plc控制电梯

目录

1.引言-----------------------------------------------------------------------1 2．电梯的工作原理------------------------------------------------------2 3．电梯的组成------------------------------------------------------------2

（1）硬件部分------------------------------------------------------------------2

3.1外部--------------------------------------------------------------------------2 3.2内部--------------------------------------------------------------------------2 3.3电梯硬件组成实物图--------------------------------------------------------3 3.4电梯控制系统硬件结构框图------------------------------------------------3

（2）软件部分-----------------------------------------------------------------3

3.5 S7-200系列小型PLC-------------------------------------------------------3 3.6 软件程序流程图------------------------------------------------------------4

4．电梯的主要参数---------------------------------------------------------5 5．电梯的示意图-------------------------------------------------------------5

5.1电梯输入输出点-----------------------------------------------------------5

6．电梯控制系统原理框---------------------------------------------------6 7．电梯的工作状态----------------------------------------------------------7

（1）正常工作状态--------------------------------------------------------------7

1

（2）强制工作状态--------------------------------------------------------------7

8．PLC对电梯控制的梯形图---------------------------------------------8 9．附录------------------------------------------------------------------------14 10．总结-----------------------------------------------------------------------23 PLC控制电梯运行操作实验台：

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一、引言：

人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前2600年，古埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统的基本原理至今仍无变化：即一个平衡物下降的同时，负载平台上升。

随着科技的发展及城市中高层与小高层建筑的不断增加，一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物，俗称自动电梯。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。根据电梯使用的不同要求，电梯的驱动可采用液压驱动（19世纪中期开始采用，至今仍在低层建筑物上

3

应用）、齿轮齿条、螺杆驱动（1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机）、卷筒驱动（80年代，驱动装置有进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重）、曳引驱动（19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度）。现在电梯行业广泛应用的提升方式—曳引式提升机构。

二、电梯的工作原理：

在曳引式提升机构中，钢丝绳悬挂在曳引轮上，其一端与轿厢连接，另一端与对重装置连接。曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，从而带动电梯轿厢上升或下降。实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。由于悬挂轿厢和对重的曳引钢丝绳与曳引轮槽间有足够的摩擦力来克服任何位置上的轿厢侧和对重侧曳引钢丝绳上的拉力差，因而保证轿厢和对重随着曳引轮的正转和反转，而不断的上升和下降。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机

4

功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。 三、电梯的组成：

（1）硬件部分

1外部： 1—曳引机（绞车/电动机） 2—曳引绳（钢丝绳、补偿绳）

3—轿厢（轿门、轿厢底板） 4—对重装置（对重、对重导轨） 5—导轨（ 导靴、导轨压板 、轿厢导轨） 6—安全装置(限速器、安全钳、缓冲器)

7—井道壁 8—张紧装置 9—端接装置 10—门联动装置 11—信号操纵系统 12—门厅

2内部： 1—轿箱内指令电路 2—门厅呼叫电路 3—主拖动电机电路

4—开关门电路 5—档层显示电路 6—按钮记忆灯电路 7—楼层检 8—平层检测传送器 9—PLC电路等组成。

3电梯硬件组成实物图：

5

4电梯控制系统硬件结构框图：

6

桥厢内外呼梯按钮电路 电梯其他输入信脉冲计数电路 P L C控 制 器 楼层显示电路 （7段数码管） 桥厢开关门电路 呼梯按钮记忆等电路（发光二极管） 变频器 光电编码拽引电机（拖动电机上下运行）

（2）软件部分 S7-200系列小型PLC

电梯的工作环境在S7-200系列小型PLC，PLC的工作原理是集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。PLC接受来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动电梯等信号。

软件流程图如图：

7

上电 等待 Y 初始化 是否门厅呼叫？N 确认本层与目标层 Y 是否换厢呼叫？ N N 目标层与本层是否同层？Y N 是否强制工作？ 电梯启动 Y 电梯选向 电梯高速运行 电梯加速 N 强制工作 楼层检测 是否完成？ Y N Y 是否目标层？ 楼层检测 电梯减速 平层检测 电梯制动 楼层是否改变？ N Y 进入7段数码管显示 开门 延时 关门 是否停止运行？ Y N 停止 电 梯 控制主 程序 流程图 信号保持 楼层显示程序流程图

