四层电梯教学模型ＰＬＣ控制系统的设计

摘要：本文针对PLC及电梯教学的需要，介绍了由PLC控制的自我设计的四层电梯模型的构成、设计要求、编程方法及程序等。对电梯模型采用PLC控制系统的设计进行了描述，并通过实际教学的应用，积累了宝贵的经验，在教学方面具有较好的实用价值。

关键词：电梯模型 PLC控制 程序设计

0 引言

随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定、可靠性高等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器（PLC）来实现。

1 四层电梯模型

结合教学的需要，我们研发设计了四层电梯模型，该电梯模型基本上反映了电梯的结构和使用功能，效果直观，可操作性好；选用功能较强的PLC作为控制单元，符合我国当前中低速电梯控制系统的实际情况。同时，该模型为电梯技术教学提供了较理想的实验平台，使用者可以直观地验证其程序编辑的正确性，便于理解电梯控制的逻辑关系。

2 可编程序控制器（PLC）

可编程序控制器为（Programmable Logic Controller，简称PLC），是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有可靠性高、适应面广、抗干扰能力强、编程方便、对环境要求低、与其他装置配置连接方便等特点。在工业自动化控制系统中占有极其重要的地位。

3 四层电梯模型PLC控制系统的设计

3.1 设计目的 ①实现电梯运行的自动控制；②制作、完善教学教具；③加强教师教学教研水平；④更好的为教学服务。

3.2 设计要求

3.2.1 电梯上行设计要求：①当电梯停于1f或2f，3f呼叫时，则上行，到3f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；②当电梯停于1f，2f呼叫，则上行，到2f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；③当电梯停于1f，2f，3f同时呼叫，电梯上行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到3f行程开关控制停止；④当电梯停于1f，3f，4f同时呼叫时，电梯上行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑤当电梯停于1f，2f，4f同时呼叫时，电梯上行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑥当电梯停于1f，2f，3f，4f同时呼叫时，电梯上行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑦电梯停于2f，3f和4f同时呼叫，电梯上行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续上行到4f行程开关控制停止；⑧当电梯停于1f或2f或3f时，4f呼叫，则上行到4f行程开关控制后停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭。

3.2.2 电梯下行设计要求 ①当电梯停于4f或2f，3f呼叫时，则下行，到2f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；②当电梯停于4f，3f呼叫，则下行，到3f的行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭；③当电梯停于4f，2f，3f同时呼叫，电梯下行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到2f行程开关控制停止；④当电梯停于4f，3f，1f同时呼叫时，电梯下行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到1f行程开关控制停止；⑤当电梯停于4f，2f，1f同时呼叫时，电梯下行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到1f行程开关控制停止；⑥当电梯停于4f，3f，2f，1f同时呼叫时，电梯下行到3f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到2f，行程开关控制停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭，继续下行到1f行程开关控制停止；⑦当电梯停于4f或3f或2f时，1f呼叫，则下行到1f后停止，同时，轿厢门与厅门打开，3秒后，轿厢门与厅门关闭。

3.2.3 电梯呼叫、上行或下行均需信号指示。

3.2.4 在电梯运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信号均不响应；如果某反向呼梯信号前方再无共它呼梯信号，则电梯响应该呼梯信号。

3.2.5 电梯具有最远反向呼梯响应功能。

4 结束语

我们设计的四层电梯模型，基本上反映了电梯的结构和使用功能，效果直观，可操作性好；在该模型上采用了PLC控制，基本上可应用于真实电梯中，因而在电梯工程实践中，可基本脱离现场环境，事先编制出符合要求的控制软件，以达到提高实际调试的成功率，运行在不同的方式下，实现诸多操纵方式的模拟，克服了教学模型功能单一，仅以演示为目的的局限性，为教学和科研提供了较理想的实验平台，具有实用和推广价值。

参考文献：

[1]郭金玉，陈国呈.多微机控制的中/高速VVVF电梯[J]电子技术应用. 2000.(02).

[2]崔纳新，王平，张庆范.变频调速器在电梯改造中的应用[J]电气传动自动化.2000.(02).