《2023PLC在电梯中的应用》

PLC在电梯中的应用

目录

第1章概述.....................................................1

1」研究背景...........................................................1

1.2研究意义..........................................................1

1.3研究内容..........................................................1

第2章PLC电梯控制系统的硬件设计..............................1

2.1PLC控制电梯系统要求..............................................1

2.2电梯控制系统的总体结构............................................2

2.3电梯系统中的主要电气设备..........................................3

2.4电梯系统的主电路图及工作原理......................................3

第3章PLC电梯控制系统的软件设计..............................4

3.1电梯的主要功能....................................................4

3.2电梯的正常工作状态................................................5

3.3电梯各环节梯形图软件设计..........................................5

331楼层位置的数码管显示环节梯形图...............................5

3.3.2电梯开门环节梯形图..........................................6

3.3.3电梯关门环节梯形图..........................................7

3.3.4电梯的确定上下行方向环节梯形图..............................7

3.3.5电梯自动运行时启动加速和稳定运行环节梯形图..................9

3.3.6电梯运行的故障保护及显示电路梯形图.........................10

第4章系统测试................................................11

结论..........................................................12

第1章概述

1.1研究背景

随着市场经济的快速发展，居民对住房要求水平也随之提出更高标准。电梯成为了

越来越普及的建筑物内的运输工具，在居民生活关系中扮演着重要角色。接踵而来的安

全问题成为了人们的关注焦点。传统电梯采用继电器控制电路，其硬件水平已经不能满

足与适应现代生活对电梯的功能需求。近年来，可编程控制器(PLC)由于其出众的稳定

性以及易操作性，得到了越来越广泛的应用。在电梯市场中占据着主导地位，引领电梯

行业进入了新的发展时代。

L2研究意义

电梯在节省人们时间和体力的同时也带来了一定的风险，一旦发生安全事故由此产

生的经济损失和人身伤亡将不可估量，容易造成极其恶劣的社会影响。本文介绍了PLC

控制电梯的优势并绘制出PLC控制电梯的系统电路设计，并结合现今的发展方向，从而

对电梯运行过程中的各种信号达到有效的控制，确保其可以实现安全稳定的运行并为人

们提供良好的舒适性。

1.3研究内容

本文对PLC电梯控制系统进行设计，从PLC硬件设计与软件设计入手，在硬件设

计中主要针对电梯控制系统总体结构、主要电气设备进行设计，给出了电梯系统的电路

图及控制原理，在软件设计中针对电梯工作特点，进行梯形图设计，在电梯开关门，上

下运行过程当中设计控制方法，并对电梯运行进行了保障。

第2章PLC电梯控制系统的硬件设计

2.1PLC控制电梯系统要求

主要包含有以下几条突出优点：可编程控制器在电梯控制系统中进行了引用，有效

提高了电样运行的安全稳定性。将大多数的继电器作出了淘汰，从而促使系统总线及构

