电梯是现代建筑的重要设备。人们每天使用电梯。电梯的安全运行很重要。电梯的控制系统很关键。传统的电梯使用继电器控制。继电器控制系统有缺点。继电器接线复杂。继电器容易损坏。继电器故障率高。维修工作很困难。可编程逻辑控制器出现了。可编程逻辑控制器叫做PLC。PLC是一种工业计算机。PLC可靠性很高。PLC编程简单。PLC功能强大。PLC很适合电梯控制。

本论文研究基于PLC的电梯控制系统。这个系统有五层楼。电梯能够上下运行。电梯能够开关门。电梯能够响应呼叫。这个系统使用西门子PLC。西门子PLC型号是S7-200。这个PLC有输入点。这个PLC有输出点。输入点接收信号。输出点控制设备。系统还需要其他部件。需要呼叫按钮。呼叫按钮装在每层楼。呼叫按钮装在电梯轿厢里。需要位置传感器。位置传感器装在井道里。需要门机控制器。门机控制器控制电梯门。需要电动机。电动机拖动电梯上下。需要变频器。变频器控制电动机速度。需要指示灯。指示灯显示电梯状态。需要报警装置。报警装置用于紧急情况。

电梯控制系统有工作流程。有人按下呼叫按钮。PLC收到呼叫信号。PLC判断电梯当前位置。PLC决定电梯运行方向。电梯向上运行。电梯向下运行。电梯向呼叫楼层运行。电梯到达目标楼层。PLC发出减速指令。电动机速度减慢。电梯平稳停止。位置传感器发出到位信号。PLC控制开门电机。电梯门自动打开。乘客进入电梯。乘客按下目标楼层按钮。电梯门自动关闭。电梯开始运行。电梯到达目标楼层。电梯门再次打开。乘客离开电梯。电梯等待下一个呼叫。

PLC程序需要编写。程序设计使用梯形图。梯形图是一种图形语言。梯形图容易理解。程序包括几个部分。第一部分是初始化程序。PLC上电后运行初始化。系统参数回到初始值。电梯回到第一层楼。电梯门保持关闭。第二部分是呼叫登记程序。乘客按下呼叫按钮。PLC记录这个呼叫。呼叫指示灯点亮。呼叫信息储存在存储器里。第三部分是轿厢位置判断程序。井道里安装传感器。每一层楼有一个传感器。轿厢经过传感器时。传感器发出信号。PLC知道轿厢在哪里。位置信息很重要。第四部分是定向程序。PLC比较呼叫楼层。PLC比较轿厢位置。PLC决定运行方向。顺向呼叫优先响应。反向呼叫需要判断。第五部分是开关门程序。电梯到达楼层后。PLC发出开门信号。门电机正向转动。电梯门完全打开。开门时间可以调整。通常设定为五秒钟。时间到了自动关门。门电机反向转动。关门过程遇到障碍。安全光幕发出信号。电梯门重新打开。防止夹伤乘客。紧急情况可以开门。轿厢内有开门按钮。第六部分是运行控制程序。PLC发出运行指令。变频器启动电动机。电动机正向旋转。电梯向上运行。电动机反向旋转。电梯向下运行。运行速度分两段。启动阶段速度较慢。平稳后加速到全速。快到目标楼层时。PLC发出减速信号。电梯慢慢停下来。第七部分是安全保护程序。电梯必须有安全措施。钢丝绳断裂很危险。轿厢底部有安全钳。电梯超速下落时。安全钳自动动作。安全钳夹住导轨。电梯紧急停止。轿厢内有急停按钮。乘客遇到危险时。按下红色急停按钮。电梯立刻停止运行。井道底部有缓冲器。电梯失控蹲底时。缓冲器吸收冲击能量。保护乘客和设备安全。第八部分是故障诊断程序。PLC监视系统状态。电动机温度过高。PLC检测到信号。PLC发出报警信号。电梯停止运行。门系统出现故障。门关不上。PLC尝试几次。仍然关不上。PLC停止运行。等待维修人员检查。

系统需要进行调试。调试分为几个步骤。第一步是硬件检查。检查所有接线。接线必须正确。接线必须牢固。检查电源电压。电压必须稳定。检查按钮和传感器。按钮动作要灵活。传感器信号要准确。第二步是软件调试。程序输入到PLC。先进行模拟测试。不使用真实电梯。使用开关模拟输入信号。观察PLC输出指示灯。输出信号正确。程序逻辑正确。第三步是空载调试。真实电梯不带乘客。进行实际运行测试。测试每一层楼的停靠。测试开关门动作。测试运行平稳性。测试紧急停止功能。一切正常后进行第四步。第四步是负载调试。电梯加入额定重量。再次进行运行测试。观察电动机电流。电流不能太大。观察停车精度。停车位置要准确。平层误差要小。误差不超过五毫米。调试完成后可以投入使用。

这个系统有很多优点。系统可靠性提高了。PLC不容易坏。系统寿命很长。系统维护简单了。PLC有故障指示灯。维修人员容易找到问题。程序可以修改。大楼增加楼层时。可以修改程序。可以增加控制功能。不需要改变太多接线。系统灵活性很好。系统安全性很好。PLC程序包含多种保护。电梯运行更安全。乘客感觉更舒适。变频器控制速度。启动和停止很平稳。没有突然的抖动。系统能耗降低了。电梯空闲时自动节能。电动机停止转动。

当然系统也有不足。初期投资成本较高。PLC比继电器贵。变频器价格也贵。但是长期看更划算。运行故障少了。维修费用降低了。电梯使用寿命长了。另一个问题是技术要求。维修人员需要学习。需要懂得PLC编程。需要懂得变频器设置。这不是大问题。培训可以解决。

电梯技术还在发展。未来可能加入新功能。电梯联网成为趋势。多台电梯群控调度。提高运行效率。减少等待时间。电梯远程监控。控制中心知道每台电梯状态。故障提前预警。维修人员快速赶到。电梯物联网是方向。

基于PLC的电梯控制系统很好。它取代了旧系统。它更安全更可靠。它更舒适更节能。它适合现代建筑。它满足人们的需求。本研究完成了设计。设计了硬件接线。编写了控制程序。进行了系统调试。结果符合预期目标。电梯控制是重要的技术。PLC是重要的工具。这项技术会继续进步。人们的生活会更方便。