四、电梯的主参数：

8

主参数指额定载荷和额定速度

额定载荷Q(kg)是制造电梯所依据的载荷或卖方保证正常运行的载荷。

额定速度v(m/s)是制造电梯所依据的并由卖方保证正常运动的轿厢速度。

五、电梯的示意图：

三相整流 三相逆变 电流反馈 I1.4 Q0.6 M 滑 轮 I1.5 Q0.7 I1.6 Q1.0 I1.7 Q1.1 I2.0 Q1.2 I2.1 Q1.3 内：按钮 指示灯 驱动电路 PG 桥厢 内招外招 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 PWM DSP控制回路 速度反馈 平衡速度指令 发生装置 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 外：按钮 指示灯 电梯输入输出点：

I00 I0.0 一层上楼按钮 I20 I2.0 开门（梯内） I01 I0.1 二层上楼按钮 I21 I2.1 关门（梯内）

I02 I0.2 二层下楼按钮 Q00 Q0.0 一层上楼按钮指示灯 I03 I0.3 三层上楼按钮 Q01 Q0.1 二层上楼按钮指示灯 I04 I0.4 三层下楼按钮 Q02 Q0.2 二层下楼按钮指示灯 I05 I0.5 四层下楼按钮 Q03 Q0.3 三层上楼按钮指示灯 I06 I0.6 一层行程开关 Q04 Q0.4 三层下楼按钮指示灯 I07 I0.7 二层行程开关 Q05 Q0.5 四层下楼按钮指示灯 I10 I1.0 三层行程开关 Q06 Q0.6 一层按钮指示灯（梯内） I11 I1.1 四层行程开关 Q07 Q0.7 二层按钮指示灯（梯内） I12 I1.2 电梯门开状态 Q10 Q1.0 三层按钮指示灯（梯内） I13 I1.3 电梯门关状态 Q11 Q1.1 四层按钮指示灯（梯内） I14 I1.4 一层按钮（梯内） Q12 Q1.2 电梯开门 I15 I1.5 二层按钮（梯内） Q13 Q1.3 电梯关门 I16 I1.6 三层按钮（梯内） Q14 Q1.4 电梯上行 I17 I1.7 四层按钮（梯内） Q15 Q1.5 电梯下行 SM01 SM0.1

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TIM37 T37 TIM38 T38 TIM39 T39 TIM40 T40 TIM41 T41

六、电梯控制系统原理框图

主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传器及PLC电路等组成的。

平层感应器 平层 拖动 减速 减速点信号 起动 定向平层 楼层信号 位置信号 轿内指令、门厅召唤 档层

七、电梯的工作状态

1.正常工作状态：

（1）电梯在检测到门厅或轿箱的呼叫信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信

号比较，通过选向模块进行运行选向。

（2）电梯通过拖动调速模块驱动直流电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度要经

过低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至减速点。

（3）当电梯检测到目标层楼层检测点产生的减速点信号时，电梯进入减速状

态，由中速变为低速，并以低速运行至平层点停止。

（4）平层后，经过一定延时后开门，直至碰到开关到位行程开关；再经过一

定延时后关门，直到碰到关门到位行程开关。电梯控制系统始终实时显示轿箱所在楼层。

2．强制工作状态：

当电梯的初始位置需要调整或电梯需要检修时，应设置一种状态使电梯处于该状态时不响应正常的呼叫，并能移动到导轨上、下行极限点间的任意位置。控制台上的消防/检修按钮按下后，使电梯立刻停止原来的运行，然后按下强迫上行（下行）按钮，电梯上行（下行）；一旦放开该按钮，电梯立刻停止，当处理完毕时可用恢复正常工作按钮来使电梯跳出强制工作状态。

八、PLC对电梯控制的梯形图：

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九、附录：

ORGANIZATION_BLOCK MAIN:OB1 TITLE=电梯程序梯形图 BEGIN

Network 1

// 初始化阶段 LDN I0.7 LD SM0.1 ON M15.1 O M15.0 ALD

AN I0.6 AN M15.0 A M31.7 = M17.0 = M15.0 Network 2 // // 一楼上行 LDN M19.0 LD I0.0 AN M18.0 O M16.0 AN M18.1 AN I0.6 AN M17.0 AN M15.0 AN M19.1 = M16.0 AN M18.2 Network 3 AN M17.2 = M17.4 // 二层上行指示灯 LDN M16.0 AN M17.1 AN M16.1 AN M17.2 = M17.3 Network 4 // 二层上行指示灯(楼外） LD I0.1 O M17.0 LDN I0.7 ON M17.3 ALD

