摘 要：本文介绍了四层电梯plc控制系统的基本结构，控制原理和实现方法，并进行了总结，供同行参考借鉴。
关键词：电梯模型,控制系统
随着城市的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在人民的生活中有着广泛的应用，做为高层建筑物垂直运行的交通工具与人民的生活密不可分。电梯实际上是根据外部呼叫和自身规律运行的，是人机交换式的控制系统。单纯用顺序控制或者逻辑控制是不可以满足控制要求的。
传统的电梯电气控制系统是一种继电器控制系统，具有电路复杂，故障高和可靠性差等特点，大大影响了电梯的运行质量;PLC是集成计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，由可编程控制器(PLC)实现信号采集与控制已经成为目前应用最广泛的电梯控制方案。
1 总体设计要求
本文以一个四层电梯模型PLC控制系统为例，分为有司机、无司机、消防三种工作模式实施控制。主要具备以下功能：
1.1 自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。
1.2 自动响应轿厢服务指令信号。
1.3 自动完成轿厢层楼位置显示(二进制方式)。
1.4 自动显示电梯的运行方向。
1.5 具有电梯直达功能和反向最远停站功能。
2 硬件设计
2.1 电力驱动系统
电力驱动系统主要包括：电梯轿厢，牵引电动机，制动机构和相关的开关电路。
2.2 信号系统
电梯的控制信号大多是由PLC实现的。输入信号有：运行模式信号，操作控制信号，轿厢指令信号，厅门呼梯信号等。电梯系统的所有控制功能都是由PLC程序完成的。图1中显示了电梯的PLC控制系统框图。
3 软件设计
3.1 I/O端口分配
由于呼叫时间、呼叫地点、乘客目的地的随机性质，电梯控制系统是一个典型的实时、随机逻辑控制系统。本文采用集选控制方法与西门子PLCs7-200及其扩展模块。I/O端口分配具体为：一层上召唤(I0.0)、二层下召唤(I0.1)、二层上召唤(I0.2)、三层下召唤(I0.3)、三层上召唤(I0.4)、四层下召唤(I0.5)、一层行程开关(I0.6)、二层行程开关(I0.7)、三层行程开关(I1.0)、四层行程开关(I1.1)、上行继电器(Q0.0)、下行继电器(Q0.1)、一层显示(Q0.2)、二层显示(Q0.3)、一层指令(I1.2)、二层指令(I1.3)、三层指令(I1.4)、四层指令(I1.5)、向上行驶(I1.6)、向下行驶(I1.7)、有司机模式(I2.0)、无司机模式(I2.1)、直驶专用开关(I2.2)、置消防开关(I2.3)、三层显示(Q0.4)、四层显示(Q0.5)、开门显示(Q0.6)、关门显示(Q0.7)。
关于软件的设计，我们采用模块化的方法来写梯形图程序。模块之间的信息传输则依靠PLC的中间寄存器来实现。
整个程序主要由电梯位置显示模块，厅外层楼选择模块，轿厢层楼选择模块组成。
3.2 呼叫信号的传送
本次设计的呼叫信号的传送与寄存采用字传送指令来实现。当EN有输入信号时，IN端口的数字就会传送到OUT端口并寄存与VW0中。在层楼显示、厅外呼叫和轿厢内呼叫该指令相同。
3.3 比较指令
本文设计中的比较指令分别表示为整数大于、整数小于和整数等于指令。整数大于指令：当VW4大于VW0时接通;整数小于指令：VW4小于VW0时接通;正整数指令：当VW4等于VW0时接通。
VW0寄存的是来自厅外呼叫和轿厢内呼叫的信号，VW4寄存的层楼显示信号。通过运用VW0和VW4的比较来决定轿厢的上行或下行。
3.4 电梯位置显示模块
该模块用来显示楼层的位置，当轿厢平层时，相应的行程开关闭合，输出回路接通并实现自锁，每一层的输出都与其他的输出达成了互锁，保证了输出的单一性。
3.5 厅外层楼选择模块
电梯的运行选择是随机的，该模块用来记忆厅外各层楼的选择，当厅外某层有呼叫信号时，相应的辅助继电器吸合并实现自锁，同时同过字传送指令把相应的呼叫信号寄存于寄存器中，为与轿厢的位置信号进行比较做好准备。
下面以一层上呼叫介绍其工作情况：如图2所示，图中I0.0为一层的厅外呼叫按钮，当I0.0按下时，M0.0接通并自锁，同时通过字传送指令把数字“1”寄存于VW0中。厅外的各层呼叫没有互锁功能，从而实现了记忆各种呼叫信号。
3.6 轿厢层楼选择模块
该模块用来记忆轿厢各层的选择，当轿厢内有呼叫信号时，相应的辅助继电器吸合并实现自锁，同时通过字传送指令把相应的呼叫信号寄存于寄存器中，为与轿厢的位置信号进行比较做好准备。
4 操作与总结
4.1 系统工作无司机工作模式：按下无司机工作模式按键，电梯工作于无司机工作模式，此时电梯自动记忆轿厢内或厅外的各种呼叫。电梯上行与下行形成互锁，即电梯上行或下行时对相反方向的呼叫不作出回应，只是对呼叫的信号进行记忆，当轿厢到达指定位置时自动开门，开门指示灯亮延时3s后关门，关门指示灯亮。电梯才执行相反方向的呼叫信号。
4.2 系统工作于有司机工作模式：按下有司机工作模式按键，电梯工作于有司机工作模式，此时电梯自动对厅外和轿厢内指令的呼叫进行记忆。轿厢到达指定的位置时自动开门，开门指示灯亮。待司机按下上行或下行按键时，关门指示灯亮，电梯关门并执行其他记忆的信号。
4.3 系统工作于消防工作模式：按下消防工作模式按键，电梯工作于消防工作模式。此时电梯只能执行直驶功能，厅外的呼叫信号无效，轿厢到达指定位置时自动开门。
本文完成了对四层电梯模型控制系统的设计，该系统使用西门子s7-200plc系列设计完成，具有三种工作模式：有司机、无司机、消防工作模式，可根据不同模式执行不同的运行状态，电梯的运行方向及电梯所在层楼位置显示采用发光二极管进行显示。结果表明，经过PLC技术改进的该电梯模型的电气控制系统运行可靠，维护方便。
5 结束语
电梯控制系统对于每一个电梯的平稳安全是至关重要的，传统的电梯电气控制系统是一种继电器控制系统，具有电路复杂，故障高和可靠性差等特点，大大影响了电梯的运行质量。而PLC控制可靠性高，设计方便灵活，运行稳定，本文介绍了四层电梯plc控制系统的基本结构，控制原理和实现方法，结果表明，经过PLC技术改进的居民楼中继电器控制电梯的电器控制系统运行可靠，维护方便。
参考文献:
[1] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术 [M].北京:北京航空航天大学出版社,2009.
[2] 廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2010.
[3]毛臣健.可编程控制器应用技术及项目的实训[M].重庆:西南交通大学出版社,2008.
[4] 廖常初.S7—200 PLC基础教程[M].北京:机械工业出版社,2009.
