖8所示。

圖7 CP1H系列PLC的I/O擴(kuò)展配置和I/O點(diǎn)編號(hào)

電梯主程序設(shè)計(jì)主要包括了：開(kāi)關(guān)門控制；樓層信號(hào)的顯示；轎內(nèi)與廳外召喚的登記與消除；電梯的定向；停車信號(hào)的產(chǎn)生；制動(dòng)減速信號(hào)的產(chǎn)生；電梯起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行與停車制動(dòng)環(huán)節(jié)；超載報(bào)警等環(huán)節(jié)。

電梯控制的流程圖如圖9所示。

1）開(kāi)關(guān)門控制

電梯開(kāi)門主要存在著以下幾種情況：檢修開(kāi)門；重新開(kāi)門；停層開(kāi)門；基站開(kāi)門；呼梯開(kāi)門。因而設(shè)計(jì)得到關(guān)門控制的梯形圖如圖10所示，其相應(yīng)的程序見(jiàn)表1（按列看，下文同）。

圖8 七層電梯的PLC控制輸入輸出端口

對(duì)于關(guān)門主要存在以下幾種情況：檢修關(guān)門；自動(dòng)關(guān)門；提前關(guān)門。因而關(guān)門控制的梯形圖如圖11所示，其程序見(jiàn)表2。

2）樓層信號(hào)顯示

當(dāng)電梯到達(dá)某層時(shí)，應(yīng)該顯示出此層是幾樓，才能讓乘客更清楚電梯的位置。若要樓層正確的顯示，首先應(yīng)由樓層感應(yīng)器來(lái)判斷電梯在哪個(gè)范圍屬于哪層，然后利用內(nèi)部輔助繼電器使相應(yīng)的七段碼亮。例如觀察比如電梯在一樓，在一樓輔助繼電器20003得電，則七段碼A段和B段會(huì)亮，顯示出1的字樣，當(dāng)電梯不在一樓而上升到二樓時(shí)，則20003將失電，七段碼A段和B段會(huì)暗，相應(yīng)的在二樓輔助繼電器20004會(huì)得電，進(jìn)而使七段碼的A、B、D、E和G段會(huì)亮，顯示出2的字樣。因篇幅限制，本文只列舉一樓至三樓的程序見(jiàn)表3。

圖9 電梯控制流程圖

圖10 開(kāi)門控制的電梯圖

表1 開(kāi)門控制的程序

圖11 關(guān)門控制的電梯圖

表2 開(kāi)門控制的程序

3）轎內(nèi)與廳外召喚的登記與消除

如圖12左是轎廂內(nèi)的布局，右是廳外的布局，轎廂內(nèi)設(shè)有急停開(kāi)關(guān)按鈕、檢修時(shí)的上行起動(dòng)按鈕和檢修時(shí)的下行起動(dòng)按鈕，還有手動(dòng)開(kāi)門按鈕、手動(dòng)關(guān)門按鈕和1—7樓的內(nèi)選按鈕；廳外2—6樓都有上呼按鈕和下呼按鈕，1樓有上呼按鈕，7樓有下呼按鈕。轎內(nèi)1—7這七個(gè)按鈕和廳外的上下呼的按鈕只要有被按下，則相應(yīng)按鈕的指示燈就會(huì)亮，當(dāng)電梯響應(yīng)其按鈕的指示燈就會(huì)滅。此外，轎內(nèi)和廳外都有樓層顯示和上下行顯示，這樣可以讓乘客更清楚電梯的位置。

表3 一樓至三樓的樓層信號(hào)顯示程序

圖12 轎內(nèi)和廳外的布局

乘客想要去哪個(gè)樓層，可以按下內(nèi)選按鈕，比如乘客在一樓進(jìn)入電梯，想去三樓，則應(yīng)該按下三樓的內(nèi)選按鈕，此時(shí)三樓的內(nèi)選按鈕指示燈會(huì)亮，當(dāng)電梯行駛到三樓時(shí)，常閉觸點(diǎn)20005會(huì)斷開(kāi)，從而使三樓內(nèi)選按鈕的指示燈滅掉即被消除，其一樓至三樓的登記與消除的梯形圖如圖13所示，相應(yīng)的程序見(jiàn)表4。

