如何制定PLC的编程方案？以电梯控制程序为例讲解模块化编程方法

PLC广泛应用于交流电梯控制系统中，其具有稳定性好、可靠性高；程序编制简单，易于掌握；检修方便等优点。

系统设计的内容与步骤

1.分析电梯的使用环境及客户要求，确定控制系统的硬件配置；

2.根据电梯的控制要求，对PLC的核心控制部件和软件资源进行资源分配。

PLC控制电梯硬件系统的设计

选定电梯的型号后，根据电梯的控制方式、载重量、运行速度确定变频器的功率大小。

对于电梯曳引机的功率选择，我们通常采用以下方法进行计算：

P=Wv（1-φ）/102η

式中

η——电梯机械传动效率（0.85左右）；

φ——电梯平衡系数（40%~50%）；

W——电梯额定载重量（t）；

v——电梯的额定速度（m/s）。

初步计算出电梯曳引机的功率后再预留20%~30%的功率即可，变频器的功率在实际应用中可以选择与曳引机功率相同或稍大一点。

根据电梯型号计算PLC的I/O点数

PLC控制电梯的输入输出部件中一部分为基本不变的，另一部分是根据电梯层站数的变化而变化的。

1.基本不变的输入信号

门区平层信号

门区信号、上平层信号、下平层信号共3个点

安全保护信号

安全继电器2个点；门锁继电器2个点、上换速开关+下换速开关2个点；上限位开关+下限位开关2个点；抱闸接触器1个点；主电路运行接触器1个点；超载信号1个点；满载信号1个点，共12个点。

检修运行信号

检修信号1个点（控制柜、轿顶、轿厢串联输入）；检修上行信号1个点；检修下行信号1个点。

开关门信号

开门指令信号1个点、关门指令信号1个点，开门到位信号1个点、关门到位信号1个点。

紧急停止信号

机房急停开关1个点，轿顶急停开关1个点。

脉冲输入信号

脉冲输入信号1个点。

自学习信号

井道自学习信号1个点。

其它开关2个点，预留4个点，共6个点。

2.根据层站数变化的输入信号（层站数为N）

轿内指令按钮N个。厅外召唤按钮（2N-2）个。

3.基本不变的输出信号

变频拖动控制信号5个点，速度信号3个点，方向使能信号2个点，共计10个点。开门输出信号1个点，关门信号输出1个点，共计2个点。抱闸接触器输出1个点，运行接触器输出1个点，共计2个点。警铃输出1个点，轿厢风扇1个点，轿厢照明1个点，共计3个点。

4.根据层站数变化的输出信号

轿内选层指令按钮显示N个点。外呼指令选层按钮（2N-2）个点。层站显示7个点（采用七段码显示板）。上下行运行方向显示2个点。

在实际使用中可以根据需要使用的点数（输入输出信号的数量）适当预留10%的余量来确定PLC的型号和点数。以4层4站的集选控制电梯为例，可以确定使用80点的三菱FX-2N-80MR PLC作为电梯控制系统的核心控制单元。

I/O接口的电路设计

1.注意事项

电源部分应根据电压的种类、等级的不同进行分类，不同种类、等级的电压应该隔离，使用PLC的不同公共点。使用同一等级和种类的电压，其输出点的公共点可以短接使用。脉冲信号输入点需要使用高速计数器时，通常采用X0作为输入点。进行输出端子分配时，通常将高压部分设置在前面，低压部分设置在后面。

2.主电路和输入、输出接口电路

在主电路中可以选用日本安川L1000变频器作为电梯曳引机的动力源。

主电路接线图 PLC输入接口电路图 输出接口电路图

PLC软件资源分配

在进行软件设计的过程中，尽量采用模块化设计的方法，这样可以提高程序的可读性和方便多人进行编写。通常将程序分为以下几个模块，运行控制模块、轿厢位置确认模块（楼层位置的确定、换速位置信号的获取）、楼层显示模块、内选和外选信号的登记和消号模块、定向模块、换速模块、开关门运行模块、消防运行模块、安全保护模块等，并对PLC的资源（M、C、T、D）进行分配。