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二层下行指示灯

Network 5 Network 6 Network 10

// 二层下行指示灯（楼外） // 二层下行指示灯（楼外） LD I0.2 LD I0.4 O M17.1 O M18.1 LDN I0.7 LDN I1.0 ON M17.4 ON M18.4 ALD ALD

LDN I0.7 LDN I1.0 ON M15.2 ON M15.2 ALD ALD

AN M15.0 AN M15.0 = M17.1 = M18.1 Network 7 Network 11 // 三层上行指示灯 // LDN M16.0 LD I0.5 AN M17.0 O M19.0 AN M17.1 AN I1.1 AN M18.1 AN M15.0 AN M16.1 = M19.0 AN M17.2 Network 12 AN M18.2 // = M18.3 LD I1.4 Network 8 O M16.1 // 三层上行指示灯(楼外） AN I0.6 LD I0.3 AN M15.0 O M18.0 = M16.1 LDN I1.0 ON M18.3 // ALD LD I1.5 LDN I1.0 O M17.2 ON M15.1 AN I0.7 ALD AN M15.0 AN M15.0 = M17.2 = M18.0 Network 14 Network 9 // // 三层下行指示灯 LD I1.6 LDN M19.0 O M18.2 AN M19.1 AN I1.0 AN M18.0 AN M15.0 AN M18.2 = M18.2 = M18.4

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四楼下行

一层楼内指示灯

二层楼内指示灯

三层楼内指示灯 Network 13

Network 15 MOVB 4, MB13 // 四层楼内指示灯 Network 24 LD I1.7 // 复位 O M19.1 LD I0.6 AN I1.1 O I0.7 AN M15.0 O I1.0 = M19.1 O I1.1 Network 16 EU

// 电梯位置赋值1 = M13.0 LD I0.6 MOVB 1, MB1 // Network 17 LD M13.0 // 电梯位置赋值2 MOVB 0, MB10 LD I0.7 MOVB 0, MB11 MOVB 2, MB1 MOVB 0, MB12 Network 18 MOVB 0, MB13 // 电梯位置赋值3 LD I1.0 // MOVB 3, MB1 LDB> MB11, MB1 Network 19 = M17.5 // 电梯位置赋值4 LD I1.1 // MOVB 4, MB1 LDB< MB11, MB1 Network 20 = M17.6 // 指示灯赋值1 LD M16.0 // O M16.1 LDB> MB12, MB1 MOVB 1, MB10 = M18.5 Network 21 // 指示灯赋值2 // LD M17.0 LDB< MB12, MB1 O M17.1 = M18.6 O M17.2 MOVB 2, MB11 // Network 22 LD I1.3 // 指示灯赋值3 AN I1.2 LD M18.0 = M13.1 O M18.1 O M18.2 MOVB 3, MB12 Network 23 // 指示灯赋值4 LD M19.0 O M19.1

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清零

二层上行请求 二层下行请求 三层上行请求 三层下行请求 电梯门关保证 Network 25 Network 26 Network 27 Network 28 Network 29 Network 30

Network 31 Network 37

// 反方向指示灯－上行辅助 // 电梯上下行间隔自保持－一层上行 LD M18.1 LD M16.0 O M17.1 O M16.1 AN M17.0 ED

AN M18.0 = M23.0 AN M17.2 Network 38

AN M18.2 // 电梯上下行间隔自保持－四层下行 = M13.2 LD M19.0 Network 32 O M19.1 // 反方向指示灯－下行辅助 ED

LD M18.0 = M23.1 O M17.0 Network 39

AN M17.1 // 电梯上下行间隔保持 AN M18.1 LD M13.4 AN M17.2 O M13.5 AN M18.2 O M13.6 = M13.3 O M13.7 Network 33 O M23.1 // 电梯上下行间隔自保持－二层上行 O M23.2 LD M17.0 AN M23.3 O M17.2 = M23.2 ED Network 40