4）電梯的定向

電梯在自動(dòng)運(yùn)行的情況下，首先得先確定運(yùn)行方向，才能讓電梯正確的運(yùn)行。當(dāng)電梯處于待命的時(shí)候，若此時(shí)接到了內(nèi)選和外呼的信號(hào)，則應(yīng)該把電梯的位置和呼叫信號(hào)相比較，從而來(lái)確定電梯是應(yīng)該上行還是下行。一旦電梯定向完后，當(dāng)內(nèi)選和外呼順向運(yùn)行還沒(méi)完的時(shí)候，定向信號(hào)不能被消除。在檢修的狀態(tài)下，電梯不需要定向，直接由上行起動(dòng)和下行起動(dòng)按鈕來(lái)完成。

圖13 一樓至三樓的登記與消除的梯形圖

表4 一樓至三樓的登記與消除的程序

當(dāng)乘客在四樓時(shí)，想去五樓，就按下了四樓廳外的上呼按鈕，此時(shí)只有當(dāng)電梯在四樓以下即電梯不在五、六和七樓時(shí)，電梯上行輔助繼電器才會(huì)得電，但是為了防止乘客進(jìn)入轎廂后想去五樓時(shí)，在他進(jìn)入電梯和按下五樓內(nèi)選這段時(shí)間內(nèi)，由于此時(shí)電梯已經(jīng)在四樓了，電梯上行輔助會(huì)馬上失電，如果二樓有外呼的話，電梯會(huì)定下行，所以可以通過(guò)引入定上行輔助繼電器來(lái)使上行繼電器接通時(shí)間延長(zhǎng)到上行這個(gè)動(dòng)作完成。

5）停車信號(hào)的產(chǎn)生

在停車制動(dòng)前，必須先確定停車信號(hào)，即確定電梯將要在哪層停下，這可通過(guò)樓層位置信息和呼叫信息來(lái)判斷。如當(dāng)電梯定上行時(shí)二樓有上呼狀態(tài)或者電梯定下行時(shí)二樓有下呼狀態(tài)，又或者有二樓內(nèi)選狀態(tài)時(shí)，此時(shí)應(yīng)該產(chǎn)生二樓停車觸發(fā)的信號(hào)，當(dāng)電梯行駛到二樓（由樓層感應(yīng)器判斷）時(shí)就要產(chǎn)生二樓停車信號(hào)，從而可以使電梯開(kāi)始減速停車。

6）制動(dòng)減速信號(hào)的產(chǎn)生

電梯在平層之前要先減速再制動(dòng)，才能使電梯平層更準(zhǔn)確，且電梯也不會(huì)突然停車，這讓乘客感覺(jué)更舒適，如圖14所示，上平層感應(yīng)器7和下平層感應(yīng)器8一般裝載轎廂的頂部，隔磁鐵板9一般安裝在井道壁上。電梯上行時(shí)，上平層感應(yīng)器先插入隔磁鐵板，若有停車信號(hào)，則此時(shí)應(yīng)該發(fā)出制動(dòng)減速信號(hào)，使電梯開(kāi)始減速，當(dāng)下平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí)，電梯應(yīng)該抱閘停車，并自動(dòng)開(kāi)門；電梯下行時(shí)，下平層感應(yīng)器先插入隔磁鐵板，如有停車信號(hào)，則此時(shí)應(yīng)該發(fā)出制動(dòng)減速信號(hào)，使電梯開(kāi)始減速，當(dāng)上平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí)，電梯應(yīng)該抱閘停車，并自動(dòng)開(kāi)門。

圖14 電梯平面示意圖

7）電梯起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行與停車制動(dòng)環(huán)節(jié)

只有當(dāng)電梯的運(yùn)行方向確定了，即上行或下行，并確保電梯門已經(jīng)關(guān)好了，才可以開(kāi)始起動(dòng)電梯，進(jìn)入起動(dòng)加速環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)延時(shí)后短接阻抗，從而達(dá)到額定速度進(jìn)入穩(wěn)速運(yùn)行的階段。

