一、前言

電(dian)梯(ti)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)由(you)調(tiao)速(su)部(bu)分(fen)和(he)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)構(gou)成(cheng)。調(tiao)速(su)部(bu)分(fen)的(de)性(xing)能(neng)對(dui)電(dian)梯(ti)運(yun)行(xing)時(shi)乘(cheng)客(ke)的(de)舒(shu)適(shi)感(gan)有(you)著(zhe)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)，目(mu)前(qian)，大(da)多(duo)選(xuan)用(yong)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)

，利(li)用(yong)旋(xuan)轉(zhuan)編(bian)碼(ma)器(qi)測(ce)量(liang)曳(ye)引(yin)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)，構(gou)成(cheng)閉(bi)環(huan)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。通(tong)過(guo)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)參(can)數(shu)的(de)合(he)理(li)設(she)置(zhi)，不(bu)僅(jin)使(shi)電(dian)梯(ti)在(zai)運(yun)行(xing)超(chao)速(su)和(he)缺(que)相(xiang)等(deng)方(fang)麵(mian)具(ju)備(bei)了(le)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)，而(er)且(qie)使(shi)電(dian)梯(ti)的(de)起(qi)動(dong)、低速運行和停止更加平穩舒適。變頻器自身的起動、停止和電機給定速度選擇則都有邏輯控製部分完成，因此
，邏輯控製部分是電梯安全可靠運行的關鍵。

早期的電梯邏輯控製采用繼電器方式，存在故障率較高、可靠性差
、接線複雜、通用性差等缺點，因此
，繼電器已退出了曆史的舞台
，取而代之的是性能穩定可靠、結構簡單且移植性好的PLC和微機控製係統。微機控製使得電梯控製係統體積減小、節省能源、可靠性提高，尤其是對群控、通訊等複雜電梯控製功能更具優越性，因此，微機控製係統多應用在性能要求較高的高檔客梯中。

但是
，目前許多電梯廠商所謂的“微機控製係統”隻不過是製造商改型後的電梯專用PLC
，從嚴格意義上講，它隻是PLC家族中的一種
，甚至其編程方式和硬件接口都可以兼容某種型號的PLC。而由於可編程控製器（PLC）既保留了繼電器控製係統的簡單易懂、控製精度高

、可靠性好、移植性好
、控製程序可隨工藝改變、易於與計算機接口
、維修方便等諸多優點。因此，PLC在電梯控製領域得到了更為廣泛而深入的應用。

毅天係列PLC以其可靠性高、運算速度快、產品成本低和電梯專用客製化服務等優點，已在多家電梯廠家中的電梯生產及改造中獲得了應用。本文以一台4層4站的別墅電梯控製係統為例，闡述了毅天係列PLC在電梯控製係統的設計思想和實現方案。

電梯控製係統主要由變頻調速主回路、輸入輸出單元以及PLC單dan元yuan構gou成cheng，用yong來lai完wan成cheng對dui電dian梯ti曳ye引yin電dian機ji及ji開kai關guan門men機ji的de起qi動dong
，加jia減jian速su，停ting止zhi，運yun行xing方fang向xiang，樓lou層ceng顯xian示shi，層ceng站zhan召zhao喚huan，轎jiao箱xiang內nei操cao作zuo，安an全quan保bao護hu等deng指zhi令ling信xin號hao進jin行xing管guan理li和he控kong製zhi功gong能neng。