造更加简单。各类庞大的系统通过PLC都能进行有效控制,可实现控制功能的快捷调整。

通过PLC能够实现系统自诊断及风险预警等，易于进行设备检修，加强运行可靠性。在

群呼管理中能够进行应用，同时大大加快电梯工作速度。

1

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图2.1电梯控制流程图

2.2电梯控制系统的总体结构

在计算机技术快速提升的过程中，PLC电梯控制技术将传统的断电器技术进行了全

面取代。其与其他形式的电梯控制机制是相同的，通常包含两部分即信号和拖动。PLC

控制系统的整体构造详情参照图3.1,于此之中主机是系统控制的关键性部分，而操纵

箱、安全装置等通过I/O将信号向PLC中进行传输，接过控制软件揩信号传送至拖动系

统，从而促使电梯正常运行。

图2-2PLC电梯控制系统示意框图

该系统是通过厅外召唤、厅内按钮实现自动控制的，电梯通过厅内的按钮发出相应

指令，厅内按照顺序执行相关指令促使电梯工作，从而运行到所选层。主要是通过电机

2

运转带动电梯垂直运行的，当电机顺时针转动时则带动电梯上行，当电机逆时针转动时

则会带动电梯下行；同时在电梯启动时可实行加速，在电梯停止时可实现减速等确保其

稳定运行。

2.3电梯系统中的主要电气设备

牵引电动机，其是电梯的主要提升装置，重点构成部分包括驱动机、减速装置和电

磁抱闸。

自动门机，主要是对电梯门的开关进行控制。电梯门包括一个轿门和各楼层厅门。

如果电梯停止在一个楼层时，该层相关的顶门则会实现自动打开，唯有轿门与厅门实现

完全闭合之后电梯才能实现运行。

楼层指示灯，其是设立在轿箱顶端，主要是用来对电梯上下方向和所在楼层进行显

示。传统使用的是低压灯，目前大部分采用的是辉光管，同时和呼梯盒组合成一个整体。

平层及开门装置，主要包括楼层和平层两个感应装置，当电梯处于上升时，楼层感

应装置被上磁板触及后，就出产生相应的减速停车指令，电梯则会慢慢减缓运行速度,

直到触及平层感应装置时，则会产生停止和开门的指令，电机停止转动。当电梯处于下

降过程中时，楼层感应装置被下磁板触及后，就出产生相应的减速停车指令，电梯则会

慢慢减缓运行速度，直到触及平层感应装置时，则会产生停止和开门的指令。

轿厢位置检测装置，重点是对轿艇的运行情况和所在的楼层进行检测，同时将需求

信号传送至控制系统。运行方向主要是按照特定的必要程序、轿厢以及外呼的相互联系

来进行确立的，如果电梯快要抵达目标层的情况下，则会向电机发出减速的指令，在平

层停止运行之后，相应的指令则会清除同时对所处楼层进行响应，同时显示出轿雇所处

楼层。其包含有多种类型，一般包括继电器、机械以及计算机三个选层器。于此之中，

在断电器技术慢慢被代替的过程中前两种选层器也将会被慢慢取代。

2.4电梯系统的主电路图及工作原理

M—三相交流电梯专用电动机；

KM3一电机顺时针转动接触器；

KM4一电机逆时针转动接触器；

KM5一电梯快速运行接触器；

KM6—电梯低速运行接触器；

KM7一电梯起车时加速接触器；

3

KM8、KM9、KM10—即将到站时减速接触器，对平层停车过程中的加速度进行控

制；

L1,L2一串连电抗；

R1,R2一串连电阻；和加减速接触器进行有机协作从而确保电机按照特定的加减速

度运行。

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1

图2-3电梯速度控制系统示意主线路图

第3章PLC电梯控制系统的软件设计

3.1电梯的主要功能

电梯至平层之后可人工开关电梯门，也可实现自动打开与闭合。在对轿厢的垂直运

行进行控制时可通过一台交流电机实现。迎接用户进入轿闹时可实现自动开门。如果轿

胎内没有其他信号，同时也没有外呼指令时，电梯可实现自动六合。在系统特定时间内

可实现自动闭合。当用户触动府内关门键时，在时间定时器设置的延时内，电梯能够自

动将门预先闭合。电梯还未启动的情况下，触动开门键，可打开轿厢门。在每个楼层进

4

电梯的地方都安装有上下行按钮（最下一层楼的门厅处只有上行按钮，最高层的门厅处

只有下行按钮）。在电梯的内外都安装有运行方向显示灯和所在层显示灯。如果轿厢内

有同时具有不同目标层的信号需求，电梯可以自动根据楼层顺序依次进行停留，同时实

现上下方向的自动感应。电梯停靠之后此时轿闹内具有不同方向的指令时，可实现自动

定向。电梯在上下行过程中可以对呼梯信号作出响应，当有相同方向的需求时，可实现