因此，電梯運(yùn)行前應(yīng)先確定下上下行接觸器的接通與斷開(kāi)情況，從而使電梯實(shí)現(xiàn)上下行或停車，所以要先設(shè)計(jì)好上下行接觸器的程序。當(dāng)產(chǎn)生制動(dòng)信號(hào)后，停層輔助繼電器就會(huì)得電，主要是利用停層輔助繼電器來(lái)計(jì)算停層時(shí)間（包含制動(dòng)時(shí)間），當(dāng)定時(shí)結(jié)束時(shí)，停層輔助繼電器也會(huì)失電，所以停層輔助繼電器保證了電梯在制動(dòng)開(kāi)始到平層后自動(dòng)關(guān)門這段時(shí)間里，使電梯在上（下）行時(shí)，下（上）平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板，上（下）行接觸器KM1（KM2）會(huì)斷開(kāi)，從而使電梯抱閘停車，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門的功能。同時(shí)，當(dāng)定時(shí)結(jié)束時(shí)，電梯會(huì)自動(dòng)關(guān)門，常閉停層輔助觸點(diǎn)也會(huì)閉合，如果此時(shí)確保門已關(guān)上，則上行接觸器KM1或下行接觸器KM2將接通，使電梯實(shí)現(xiàn)繼續(xù)上行或下行的動(dòng)作。在檢修的狀態(tài)下，可以直接通過(guò)轎廂內(nèi)的上下行起動(dòng)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的上下行功能。但是為了防止電梯超過(guò)頂層平層后能停止向上運(yùn)行，應(yīng)設(shè)置個(gè)上行限位，將其常閉觸點(diǎn)接入上下行的控制程序中，從而確保了電梯行駛的安全性，類似地，為了防止電梯超過(guò)底層平層后能停止向下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)設(shè)置個(gè)下行限位。

8）報(bào)警系統(tǒng)

根據(jù)電梯的實(shí)際運(yùn)行能力，預(yù)先設(shè)置電梯的額定載重量，利用重力傳感器來(lái)判斷是否超載。當(dāng)超過(guò)額定載重量時(shí)，重力傳感器的模擬開(kāi)關(guān)就會(huì)閉合，從而使超載報(bào)警燈點(diǎn)亮，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3 程序調(diào)試

本文研究的是七層電梯的PLC控制系統(tǒng)，將上面 2.2各部分的梯形圖拼在一起就可以得到電梯PLC控制系統(tǒng)的梯形圖總圖，其中PLC采用的是歐姆龍的CP1H系列，由于實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)臺(tái)輸入輸出口有限，所以我主要是利用CX-Simulator仿真軟件，先在此軟件設(shè)置好要仿真的PLC型號(hào)即CP1H，然后連接運(yùn)行，再打開(kāi)CX-Programmer軟件，把畫好的梯形圖載進(jìn)去，選好PLC型號(hào)為CP1H，最后只要點(diǎn)擊在線模擬即可，若想要哪個(gè)開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)，可以直接右擊此開(kāi)關(guān)設(shè)置其為 on或 off，然后就可以觀察到哪條線路通了，哪個(gè)繼電器得電之類的。

下面將介紹兩種代表性的呼梯情況，進(jìn)而驗(yàn)證出電梯的運(yùn)行情況是符合設(shè)計(jì)要求的：

1）順向截梯，反向不停：電梯在二樓，若廳外同時(shí)有三樓下呼和四樓上呼信號(hào)，則電梯從二樓上行時(shí)，不會(huì)在三樓停下，應(yīng)該在四樓停下。其程序仿真情況如下：

電梯在二樓，則二樓感應(yīng)器會(huì)閉合，使在二樓輔助繼電器得電，從而使樓層顯示為 2，在廳外按下三樓下呼按鈕和四樓上呼按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈也會(huì)亮，從而確定了電梯為上行，即按下三樓下呼和四樓上呼按鈕后，定上行輔助繼電器得電，電梯顯示上行，在門確保關(guān)上的情況下，上行接觸器KM1會(huì)閉合，并由KM3和KM5實(shí)現(xiàn)起動(dòng)加速，從而實(shí)現(xiàn)電梯的上行動(dòng)作，同時(shí)四樓停車觸發(fā)繼電器得電，而三樓停車觸發(fā)繼電器只有在下行的時(shí)候才會(huì)得電，當(dāng)電梯上行到四樓時(shí)，停層信號(hào)繼電器得電，當(dāng)上平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí)，制動(dòng)信號(hào)繼電器得電，開(kāi)始進(jìn)入制動(dòng)減速階段，當(dāng)下平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí)，電梯將抱閘停車，然后自動(dòng)停層開(kāi)門，最終實(shí)現(xiàn)在四樓停車，響應(yīng)四樓上呼的信號(hào)，經(jīng)延時(shí)后，電梯會(huì)自動(dòng)關(guān)門，常閉停層輔助觸點(diǎn)會(huì)接通，使電梯繼續(xù)實(shí)現(xiàn)上行或下行。類似的當(dāng)電梯下行時(shí)，才會(huì)響應(yīng)三樓下呼的信號(hào)。