變頻調速主回路由三相交流輸入、變頻調速驅動、曳引機和製動單元構成
，變頻器采用日本安川公司矢量控製電梯專用變頻器616G5，其具有良好的低速運行特性
，適合在電梯控製係統中應用。三相電源R
、S、T經接線端子進入變頻器為其主回路和控製回路供電
，輸出端U、V、W接jie電dian動dong機ji的de快kuai速su繞rao組zu，外wai接jie製zhi動dong單dan元yuan減jian少shao了le製zhi動dong時shi間jian，加jia快kuai製zhi動dong過guo程cheng。旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi用yong來lai檢jian測ce電dian梯ti的de運yun行xing速su度du和he運yun行xing方fang向xiang，變bian頻pin器qi將jiang實shi際ji速su度du與yu變bian頻pin器qi內nei部bu的de給gei定ding速su度du相xiang比bi較jiao，從cong而er調tiao節jie變bian頻pin器qi的de輸shu出chu頻pin率lv及ji電dian壓ya，使shi電dian梯ti的de實shi際ji速su度du跟gen隨sui變bian頻pin器qi內nei部bu的de給gei定ding速su度du，達da到dao調tiao節jie電dian梯ti速su度du的de目mu的de。變bian頻pin器qi輸shu入ru信xin號hao為wei：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、檢修速度等各種速度編碼指令
，複位和使能信號。變頻器輸出信號為：（1）變頻器準備就緒信號，在變頻器運轉正常時
，通知控製係統變頻器可以正常運行

；（2）運行中信號，通知PLC變頻器正在正常輸出；（3）零速信號，當電梯運行速度為零時
，此信號輸出有效並通知PLC完成抱閘、停車等動作
；（4）故障信號，變頻器出現故障時
，此信號輸出有效並通知PLC作出響應，給變頻器斷電。

輸入輸出單元為PLC的I/O接口部分，主要由廳外呼叫、轎箱內選層、樓層及方向指示
、開關門
、井道內的上下平層
、上下強迫換速開關、門鎖
、安全保護繼電器、檢修、消防
、泊梯
、稱重等單元構成。輸入單元為：（1）廳外呼叫單元，用來對各層站的廳外召喚信號進行登記
、記憶和消除
，而且兼有無司機狀態的“本層廳外開門”功能，全集選方式的呼梯信號為2N-2個（N為層站數），下集選方式的呼梯信號為N個；（2）轎箱內選層單元
，負責對預選樓層指令的登記
、消除和指示，呼梯信號數為電梯停站層數N；（3）開關門按鈕
，輸入PLC控製轎門的開閉（廳門也同時動作）
；（4）上shang下xia平ping層ceng裝zhuang置zhi，用yong來lai保bao證zheng電dian梯ti轎jiao箱xiang在zai各ge層ceng停ting靠kao時shi準zhun確que平ping層ceng，通tong常chang設she置zhi在zai轎jiao頂ding
，電dian梯ti轎jiao箱xiang上shang行xing接jie近jin預yu選xuan層ceng站zhan時shi，上shang平ping層ceng感gan應ying器qi限xian進jin入ru遮zhe磁ci板ban，電dian梯ti仍reng繼ji續xu慢man速su運yun行xing，當dang下xia平ping層ceng感gan應ying器qi再zai進jin入ru遮zhe磁ci板ban時shi，上shang行xing接jie觸chu器qi線xian圈quan失shi電dian，製zhi動dong器qi抱bao閘zha停ting車che；（5）上(shang)下(xia)限(xian)強(qiang)迫(po)換(huan)速(su)開(kai)關(guan)，用(yong)於(yu)保(bao)護(hu)電(dian)梯(ti)的(de)高(gao)速(su)運(yun)行(xing)安(an)全(quan)，避(bi)免(mian)電(dian)梯(ti)出(chu)現(xian)衝(chong)頂(ding)或(huo)蹲(dun)底(di)事(shi)故(gu)，當(dang)電(dian)梯(ti)到(dao)達(da)上(shang)下(xia)端(duan)站(zhan)時(shi)，裝(zhuang)在(zai)轎(jiao)廂(xiang)邊(bian)的(de)上(shang)下(xia)限(xian)強(qiang)迫(po)換(huan)速(su)開(kai)關(guan)打(da)板(ban)
，信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)PLC，PLC發出換速信號強迫電梯減速運行到平層位置
；（6）門鎖裝置（或轎門和廳門聯鎖保護裝置），轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動運行的前提；（7）安全回路
，通常包括轎內急停開關、轎頂內急停開關、安全鉗開關
、限速器斷繩開關、限速器超速開關
、底坑急停開關

、相序保護繼電器、上下限極限開關等
；（8）檢修、消防和泊梯，檢修、xiaofanghebotiweidiantidesanzhongyunxingfangshi，jianxiuyunxingweidiantijianxiushidemansuyunxingfangshi，xiaofangyunxingyouxiaofangfanhuijizhanhexiaofangyuanzhuanyongliangzhongyunxingzhuangtai，botizhuangtai
，xiaochuneixuanhewaihuxinhao