= M13.4 电梯关门产生微分信号，切断间隔自保持，同时产生定

时作用

Network 34 LD I2.1 // 电梯上下行间隔自保持－二层下行 ED

LD M17.1 = M23.3 O M17.2 Network 41 ED LD M23.3 = M13.5 O M23.4 Network 35 AN T37

// 电梯上下行间隔自保持－三层上行 TON T37, +20 LD M18.0 = M23.4 O M18.2 ED = M13.6 Network 36 // 电梯上下行间隔自保持－三层下行 LD M18.1 O M18.2 ED

= M13.7

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Network 42 LD M17.2 // 电梯上行控制 O M17.1 LD M17.2 A M17.6 O M17.0 LD M18.2 A M17.5 O M18.1 LD M18.2 A M18.6 O M18.0 OLD

A M18.5 LD M16.0 OLD O M16.1 LD M19.0 OLD

O M19.1 LDN M23.2 OLD O M7.0 LDN M23.2 ALD

O M7.0 LD M18.0 ALD A M18.6 LD M17.1 LD M17.0 A M17.5 A M17.6 LD M18.1 OLD

A M18.5 LDN M23.2 OLD O M7.0 LDN M23.2 ALD

O M7.0 A M13.3 ALD OLD

A M13.2 A M13.1 OLD AN I0.6 A M13.1 AN M15.1 AN I1.1 AN M15.0 AN M15.2 = M15.2 AN M15.0 Network 46

= M15.1 // 电梯下行下降沿微分信号产生自保持 Network 43 LD M15.2 // 电梯上行下降沿微分信号产生自保持 AN M15.0 LD M15.1 ED

AN M15.0 = M14.2

ED = M14.1 Network 44

// 定时器到时后切开，达到缓上行信号进入系统的时间 LD M14.1 Network 47 O M23.7 // 定时器到时后切开，达到缓下行信号进入系统的时间 AN T37 LD M14.2 = M23.7 O M23.6 Network 45 AN T37 // 电梯下行控制 = M23.6

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Network 48 Network 52

// 一层开关门控制 // 二层开关门控制 LD M14.2 LD M14.2 O I0.0 O M14.1 O I2.0 O I0.1 A I0.6 O I0.2 O M26.0 O I2.0 AN I1.2 A I0.7 AN I2.1 O M27.0 AN M15.1 AN I1.2 AN M15.2 AN I2.1 AN M15.0 AN M15.1 AN M26.3 AN M15.2 = M26.0 AN M15.0 Network 49 AN M27.3 LD I1.2 = M27.0 AN I2.0 Network 53 AN I0.0 LD I1.2 EU AN I2.0 = M26.1 AN I0.1 Network 50 AN I0.2 LD M26.1 EU

O M26.2 = M27.1 LPS Network 54AN T38 LD M27.1 = M26.2 O M27.2 LPP LPS

TON T38, +30 AN T39 Network 51 = M27.2 LD T38 LPP

O I2.1 TON T39, +30 O M26.3 Network 55 AN I2.0 LD T39 AN I0.0 O I2.1 AN I1.3 O M27.3 AN M15.1 AN I2.0 AN M15.2 AN I0.1 AN M15.0 AN I0.2 AN M26.0 AN I1.3 LD M15.0 AN M15.1 AN I1.3 AN M15.2 OLD AN M15.0 = M26.3

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AN M27.0 AN I1.3 LD M15.0 AN M15.1 AN I1.3 AN M15.2 OLD AN M15.0 = M27.3 AN M28.0 Network 56 LD M15.0 // 三层开关门控制 AN I1.3 LD M14.2 OLD

O M14.1 = M28.3 O I0.3 O I0.4 // O I2.0 LD M14.1 A I1.0 O I0.5 O M28.0 O I2.0 AN I1.2 A I1.1 AN I2.1 O M29.0 AN M15.1 AN I1.2 AN M15.2 AN I2.1 AN M15.0 AN M15.1 AN M28.3 AN M15.2 = M28.0 AN M15.0 Network 57 AN M29.3 LD I1.2 = M29.0 AN I2.0 AN I0.2 LD I1.2 AN I0.3 AN I2.0 EU AN I0.5 = M28.1 EU