2）電梯在一樓，若廳外同時(shí)有三樓下呼信號(hào)和五樓下呼信號(hào)，則電梯應(yīng)該先到五樓，再下行到三樓。其程序仿真情況如下：

電梯在一樓，樓層顯示就會(huì)顯示 1，當(dāng)按下三樓下呼信號(hào)和五樓下呼信號(hào)時(shí)，電梯定上行輔助繼電器將得電，在門確保關(guān)上的情況下，上行接觸器KM1會(huì)閉合，并由KM3和KM5實(shí)現(xiàn)起動(dòng)加速，從而實(shí)現(xiàn)電梯上行的情況，當(dāng)電梯到達(dá)三樓時(shí)，三樓感應(yīng)器使在三樓輔助繼電器得電，但是還有五樓下呼信號(hào)，使電梯定上行輔助繼電器還是處于得電狀態(tài)，所以在三樓電梯不會(huì)停車，當(dāng)電梯到達(dá)五樓時(shí)，五樓感應(yīng)器使定上行輔助繼電器失電，由于三樓下呼信號(hào)還在，所以定下行輔助繼電器會(huì)得電，使電梯定下行，接著五樓停車觸發(fā)繼電器會(huì)得電，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生五樓停車觸發(fā)信號(hào)，使停層信號(hào)繼電器得電，當(dāng)上平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí)，制動(dòng)信號(hào)繼電器得電，停層輔助繼電器也得電，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，停層時(shí)間（包含了制動(dòng)時(shí)間）定時(shí)器TIM000得電，使電梯進(jìn)入制動(dòng)減速階段，通過(guò)三級(jí)的制動(dòng)減速，使電梯停車更舒適，當(dāng)下平層感應(yīng)器插入隔磁鐵板時(shí)，電梯將抱閘停車，然后自動(dòng)開(kāi)門，實(shí)現(xiàn)在五樓停車，經(jīng)過(guò)延時(shí)后，電梯會(huì)自動(dòng)關(guān)門，常閉停層輔助觸點(diǎn)會(huì)接通，使電梯繼續(xù)實(shí)現(xiàn)上行或下行。類似的當(dāng)電梯下行時(shí)，三樓的下呼信號(hào)才會(huì)響應(yīng)。

4 結(jié)論

本文主要研究了PLC應(yīng)用于電梯的控制系統(tǒng)，克服了繼電器控制的很多缺點(diǎn)。采用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)開(kāi)/關(guān)門、樓層顯示、轎內(nèi)和廳外的登記與消除、自動(dòng)定向、起動(dòng)和停車、檢修運(yùn)行與安全保護(hù)等功能，并且通過(guò)PLC來(lái)控制雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)和門電機(jī)正反轉(zhuǎn)，使電梯可以高效可靠地運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了電梯的PLC控制，達(dá)到了預(yù)想的目的，為實(shí)際的工程實(shí)踐提供了新的思路和手段。

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Analysis of Elevator Control System Design based on PLC

Huang Lijing
(Fujian College of Water Conservancy and Electric Power,Yongan,Fujian 366000)

In order to let the passengers can use more comfortable,safer,more environmentally friendly elevator,the study of the elevator is very necessary.PLC control overcomes many disadvantages of relay control,it has easy programming,good flexibility,good extension performance,strong anti-interference ability,etc.This paper studies the seven layers of elevator's PLC control system,the main idea is the use of PLC logical switch control function,through the PLC to control the elevator doors and floor display,car inside and outside the hall call registration with elimination,directional,overload alarm and start acceleration and braking parking module.These all need to through the analysis of the performance requirements of the elevator to determine the input and output,then choose the appropriate models of PLC，and distribute the I/O port,as the earlier describe about module function can draw the corresponding ladder diagram.Finally,debugging and simulation of the procedures involved.achieved the purpose of controlling an elevator system based on PLC.

PLC;elevator;control system;hardware design;software design;debugging

黃麗晶（1987-），女，福建仙游人，漢族，教師，主要從事電氣自動(dòng)化類專業(yè)的教學(xué)與研究工作。