PLC控制电梯

PLC控制电梯

盛海龙

（河西学院工科部，甘肃 张掖 734000）

摘 要：PLC（即可编程控制器）是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程．

关键词：PLC；电梯；自动控制

中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1672－0520（2006）05－0037－04

1 前言

早期的电梯控制装置由继电器、接触器控制逻辑电路组成，存在功能弱、故障多、寿命短等缺点．目前，已经广泛采用可编程序控制器来控制电梯，其性能有很大改善．在硬件上，PLC对元器件、电源、输入输出接口、结构设计等采取了严格措施；在软件上，采用循环扫描、程序语法检查、故障检测与诊断及出错报警、保护数据、封锁输出及自动恢复等措施，使PLC的平均无故障时间达到了10万小时以上，非常适合电梯的实际应用环境．2 PLC的简介

可编程控制器（Programmable Logical Controller）简称为PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件．日本电气控制学会曾对可编程控制器作了一个定义：可编程控制器是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算术运算等控制程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置．

PLC是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的，作为一种特殊形式的计算机控制装置，它在系统结构，硬件组成，软件结构以及I/O通道，用户界面诸多方面都有其特殊性．为了和工业控制相适应，PLC沿袭了继电器控制原理，结合CPU扫描用户程序的高速度，采用循环扫描的工作方式，对整个程序进行一遍又一遍的扫描，直到停机为止．3 PLC控制电梯的设计3.1 总体设计

此次设计为一部六层电梯的控制，其主要装置有：上、下行运行电动机，开门关门电动机，电梯楼层显示数码管，内外呼叫开门关门按钮，内外呼叫指示灯及上下运行指示灯等诸多器件．主要功能有：厢内楼层呼叫，厢外上下呼叫，厢内楼层呼叫指示，厢外上下呼叫指示，电梯上下运行指示，电梯楼层数显示，轿厢自动上行，轿厢自动下行，到层自动开门，延时自动关门，手动开门，手动关门等诸多功能，要求优化使任何呼叫都在最短的时间内响应．

控制系统采用以PLC为中心控制，控制过程主要分三步：1、接收来自电梯的内外呼叫信号、层位检测信号、极限限位信号、开门门限信号等开关量传送到PLC的输入端；2、利用PLC程序进行逻辑分析及处理；3、PLC输出控制电机转动及指示灯和数码管的显示．

使用流程如下：1、打开电梯模型和PLC电源；2、在任一楼层选择外选上行按钮或外选下行按钮；3、按关门按钮；4、任选择一内选楼层按钮．

这样可实现自动关门,手动关门,轿厢自动上行或下行,按照楼层选择到目的层后自动关门,延时自动关门等各种功能．3.2 控制系统设计3.2.1 电路控制系统

电路控制系统有显示电路、光耦开关电路、电源电路、各按钮开关电路、电动机正反转电路、各按钮指示电路等六部分组成．

———————————————收稿日期：2006-03-03

作者简介：盛海龙（1975—），男，甘肃高台人，助理实验师，主要从事电气工程自动化研究．

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盛海龙：PLC控制电梯

3.2.2 PLC输入输出系统

PLC输入系统主要有内选、外选、开门、关门按钮，到层限位光耦开关，上限、下限行程开关等控制输入装置．输出系统主要有牵引电动机正反转，开门电动机正反转，各种输出指示灯，显示器等输出装置．当把正确的程序输入PLC后，只要按照I/O分配表对应PLC接口插座表把PLC输入、输出端口与电梯模型的借口插座对应相连接，PLC即可控制电梯的正常工作．3.2.3 PLC控制系统

PLC可编程控制器是电梯的控制中心，一切数据经过采样输入到控制器，经过程序分析然后发出各种工作指令．程序设计流程为：1、按功能列出I/O分配表；2、画出梯形图；3、分析程序；4、按梯形图写出程序语句；5、按照语句表输入程序；6、调试修改程序．3.3.3.1 PLC I/O分配表

输 入

输入信号口作用

按钮/限位信号一层平层信号二层平层信号

平层信号

三层平层信号四层平层信号五层平层信号六层平层信号

开门限位关门限位

开门限位信号关门限位信号一层内选按钮二层内选按钮

内选按钮

三层内选按钮四层内选按钮五层内选按钮六层内选按钮

输 出

输出信号口作用

上升下降开门关门上升指示下降指示开门指示关门指示

到位信号上升信号下降信号开门信号关门信号上升指示信号下降指示信号开门指示信号关门指示信号一层内选指示二层内选指示

内选指示

三层内选指示四层内选指示五层内选指示六层内选指示

PLC口05010502050305000613061405040505050605070508050905100511

楼层显示编码外选指示输出信号口作用

到位信号一层外选指示二层上外选指示二层下外选指示三层上外选指示三层下外选指示四层上外选指示四层下外选指示五层上外选指示五层下外选指示六层外选指示

ABC

PLC口0600060106020603060406050606060706080609061006110612

PLC口00000001000200030004000500120013000600070008000900100011

上升限位下降限位外选按钮输入信号口作用

内选按钮

按钮/限位信号开门内选按钮关门内选按钮一层外选按钮二层上外选按钮二层下外选按钮三层上外选按钮三层下外选按钮四层上外选按钮四层下外选按钮五层上外选按钮五层下外选按钮六层外选按钮上升顶层限位下降底层限位