Network 58 = M29.1 LD M28.1 O M28.2 LD M29.1 LPS O M29.2 AN T40 LPS

= M28.2 AN T41 LPP = M29.2 TON T40, +30 LPP

Network 59 TON T41, +30 LD T40 O I2.1 LD T41 O M28.3 O I2.1 AN I2.0 O M29.3 AN I0.3 AN I2.0 AN I0.4 AN I0.5 AN I1.3 AN I1.3

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四层开关门控制 Network 60 Network 61 Network 62 Network 63

AN M15.1 LPS

AN M15.2 A T48 AN M15.0 = Q1.2 AN M29.0 LPP

LD M15.0 TON T48, 10 AN I1.3 Network 75 OLD LD M26.3 = M29.3 O M27.3 Network O M28.3 // 系统输出 O M29.3 LD M16.0 = Q1.3 = Q0.0 Network 76Network 65 LD M15.1 LD M17.0 = Q1.4 = Q0.1 Network 77Network 66 LD M15.2 LD M17.1 = Q1.5 = Q0.2 Network 67 // LD M18.0 LD I0.0 = Q0.3 O M1.1 Network 68 AN M23.0 LD M18.1 A I1.3 = Q0.4 = M1.1 Network 69 Network 79 LD M19.0 // = Q0.5 LD I0.1 Network 70 EU

LD M16.1 = M2.0 = Q0.6 Network 80 Network 71 // LD M17.2 LD I0.1 = Q0.7 O M2.1 Network 72 AN M13.4 LD M18.2 A I1.3 = Q1.0 = M2.1 Network 73 Network 81 LD M19.1 // = Q1.1 LD I0.2 Network 74 EU

LD M26.0 = M2.2 O M27.0 Network 82 O M28.0 // O M29.0 LD M2.2

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一层上楼上下行间隔保持辅助

二层上楼按钮脉冲

二层上楼上下行间隔保持辅助

二层下楼按钮脉冲

二层上楼上下行间隔保持辅助 Network 78

O M2.3 Network 86

AN M13.5 // 三层上楼上下行间隔保持辅助 A I1.3 LD M3.2 = M2.3 O M3.3 Network 83 AN M13.7 // 三层上楼按钮脉冲 A I1.3 LD I0.3 = M3.3 EU Network 87

= M3.0 // 四层下楼按钮脉冲 Network 84 LD I0.5 // 三层上楼上下行间隔保持辅助LD M3.0 = M4.2 O M3.1 AN M13.6 // A I1.3 LD M4.2 = M3.1 O M4.3 Network 85 AN M23.1 // 三层下楼按钮脉冲 A I1.3 LD I0.4 = M4.3 EU = M3.2 Network LD M1.1 O M2.1 O M2.3 O M3.1 O M3.3 O M4.3 = M7.0

END_ORGANIZATION_BLOCK

SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0 TITLE=子例行程序注释 BEGIN

Network 1 // 网络标题 // 网络注释

END_SUBROUTINE_BLOCK

INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0 TITLE=中断例行程序注释 BEGIN

Network 1 // 网络标题 // 网络注释

END_INTERRUPT_BLOCK

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四层上楼上下行间隔保持辅助 EU

Network 88

十、总结：

通过研究电梯系统控制方面的研究我学到了很多关于电梯是如何运行的知识，同时也使我认识到还有很多不足的地方。下面是我对PLC控制电梯运行的总结，既有我认识比较深的方面也有大家在以后需要注意的地方。 通过学习使我了解了电梯的发展，它是根据人们的需要不断演化而来的现代人生活中必不可少的机械电子设备。电梯的工作原理简单的说就是通过一段钢丝绳悬挂在滑轮上，一端连接载人厢，一端与对重装置连接，通过平衡的原理一端下降的同时另一端上升。我真正看到了电梯都是由那些硬件组成，也使我基本明白了这些零部件在电梯中所起到的功能与作用。通过对PLC的进一步学习使我认识到它在电梯的运行中就像人的大脑一样重要，同时也使我对梯形图有了更进一步的研究。

但是在学到了很多知识的同时也让我发现了很多不足和以后需要学习的地方。例如：硬件方面电路板中的电子器件是如何那样有逻辑的组合在一起，软件方面PLC编制的梯形图要进一步弄明白每一条语句的意思与作用。

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