PLC编程实例讲解 电梯的运行控制

PLC与变频器的接口电路图

Y0-S1：电梯上行方向使能信号；

Y1-S2：电梯下行方向使能信号：

Y2-S5：多段速指令1；

Y3-S6：多段速指令2；

Y4-S7：多段速指令3；

其中Y2、Y4同时给定信号为正常运行速度设定，Y2、Y3同时给定信号为爬行速度设定，Y4单独给定信号为检修速度设定。

输入输出点的时序控制

1.下行控制时序

当电梯确定好运行方向（向下运行）后，运行接触器Y12吸合，给轿厢提供一个预转矩防止电梯因重力作用倒溜。经过时间继电器T0设定时间后，Y13输出（抱闸接触器吸合）打开抱闸，经过时间继电器T1设定的时间后，Y1输出（给变频器下行使能信号），Y2、Y4输出（给变频器频率信号），电梯启动运行。

当电梯运行到目的层站，接收到换速信号后电梯换速运行，经过时间继电器T2（0.3S）设定时间后Y1、Y2、Y3信号消失，电梯依靠惯性蠕动，经过时间继电器T3（0.5S）后，运行接触器、抱闸接触器同时断开，电梯停止运行。

时序控制图

2.上行控制时序

当电梯确定好运行方向（向上运行）后，运行接触器Y12吸合，给轿厢提供一个预转矩防止电梯出现溜车现象。经过时间继电器T0设定的时间后，Y13输出（抱闸接触器吸合）打开抱闸，经过时间继电器T1设定的时间后，Y1输出（给变频器下行使能信号），Y2、Y4输出给变频器频率信号，电梯开始向上运行。

当电梯到达目的层站，接收到换速信号后电梯换速运行，经过时间继电器T2（0.3s）设定时间后Y1、Y2、Y3信号消失，电梯依靠惯性蠕动，经过时间继电器T3（0.5S）后，运行接触器、抱闸接触器同时断开，电梯停止运行。

时序控制图

程序说明

1.启动运行

当电梯确定运行方向后，M10（上行定向继电器）或M11（下行方向定向继电器）常开触闭合，当电梯门关闭，厅门（X10）/轿门（X11）门锁触点闭合M300得电并自锁。电梯启动后，M300常开触头闭合，Y12得电，主接触器得电闭合。由于M300常开触头闭合，驱动定时器T0（0.5s）、T1（0.3s）开始工作。电梯启动0.3s，定时器T1常开触头闭合。若此时运行方向为上，程序经过启动继电器m300常开触头→上行定向继电器M10常开触头→换速继电器M90常闭触头→时间继电器T1常开触头→Y1常闭触头（互锁）→上限为开关X15常开触头→Y0得电。电梯启动后0.5s，T0常开触头闭合，Y13得电，电磁制动接触器得电闭合。

2.换速停止

当电梯换速到达门区时，换速辅助继电器M19动作，这时M19的常开触头闭合，驱动定时器T2（0.3s）、T3（0.5s），电梯开始换速。若电梯进入检修状态（没有按检修上行按钮X4或下行按钮X5），此时，X20常闭触头闭合→X4、X5检修上、下行按钮常闭触头→M19得电，M91常开触头闭合，驱动定时器T2（0.3s）、T3（0.5s），电梯换速。换速后0.3s，T2常闭触头断开，切断了频率信号Y2、Y3、Y4.换速后0.5s，T3常闭触头断开，Y13得电，电磁制动器接触器触头断开；Y12失电，主接触器触头断开；M300断开，上召唤信号消除。当电梯撞上上限为开关，X15断开，上行继电器Y0失电，电梯换速停止。

下行输出控制同理可得。

PLC电梯运行控制梯形图

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