，zidongfanhuiboticeng
、關門並斷電；（9）稱重單元，用來檢測轎廂負荷，判斷電梯處於欠載、滿載或超載狀態，然後輸出數字信號給PLC，根據負載情況進行起動力矩補償，使電梯運行平穩。

輸出單元為：（1）樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、層樓指示燈以及報站鍾等，目前的方向及層樓指示燈主要有七段碼顯示方式和點陣顯示方式，本係統為七段碼顯示方式；（2）開關門單元，用於控製電梯的廳門和轎門的打開和關閉，在自動定向完成或電梯平穩停靠後，PLC給出相關指令，由變頻門機完成開關門動作。

PLC單元為電梯控製係統的核心部分，由PLC提供變頻器的運行方向和速度指令
，使變頻器根據電梯需要的速度曲線調節運行方向和速度。通過PLC的合理編程，實現自動平層、自動開關門、自動掌握停站時間
、內外呼信號的登記與消除、順向截梯及自動換向等集選控製功能。

三、PLC的I/O接口配置

PLC選用福建毅天公司的毅天係列PLC,輸入輸出點數可根據需要配置，並可根據用戶的要求增加並聯功能。以編製一台4層4站的電梯為例，先根據控製要求計算所需要的I/O接口點數，其中輸入點數為32，輸出點數為24。選用毅天係列PLC的一個ETMX-MSDH32DC-T和一個擴展單元ETEM-DH16來完成電梯控製係統的邏輯控製。

電梯控製係統由呼叫到響應形成一次工作循環，電梯工作過程可分為自檢

、正常運行、強製運行等三種工作狀態，電梯在三種工作狀態之間來回切換，構成了完整的電梯工作過程。

1．電梯的自檢狀態

PLC後上電
，電梯運行進入自檢狀態，檢測項目為：

（1） 供電電壓正常。

（2） 各控製回路電源電壓正常。

（3） 相序正確
，相序繼電器吸合
，安全回路中各開關接觸良好，急停繼電器可靠吸合。

（4） 關門到位後，各廳門門鎖和轎門門鎖觸點吸合正常，保證門鎖繼電器可靠吸合。

（5） 開、關門回路正常。

（6） 電梯製動器動作正常可靠。

（7） 井道中各開關位置正確，動作可靠。

（8） 上、下限位開關，上、下極限開關位置正確，動作可靠。

（9） 變頻器處於正常工作狀態，準備就緒信號輸出有效。

（10） PLC處於正常工作狀態，其運行模式開關處於RUN狀態。

在以上條件都得到滿足後，電梯才可以進入正常運行狀態，否則
，無法進行正常運行。

2．電梯的正常運行狀態

梯完成一個呼叫響應的步驟如下：

（1）電梯在檢測到門廳或轎箱的召喚信號後將此樓層信號與轎箱所在樓層信號比較，通過選向模塊進行運行選向。

（2）電梯開始起動

，通過變頻器驅動電機拖動轎箱運動。轎箱運動速度由低速轉變為中速再轉變為高速
，並以高速運行至目標層。

（3）當電梯檢測到目標層減速點後，電梯進入減速狀態，由高速變為低速，並以低速運行至平層點停止。

（4）平層後，經過一定延時開門，直至碰到開門到位行程開關；再經過一定延時後關門
，直到安全觸板開關動作。

3．電梯強製運行狀態

（1）檢修運行

當電梯的初始位置需要調整或電梯需要檢修時

，應設置一種狀態使電梯處於該狀態時不響應正常的呼叫，並能移動到導軌上、下行極限點間的任意位置。檢修時，打開檢修開關，PLC程序進入檢修模式
，電梯以檢修速度運行。按住強迫上（下）行按鈕，這時上（下）行繼電器吸合，同時抱閘打開，變頻器收到方向信號後
，電梯啟動並以檢修速度運行。