PLC口00140015010001010102010301040105010601070108010901100111

3.2.3.2 PLC程序分析

由于程序较长，I/O接口和内部辅助继电器较多，把程序按照电梯的运行过程，分成上升、下降、开门和关门共四个部分来分析．以下OMRON系列P型PLC为例．

上升：轿厢上升有两种情况，一种是有人在高于轿厢所在层的地方呼电梯；另一种是人在轿厢内部要往上走．当然，还得考虑一些实际问题．比如，当轿厢门还没关好或者说刚要开门的时候，轿厢是无法上升的．首先，为了判断呼电梯的

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河西学院学报 2006年第5期

地方是在比轿厢高的楼层还低的楼层，必须得先定层．设1-6层分别为HR000-HR005程序如图1所示．其次，为判断是否有人呼电梯或者说要去哪层，必须得先了解按钮指示程序（程序图略）．

图1

图2所示的上升程序，根据I/O分配可知：0507-0511分别是2-6层楼的内选应答；0601-0609分别是2-6层楼的外呼应答，也就是说，若轿厢在一楼则其中任何一个按钮按下去电梯都将上升．若轿厢在二楼，则HR001断开，这样按二楼的内选外呼按钮电梯将不上升，若在三楼，则HR002断开，这样按二楼、三楼内选外呼按钮都没用，若电梯在四楼、五楼或六楼则依次类推．

图2

下降：下降也有两种情况，一种是有人在低于轿厢所在层的地方呼电梯；另一种是人在轿厢里面要往下行．在下行之前也得像上升一样考虑到一些实际问题．如在门没有关好或者说正要开门时电梯是不会下降的．根据I/O分配表可知：0506-0510分别是1-5楼的外呼应答，也就是说，若轿厢在六楼则其中任何一个按钮按下去电梯都将下降．若轿厢在五楼，则HR004断开，这样按五楼的内选外呼按钮电梯将不下降，若在四楼，则HR003断开，这样按五楼、四楼的内选外呼按钮都没用，若电梯在三楼、二楼或一楼时则以此类推．

开门：开门主要有以下四种情况．

①本层呼电梯开门．人在轿厢所在的层，用外选按钮进行呼电梯，比如说轿厢在三楼，那么如果有人要到三楼去乘电梯，不管他是要上行还是下走，只要他按外选按钮，门就会自动带开，图3所示本层呼电梯程序．

图3

由I/O分配可知：0100-0109是1-6楼的外选按钮，而内部辅助继电器HR000-HR005分别表示1-6楼，0501是上升继电器，0502是下降继电器，0503是开门继电器．由程序图可知：只要上升、下降或开门继电器有一个得电对本层说是

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盛海龙：PLC控制电梯

起不到作用的．当三个继电器都没得电时，若轿厢在一楼（即HR000闭合），则按下0100本层继电器1804得电，若轿厢在二楼（即HR001闭合），则按下0101或0102本层继电器1804得电，在三楼、四楼、五楼或者六楼时都一样．

②到层开门．轿厢到达乘客所要到达的地方或者说到达呼电梯的地方，门会自动打开．这就是到层开门．图4所示为到层（即判停）程序．

图4

由I/O分配可知：0506-0511是内选指示，0600-0609是外呼按钮，HR000-HR005是1-6楼，1802和1803分别是上行定向和下行定向．内选判停：比如说，有人要去3楼，则0508得电吸合，当轿厢没有到3楼之前1806不得电，当轿厢到达3楼之后，HR002得电吸合则内部辅助继电器1806得电，起到内选判停作用．外呼和内选基本一样．

③按开门按钮开门．按一下开门按钮，门自动带开，设计较为简单．

④上电复位开门．在电梯刚刚上电的瞬间，门会自动打开，由内部专用继电器1815来完成．图5所示开门程序．

图5

在图5中时间继电器TIM00的作用是：若三秒后门还没完全关好，则自动停止（如门被什么东西卡住了或者出了什么故障，则TIM00就让他停止开门）．

关门：主要有两种情况．①按关门按钮关门；

②6秒钟后还没人去使用，则自动关门．图6所示的关门程序．

图6

其中TIM01的作用跟TIM00差不多，如果在四秒后还没把门关好则自动停止关门．TIM02的作用是六秒钟后还没人去使用，则自动关门．

参考文献：

[1]方承远．工厂电气控制技术（第二版）[M]．北京：机械工业出版社，2000．10．

[2]张进秋，陈永利，张中民．可编程控制器原理及实用实例[M]．北京：机械工业出版社，2004．[3]张汉杰．现代电梯控制技术[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001．2．[4]宣昊．PLC与电梯控制理论[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2003．4．

［责任编辑 周玉云］

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