一、 前言
电梯控制系统主要由调速部分和逻辑控制部分构成。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要作用，目前，大多选用高性能的变频器，利用旋转编码器测量曳引电机转速，构成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置，不仅使电梯在运行超速和缺相等方面具备了保护功能，而且使电梯的起动、低速运行和停止更加平稳舒适。变频器自身的起动、停止和电机给定速度选择则都有逻辑控制部分完成，因此，逻辑控制部分是电梯安全可靠运行的关键。X5系列 PLC 以其可靠性高、运算速度快、产品成本低和电梯专用客制化服务等优点，已在多家电梯厂家中的电梯生产及改造中获得了应用。本文以一台 4 层 4 站的别墅电梯控制系统为例，阐述了 X5 系列 PLC 在电梯控制系统的设计思想和实现方案。
二、 电梯控制系统构成
电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成，由如图1所示，用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。
图一电梯控制系统原理图
PLC单元为电梯控制系统的核心部分，由PLC提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过PLC的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与消除、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。
三、 PLC的I/O接口配置
PLC选用亿维自动化技术有限公司的X5系列，PLC的输入输出点数可根据需要配置，并可根据用户的要求增加并联功能。以编制一台4层4站的电梯为例，先根据控制要求计算所需要的I/O接口点数，其中输入点数为32，输出点数为24。选用X5系列PLC的一个CPU单元X5-1414RD和一个扩展单元E5-0016D来完成电梯控制系统的逻辑控制。
1、输入接口：
序号
输入接点
输入功能
序号
输入接点
输入功能
1
10001
安全回路
17
10017
四楼指令按钮
2 关门按钮
18
10018
一楼上召按钮
3
10003
检修开关
19
10019
二楼上召按钮
4
10004
门锁
20 二楼下召按钮
5
10005
消防开关
21 三楼上召按钮
6
10006
上强迫减速限位
22 三楼下召按钮
7
10007
下强迫减速限位
23 四楼下召按钮
8
10008
安全触板
24 80％满载
9
10009
上平层感应器
25
10033
110％超载
10
10010
下平层感应器
26
10034
抱闸反馈
11
10011
开门按钮
27
10035
变频器准备就绪
12 开门到位
28
10036
变频器运行中
13
10013
变频器故障
29
10037
零速
14
10014
一楼指令按钮
30
10038
泊梯开关
15
10015
二楼指令按钮
31
10039
旋转编码上行方向
16
10016
三楼指令按钮
32
10040
旋转编码上行方向
2、输出接口
序号
输出线圈
输出功能
序号
输出线圈
输出功能
1
<,, /SPAN>
00001
上行方向指示
13
00013
门区照明
2
00002
下行方向指示
14
00014
报站钟
3
00003
开门继电器
15
00015
照明
4
00004
关门继电器
16
00016
主接触器控制
5
00005
速度编码1
17
00017
抱闸控制
6
00006
速度编码2
18
00018
七段码楼层显示A
7
00007
变频器使能
19
00019
七段码楼层显示B
8
00008
变频器复位
20
00020
七段码楼层显示C
9
00009
1楼召唤输出指示
21
00021
七段码楼层显示D
10
00010
2楼召唤输出指示
22
00022
七段码楼层显示E
11
00011
3楼召唤输出指示
23
00023
七段码楼层显示F
12
00012
4楼召唤输出指示
,
24
00024
七段码楼层显示G
四、 工作过程
电梯完成一个呼叫响应的步骤如下：
（1）电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。
（2）电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。
（3）当电梯检测到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速，并以低速运行至平层点停止。
（4）平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；再经过一定延时后关门，直到安全触板开关动作。
五、 控制系统软件设计
1．软件流程
图二PLC控制电梯工作流程图
2．模块化编程
电梯控制系统是集选式控制方式，适合采用模块化编程方法，下面介绍几个模块的梯形图程序：
（1）电梯自检模块：安全回路中各开关接触良好，安全回路信号（10001）输入，安全继电器（01169）闭合。当电梯开关门完成（01037），关门到位（01155）输出为ON，且处于非强制状态时，如果变频器无故障输入（10013），则电梯允许（01038）正常运行。
（3）平层检测和强迫减速模块：当电梯检测到上、下平层感应器（10009和10010）的输入信号时，表明电梯已经进入平层区。当电梯上行轿厢碰到上强迫换速开关（10006）时，上强迫换速开关动作，电梯由快速被强迫换速为慢速，并判断电梯的实际运行楼层（40400）是否运行到最顶层（＃00008）；当电梯下行轿厢碰到下强迫换速开关（10007）时，下强迫换速开关动作，电梯由快速被强迫换速为慢速，并判断电梯是否运行到最底层（＃00001）。
（4）楼层召唤灯指示模块：当有楼层召唤登记（如01001）或已有该楼层召唤灯输出（如00009）时，如果实际运行楼层（40400）不等于召唤楼层，则该楼层召唤灯输出显示亮；如果实际运行楼层（40400）不等于召唤楼层，则该楼层召唤灯输出熄灭。
六、 结束语
本文以亿维自动化技术有限公司生产的X5系列PLC为例，阐述了PLC在电梯控制系统中的应用，分别描述了电梯控制系统的构成及工作原理，并给出了PLC的I/O接口配置及其软件设计流程和梯形图的编写。
通过X5系列PLC在某型号电梯控制系统的现场应用，在广大电梯使用客户中获得了良好的评价，并得到了多家生产厂家对该系列PLC质量和性能的认可，该电梯控制系统只需要稍加改进即可应用于更高性能要求的电梯中。这一切都表明该系列PLC不仅可以满足电梯对高可靠性的实际需求，而且在控制水平和性能完全可以替代进口的同类产品，并将突破电梯领域应用到更为广泛的行业，未来前景将更为广阔