（2）消防運行

消防返回狀態： huozaishi，shezaidatingdexiaofangkaiguanheshanghou
，xiaochuneixuanhewaihuxinhao，diantixiangxiafanhuixiaofangcengzhan，zaifanhuixiaofangcengzhandeguochengzhong，diantibuyingdarenheneixuanhewaihuxinhao。

消防員專用狀態：到dao達da消xiao防fang層ceng後hou，電dian梯ti進jin入ru消xiao防fang員yuan專zhuan用yong狀zhuang態tai，每mei次ci隻zhi應ying答da一yi個ge內nei選xuan，且qie隻zhi有you一yi直zhi按an住zhu內nei選xuan按an鈕niu，直zhi到dao關guan好hao門men後hou此ci內nei選xuan信xin號hao才cai被bei登deng記ji。此ci狀zhuang態tai下xia，外wai呼hu信xin號hao不bu登deng記ji。

（3）泊梯

botikaiguanbihe，jinrubotizhuangtai。ruodiantibuzaiboticeng，zexiaochuneixuanhewaihuxinhao，zidongfanhuiboticeng
，ranhouguanmen，duankaidianyuanjidianqihebianpinqidianyuanjiechuqi，bianpinqiduandian，jinrubotizhuangtai。

五
、 控製係統軟件設計

1．軟件流程

2．模塊化編程

電梯控製係統是集選式控製方式，適合采用模塊化編程方法，下麵介紹幾個模塊的梯形圖程序：

（1）電梯自檢模塊：安全回路中各開關接觸良好，安全回路信號（10001）輸入，安全繼電器（01169）閉合。當電梯開關門完成（01037），關門到位（01155）輸出為ON，且處於非強製狀態時，如果變頻器無故障輸入（10013）
，則電梯允許（01038）正常運行。

 

 

（2）電梯開關門模塊： 安全繼電器（01069）線圈接通時，有開門信號（10011）或有安全觸板動作脈衝輸入，在進入平層區1秒（02015）後，驅動門機開門，開門繼電器接通；在開門到位信號（10012）或開門到位5秒後


，關門繼電器輸出

 

 

 

 （3）平層檢測和強迫減速模塊：當電梯檢測到上
、下平層感應器（10009和10010）的輸入信號時，表明電梯已經進入平層區。當電梯上行轎廂碰到上強迫換速開關（10006）時
，上強迫換速開關動作，電梯由快速被強迫換速為慢速
，並判斷電梯的實際運行樓層（40400）是否運行到最頂層（＃00008）；當電梯下行轎廂碰到下強迫換速開關（10007）時，下強迫換速開關動作，電梯由快速被強迫換速為慢速
，並判斷電梯是否運行到最底層（＃00001）。

 

 

 

 

（4）樓層召喚燈指示模塊：當有樓層召喚登記（如01001）或已有該樓層召喚燈輸出（如00009）時，如果實際運行樓層（40400）不等於召喚樓層，則該樓層召喚燈輸出顯示亮
；如果實際運行樓層（40400）不等於召喚樓層，則該樓層召喚燈輸出熄滅。

 

 

 

 

 

本文以福建毅天科技有限公司生產的毅天係列PLC為例，闡述了PLC在電梯控製係統中的應用，分別描述了電梯控製係統的構成及工作原理，並給出了PLC的I/O接口配置及其軟件設計流程和梯形圖的編寫。

通過毅天係列PLC在某型號電梯控製係統的現場應用，在廣大電梯使用客戶中獲得了良好的評價
，並得到了多家生產廠家對該係列PLC質量和性能的認可
，該電梯控製係統隻需要稍加改進即可應用於更高性能要求的電梯中。這一切都表明該係列PLC不bu僅jin可ke以yi滿man足zu電dian梯ti對dui高gao可ke靠kao性xing的de實shi際ji需xu求qiu，而er且qie在zai控kong製zhi水shui平ping和he性xing能neng完wan全quan可ke以yi替ti代dai進jin口kou的de同tong類lei產chan品pin
，並bing將jiang突tu破po電dian梯ti領ling域yu應ying用yong到dao更geng為wei廣guang泛fan的de行xing業ye，未wei來lai前qian景jing將jiang更geng為wei廣guang闊kuo。