依次停靠。如果电梯将轿厢中的所有指令完成的情况下，可实现自动转向，对不同方向

的指令作出响应。在轿艇中安装有开关门指示按钮、各楼层数字按键、报警键、照明设

备和风扇。

3.2电梯的正常工作状态

PLC在通电的情况下，则会启动梯形图，可由于电梯对于相关的输入指令还没进行

识别，自然就不能对接收到的指令进行反馈。以便促使该问题得以有效解决，应当确保

电梯到达平层时明确相应的楼层同时门是闭合的。因此电梯必须按照以下流程才能对呼

叫作出正常的响应：

电梯感应出呼叫信号之后，比照该楼层和轿阿当下所处的楼层信号，然后进行自动

定向。轿厢在运行时按照先慢后快的方式，同时保持快速运行直到减速位置。如果电梯

识别出所到达到的楼层减速位置所发出的指令，就会减速运行，然后从快速转移成缓慢

运行至目标层后实现停靠。电梯到达平层之后，在定时器设定的延时时间内闭合电梯门,

还未启动运行时，楼层显示器将一直显示当前楼层。

3.3电梯各环节梯形图软件设计

3.3.1楼层位置的数码管显示环节梯形图

通过七段辉光管能够将电梯运行时当前所在的楼层显示出来，通过图4.1可以看出

辉光管显示过程中的详细梯形图。其程序梯形图如图4.1所示。

5

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图3-1电梯所在楼层显示过程示意梯形图

3.3.2电梯开门环节梯形图

电梯门打开过程中重点包含七种形态，通过并联七部分的梯形图，可以将开门过程

中的总梯形图构建出来，详细请参照图4.2O

XOOOX001XOOtMIOM12T10

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图3-2电梯门打开过程中示意梯形图

当电梯停靠在没有指令运行中的楼层时，利用钥匙将其打开，图中X41与M8002

会连接电源，这种情况下PLC同样会通电，开门环节的梯形图就会自动运行，此时电梯

门打开，用户即可进入轿厢，电梯按照用户所按下的楼层指令运行。

电梯在平层停止运行的情况下，M25会自动连接电源，此时电梯门自动打开。

6

当电梯处于关门状态时，人工触动开门键X0能够实现电梯门的重新打开。目前大

部分电梯在实施检测时通常使用的是光幕亦或是机械式重开门装置，当有开门的指令发

出时，就会进行自动识别再次将门打开。

如果电梯停靠在平层后，并没有其他需求指令,就会停止在当前位置等待需求信号,

当该楼层出现外呼信号时，电梯则会自动开门迎接乘客。电梯在上行或下降时，如果出

现了相同方向的需求信号，就会停靠在该层自动打开门；但如果外呼信号是反方向的,

就不会停层。

3.3.3电梯关门环节梯形图

电梯门闭步骤与开门大致相同，重点包括以下五种不同的情况，并联这几部分的梯

形图，可以将电梯门闭合过程中的总梯形图构建出来，详细请参照图4.3。

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图3-3电梯门闭合过程示意梯形图

(1)如果电梯停靠在平层，用户出了轿厢之后，电梯门则会自动闭合，利用钥匙

招关闭之后，就会断开电源，此时PLC则不再进行工作，电梯门闭合。

(2)在电梯运行环节中，已没有乘客再进入或离开电梯，此时如果还没有到达程

序设定的停站时间，采用人工关闭的方式可预先将电梯门关闭。

(3)在电梯门打开的过程中，开门T5则开始进行计时，当到达设定的7s时间之

后，电梯门就会自动进行闭合。

(4)如果电梯门在运行时出现了一些阻挡物或者载重超过了额定载荷量，则会接

通M70,此时M70将会串联M12则实现禁止关门的目标。

(5)当电样处于维护保养的情况下时，就会接通X40,可采用人工操作的方法触

动XI此时串联X40,将会达到关门的目的。权衡到维护保养情况下的电梯门闭合，因

此这种情况下将不可以实现自动关门。

3.3.4电梯的确定上下行方向环节梯形图

电梯在运行过程中，识别到电梯内外需求指令的情况下，可以按照所在层比照需求

7

目标层，最后对进行上升或是下降作出确立。如果确立好运行方向之后，与电梯相同方

向的内外的需求信号未得到满足时，此时则会保留上升或是下降的信号。如果电梯正在

维护保养的情况下，此时是无需进行方向确立的。通过图4.4可以看出电梯方向确定详

图3-4电梯上升环节示意梯形图

图中M51-M55-依次表示的是二至六楼的轿厢内选信号;

M41-M45一依次表示的二至六楼的楼层信号;

