摘要：从1889年电梯的正式诞生到现在已经有了一百多年的发展历史了，电梯的控制系统也在这个漫长的演变过程中不断的完善和改进，同时人们对这个控制系统的依赖性和要求也越来越高。最早的继电器控制系统由于可靠性低，接线复杂，控制不灵活，功耗大等却点已经慢慢被淘汰。人们也曾尝试过用功能强大的通用计算机去控制电梯，但由于通用计算机的抗干扰能力差以及对维修人员的专业知识的要求较高，所以在实际中也是很难的到推广。本文中我们使用PLC编程语言进行梯形图的绘制，通过对这种方式的分析编程，我们可以很直观的看到程序运行的整个过程。
关键词：PLC自动控制、三层电梯、多功能
0系统总体方案设计
所采用的控制核心板为三菱PLC控制系统：
FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程序执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。本设计我采用PLC的型号为日本三菱公司的FX2N系列FX2N-64MR[1]。
1、CPU的构成及功能
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
2、I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
3、内存
内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。不同机型的PLC期内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。
4、电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源和直流电源（常用的为24V/AC）。
5、底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
6、PLC系统的其它设备
1) 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编写程序、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。某些PLC也配有手持型编程器，目前一般由计算机充当编程器。
2) 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机充当人机界面也非常普及。
三层电梯自动控制系统：
电梯的安全保护装置，用于电梯的启停控制。轿厢内的操作盘，其主要作用是用于轿厢的关闭，以及轿厢需要到达的楼层控制。厅外呼叫按钮，它的主要作用是，当电梯外有乘客呼叫的时候，电梯可以准确的到达乘客所呼叫的楼层。指层器，用来显示电梯实时到达的楼层[2]。电梯的启动停止，加速，减速等功能由电机拖动控制。电梯门的控制，即电梯到达指定的位置时，电梯的的门可以自动打开，或者，电梯外有人呼叫时，电梯的门也能自动打开
1系统变量定义
从整体测层次看：电梯，在入口处须设立上呼下呼两个开关，电梯的内部，需要有每个楼层的停靠站清求按钮
1.采用轿厢外呼叫、轿厢内按钮控制形式。轿厢内、外均由指令按钮进行操作。每层楼的轿厢外设有呼叫按钮SB6~SB9，轿厢内设有开门按钮SB1，关门按钮SB2，层面指示按钮SB3~SB5。
2.电梯运行到指定位置后，具有自动开/关门的功能，也能手动开门和关门[3]。
电梯上下运行由一台主电机驱动。电机正转，电梯上升；电梯反转，电梯下降。电梯的轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正转，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。
2 系统接线图
主电路控制系统如图所示，其中，电梯的上升和下降，电梯的开门和关门控制分别通过两台电动机M1、M2的正反转来控制的。
系统接线图
3控制系统设计
3.1流程图设计
电梯上下行流程图。假如电梯停在a（a=1，2，3）楼，b楼有信号，b＞a时，电梯上行；b＜a时，电梯下行。
过程中，电梯上下，任何出站阶梯向上或者向下相反的方向的信号不回应，但如果相反的大厅前的信号方向没有其他电梯内外信号，信号电梯响应。
电梯应该反向外梯响应。例如:电梯在一楼，同时有二楼大厅，沿着阶梯，三层阶梯，电梯到三楼大厅的第一反应。
3.2 控制程序设计思路
手动：手动开门的时候，电梯运行到位后，按下SB1，X000闭合，Y000得电，电机正转，轿厢门打开。开门到位，开门行程开关SQ1动作，X002常闭出点断开，Y000常闭出点断开，Y000失电，开门过程结束。手动关门的时候，当按下关门按钮SB2时，X001闭合，Y001得电并自锁，驱动关门继电器使电动机反转，轿厢门关闭，关门到位，关门行程开关SQ2动作，X003常闭出点断开，Y001失电，关门过程结束[4]。
自动：自动开门时，当电梯运行到位后，相应的楼层接近开关SQ5或SQ6或SQ7被压下，即X011或X012或X013闭合。T0开始计时，延时3S后，T0触点闭合，Y000输出有效，轿厢门打开。自动关门时，由定时器T1来控制。当电梯门开门到位后Y000常开出点闭合，T1开始计时，延时5S后，T1触点闭合，Y001输出有效，轿厢门自动关闭。自动关门时，可能夹住乘客，因此在门两侧装有红外线检测装置SL1和SL2。当有人进出时，由SL1和SL2发出信号使得X006和X007闭合，辅助继电器M0得电并自锁，使得T2开始定时，延时2S后再关门。
结语
控制系统的设计是一个漫长的很复杂的过程，要考虑到这个系统所涉及的甚至是可能涉及到的各种影响因素，只有把它们之间的关系协调好了这个控制系统最终才可能有使用价值，而这需要在实际应用中不断的验证和改进[5]。电梯控制系统更是如此，在这次设计中，电梯的控制系统主要采用的是PLC控制技术，PLC编程语言采用的是梯形图，通过这种方式的编程，我们可以很直观的看到程序运行的整个过程。可以从中找到设计中的不足，PLC是当今业界最广泛应用的一种新型自动控制装置的范围。
参考文献
[1]秦春斌,张继伟.PLC基础及应用教程[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]邓则名.电器与可编程控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器[M].南京：东南大学出版社,2006.
[4]高钦和.可编程控制器应用技术与建设[M].北京：人民邮电出版社,2009.
[5]汪晓平.PLC可编程控制器系统开发实例导航[M].北京：人民邮电出版社,2008.
论文作者:梁帅,李洋,杨永超,宋跃军,卫志洋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：电梯论文; 关门论文; 控制系统论文; 按钮论文; 模块论文; 系统论文; 电机论文; 《基层建设》2019年第19期论文;