三层电梯的PLC控制系统设计与实现
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摘 要：随着社会的不断发展，楼房越来越高，电梯成为高层楼房的必备设备。目前电梯已从当初的手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，而这其中，PLC的作用为高层运输做出了不可磨灭的贡献。PLC具有逻辑运算、计数和定时以及数据输入输出的功能，其中主要体现在它的逻辑开关控制功能。在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制均可以用PLC实现。文中介绍了PLC的性能特点、基本结构及其工作原理，详细阐述了运用PLC实现三层电梯的层呼叫指令以及电梯的上下运行等各功能的控制方法。
中文分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）01-0050-02
0 引 言
PLC是一种专门用于工业环境设计的通用控制装置，可以完成大型而复杂的控制任务。PLC以可靠性高、通用性强、体积小、成本低而成为工业自动化的技术支柱之一，在工业自动控制领域占有十分重要的地位。本文将可编程序控制器 （PLC）应用于三层电梯进行逻辑控制，从而设计了一套完整的电梯控制系统方案，同时通过三层电梯模型实现了其基本功能，大大提高了电梯的可靠性、可维护性以及灵活性，延长了使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期。这种电梯控制系统较原有的电梯控制系统可以更容易地完成更为复杂的控制任务，其许多功能是传统的继电器控制系统所无法实现的。
1 电梯控制系统的设计要求
一般情况下，电梯控制系统的设计要求如下：
（1）电梯停在一层或二层时，按3AX（三楼下呼叫）按钮，电梯上行至三层后停止。
（2）电梯停在三层或二层时，按1AS（一楼上呼叫）按钮，电梯下行至一层后停止。
（3）电梯停在一层时，按2AS（二楼上呼叫）或2AX（二楼下呼叫）按钮，则电梯上行至二层后停止。
（4）电梯停在一层时，按2AS或2AX按钮，则电梯下行至二层后停止。
（5）电梯停在一层时，按2AS、3AX按钮，则电梯上行至二层后停止3 s，然后继续自动上行至三层后停止。
（6）电梯停在一层时，先按2AX，后按3AX按钮，则电梯上行至三层后停止3 s，然后自动下行至二层后停止。（若先按3AX、后按2AX按钮，则2AX为反向呼梯无效。）
（7）电梯停在三层时，按2AS、1AS按钮，则电梯运行至二层后停止3 s，然后继续自动下行至一层后停止。
（8）电梯停在三层时，先按2AS，后按1AS按钮，则电梯下行至一层后停止3 s，然后自动上行至二层后停止。（若先按1AS、后按2AS按钮，则2AS为反向呼梯无效。）
（9）轿厢内选按钮（SB1、SB2、SB3）的逻辑运行要求与各层呼梯按钮一致。
（10）电梯上行途中，下降呼梯无效；电梯下行途中，上行呼梯无效。
（11）轿厢的上行、下行以及楼层呼梯的状态均用指示灯显示。
（12）按下电梯紧急报警按钮（SB4），紧急报警灯闪烁，其他功能选择均无效。报警信号需断电后复位。
2 电梯控制系统的实现
本文给出的电梯控制系统外部接线图如图1所示。其中的电路I/O分配表如表1所列。图2所示则是其电梯控制系统梯形图。
3 三层电梯控制系统的调试及运行
3.1 控制系统的调试
电梯控制系统的调试目的主要是通过实验调试，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控制系统的功能。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，对整个设计中所需要的知识的理解更深刻。电梯控制系统所要调试的具体设备如表2所列。
其所需调试的操作步骤如下：
（1）检查实验设备中器材和调试程序。
（2）按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
（3）用编程软件将自己编写的控制程序打开，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误。用PC/PPI通信编程电缆连接计算机串口与PLC通信口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中。下载完毕后，在编程软件中将PLC的“RUN/STOP”开关选至“RUN”状态，并对程序状态进行监控。
（4）将行程开关1LS拨到ON，2LS、3LS拨到OFF，表示电梯停在底层。
（5）对照设计的控制要求，按下对应的楼层选择或楼层呼梯按钮。
（6）拨动对应的楼层行程开关，模拟电梯运行的过程，观察各指示灯的亮灭现象是否符合逻辑。
（7）重复步骤（5）、（6）反复运行程序，不断地修改，最终使控制系统按照控制要求运行。
3.2 控制系统的运行
经过反复的调试，编写的控制程序已经能够使控制系统完成设计要求。为了进一步检验控制系统中各部分的运行状态有无异常，同时增加对三层电梯控制系统的功能的了解，进行了一次模拟电梯运行的操作，将各种情况分别进行了呼叫模拟实验，输出状态均无异常。电梯控制系统运行成功。
现列举如下呼叫的情况来表现系统运行的过程：
系统上电后，将行程开关1LS拨到ON，2LS、3LS拨到OFF表明电梯停在一层等待指示。
按下三层向下呼叫按钮3AX，则三层呼梯指示灯L3亮，上行指示灯L4亮，电梯上行，离开一层（1LS拨到OFF），经过二层（2LS拨到ON然后再拨到OFF），没有停止，继续上升，到达三层（3LS拨到ON），此时到站提示音响，其他灯均灭，表示电梯到站停在三层。
此时按下二层向上呼叫2AS和一层向上呼叫1AS按钮，一、二楼呼梯指示灯L1、L2亮、下行指示灯L5亮，电梯下行，电梯离开三层，经过二层时无变化，继续下行，到达一层时，到站提示音响，一层呼梯指示灯L1灭，电梯停止运行，停止3 s后，L4亮，电梯上行，离开一层到达二层（1LS拨到OFF、2LS拨到ON），此时到站提示音响，其他灯灭，表示电梯到站停在二层。
按下紧急报警按钮SB4，紧急报警指示灯L6灯闪烁，此时所有呼叫按钮无效，系统下电重新启动后报警解除。
4 结 语
本设计可以达到设计的目的和要求，通过合理的软硬件设计，运用PLC实现了三层电梯控制系统的基本功能。如电梯的运行方向、到层指示均以指示灯显示，并且设置了到站音乐提示和紧急报警功能。通过实验调试，模拟实现了电梯控制系统的运行状态。
参 考 文 献
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