X40一检修开关；

X37—继电器；

丫4一电梯上行显示灯；

M18一下行继电装置相互锁定信号；

M31一二楼电梯上行外呼信号；

M32一二楼电梯下行外呼信号；

M33一三楼电梯上行外呼信号；

8

M34一三楼电梯下行外呼信号;

M35一四楼电梯上行外呼信号;

M36一四楼电梯下行外呼信号;

M37一五楼电梯上行外呼信号;

M38一五楼电梯下行外呼信号;

M39—六楼电梯下行外呼信号;

3.3.5电梯自动运行时启动加速和稳定运行环节梯形图

电梯如果确立了是上行还是下行同时X36处于关闭的状态时，就能够加速运行，通

过图4.5可看出其详细的梯形图。

图3-5电梯加速运行示意梯形图

其主要的运行规律是，如果电梯处于向上运行的状态，已接通了上行信号M16,在

这种情况下闭合门之后将会连接X36,那么丫2、丫6就会处于启动状态，此时电梯开始

快速上升，然后延长L7s的时间，接通Y10,达到加速上升的目的；如果处于下行状态

时，接通下行信号M18,在这种情况下闭合门之后将会连接X36,那么丫3、丫6就会处

于启动状态，此时电梯开始快速上升，然后延长1.7s的时间，接通Y10,达到加速下降

9

的目的。电梯运行时，倘若接通了M22,同时触及到XII的情况下，Y2则处于关闭状

态，此时电梯会慢慢停止；当电梯在下降时解及到了X10,Y3则处于关闭状态，此时

电梯会停止运行。

3.3.6电梯运行的故障保护及显示电路梯形图

电梯在闭合环节时如果由于某东西被夹等情况时，则会再次将门找开，达到设定的

时间后则会将门闭合，但在闭合过程中若遇到障碍不能完全闭合时，则会重新自动开门。

此操作会不断循环，在这种情况下倘若无人员第一时间进行解决，那么易导致门发生故

障，所以在产生该情况时则非常有必要启动保护装置，即重复开关门次数超过六次，则

启动预警装置。通过图4.6可看出其详细的梯形图。

图3-6电梯异常重复开关门示意梯形图

电梯门在进行闭合的过程中，会接通M12,倘若在设定的时间内，接通了X36,没

有连接M72和T6的情况下，门是不会重新打开的。但是倘若是设定的时间内无法实现

电梯门的完全闭合，X36处于接通的状态时，同时接通了M72和T6,电梯门就会被再

次找开，到了开门设定的时间时，将会接通定时器T5,电梯将重新闭合，未实现完全

闭合时，则又会自动打开，不断重复此动作至六次的情况下，就会接通C1,则会启动

振荡装置，这时将会发出电梯异常重复开关门的预警信号。

当启动X42时，则亮起Y41指示灯。如果X42为Off时，则不会亮起丫41。同时

启动振荡装置。这种情况下辉光管显示的8、9则会轮流显示。通过图4.7可以看出安全

运行保护程序详细的梯形图。

10

如果电梯门循环进行开关的回数超过设定的限度，亦或是X42为Off的情况下，将

会电梯的全部元器件开启保护措施，避免故障的产生，在没有相应需求指令的情况下,

电梯正常是没有响应的。没有亮起丫41同时电梯不再上行或下行，通过图3.8可看出其

详细的梯形图。

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图3-8电梯异常停止运行示意梯形图

第4章系统测试

该配置软件是用于数据采集和监视系统SCADA（监控和数据收集）的软件平台工

具，本文使用的最新组态王软件版本为Kingview6.53o配置平台中的“电梯实验监控”

用户窗口。

通过可以启动该程序，就像电梯在二楼一样，打开门等待乘客，然后在进行内部选

择或呼叫时，车辆开始移动到目标楼层，从而实现向前切断。如果满足条件，则反向阻

止成功。如果开门延迟了3秒，乘客可以轻松进出；在2楼和3楼，等待内部选择信号

后，门延迟了3秒钟。如果没有内部选择，则呼叫信号将到达二楼以打开门，这样不将

乘客被困在电梯中。可以对系统设计进行测试，以达到电梯的上下效果以及门的开闭效

11

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