基于PLC的XK-LM4A型四层电梯模型控制系统设计

王章俊 甯油江

（贵州电子科技职业学院，贵阳 550025）

电梯作为一种典型的机电一体化产品，控制系统复杂。现代电梯的控制已由继电器控制过渡到可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制，并逐渐过渡到一体化微机控制。目前，市场上大部分电梯已经采用一体化微机控制系统。然而，在很多领域依旧采用PLC控制，是一种经济可靠的选择方式，特别是对电梯控制系统设计教学具有重要意义[1]。

1 XK-LM4A型四层电梯模型介绍

XK-LM4A型四层电梯模型如图1所示，是一种教学用的四层电梯模型，采用两台24 V直流电机驱动实现电梯轿厢的升降和开关门。该模型可以实现电梯上下行控制、平层限位、开关门控制、外部呼叫和按钮显示、内选信号和按钮指示等功能，可以模拟一台四层电梯的主要运行情况，对PLC的学习和电梯的控制系统设计具有积极作用[2]。XK-LM4A型四层电梯模型的各符号及其对应功能，如表1所示。

表1 XK-LM4A型四层电梯模型各接口符号及其对应功能

2 四层电梯模型控制要求分析

XK-LM4A型四层电梯模型工作的主要控制要求为：外呼要求是指在任一层按下外呼按钮，可以将电梯呼叫到本层并自动开门，开门到位后延时5 s电梯关门；内选要求是指乘客进入电梯后按下目的楼层按钮（本层无效），电梯响应，到达指定楼层则打开电梯门；开关门要求是指乘客在电梯内无外呼和内选信号时，可以手动开门和关门，开门后延时5 s自动关门；按钮指示要求是指开关门按钮，按下后常亮直到开门、关门到位才会灭；电梯根据上行指示和下行指示运行；急停功能[3]。需要注意，同时只能有一个外呼或内选信号。

3 I/O分配

根据XK-LM4A型四层电梯的控制要求定义PLC的输入和输出接口功能，分别如表2和表3所示。

表2 PLC输入接口及其功能

表3 PLC输出接口及其功能

4 硬件选型与控制原理图

根据控制要求和PLC的输入/输出（Input/Output，I/O）分配表，可以选择三菱FX3U-32MT型号的PLC。三菱PLC以高性能、低价格的优点满足了中国工控行业的需求，在中小型项目中应用广泛[4]。XKLM4A型四层电梯模型PLC原理图，如图2所示。

5 程序编写

根据XK-LM4A型四层电梯控制要求对电梯各功能版块编写电梯模型图程序。

5.1 楼层感应程序

XK-LM4A型四层电梯每一层设有限位感应开关，通过该开关自动感应电梯所在楼层[5]。以其中两层为例，楼层感应程序如图3所示。

5.2 目标楼层的选择

XK-LM4A型四层电梯通过外呼和内选两种方式选择目标楼层，将对应的楼层存入D10。以1、2层为例编写程序，3、4层类似，外呼和内选信号如图4所示。

5.3 判断目标楼层与当前楼层的关系

通过判断当前楼层和目标楼层的关系，决定电梯上行还是下行。如果当前楼层和目标楼层一致，则电梯进行开门动作；如果当前楼层小于目标楼层，则电梯上行；如果当前楼层大于目标楼层，则电梯下降。判断电梯运行方向程序，如图5所示。

5.4 电梯上行、下降及停止

若电梯上行和下降至与当前楼层和目标楼层相等时，则电梯到达目标并停止。电梯上、下行及停止程序，如图6所示。

5.5 开关门和开门延时

当电梯运行至目标楼层时自动开门，延时5 s后自动关门。当电梯停在某一层、无外呼或内选信号时，可以手动开门或关门。开关门程序，如图7所示。

6 结语

文章主要分析XK-LM4A四层电梯控制的要求，设计XK-LM4A四层电梯模型控制系统PLC接线的原理图和梯形图程序。试验表明，该程序满足了电梯控制要求，可为实际电梯的PLC控制提供参考。