可编程控制器(PLC)的八层电梯监控系统(3)

当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。 3.2.2 PLC电梯信号控制系统的实现

电梯信号控制基本由 PLC软件实现。电梯信号控制系统如图3-2所示，输入到 PLC的控制信号有: 内指令信号（电梯内请求）、外指令信号（电梯外请求）、门层信号（限位信号）、开门和关门信号。

图3-2 电梯PLC信号控制系统框图

3.3 本设计中PLC的I/O接口及内存分配

本设计是以八层电梯为例，需要的控制开关包括：电梯楼层的限位开关、梯内的请求开关、梯外的请求开关，开门和关门的开关。设备需要有34个输入点、有18个输出点需要控制，故选择S7-200系列CUP226的PLC（24入/16出）和S7-200系列PLC的扩展模块EM223（4入/4出）、EM221（8入）。

设计中包含的PLC内存类型和属性如表3-1所示：

表3-1设计中包含的PLC内存类型和属性

区域 I Q M SM 说明 离散输入 离散输出 内部内存位 特殊内存位 位存取 读/写 读/写 读/写 读/写 字节存取 读/写 读/写 读/写 读/写 字存取 读/写 读/写 读/写 读/写 双字存取 可保留 可强迫 读/写 读/写 读/写 读/写 否 否 是 否 是 是 是 否 第 11 页 / 共 22 页

（SM0-SM29为只读内存区） V 变量内存 读/写 读/写 读/写 读/写 是 是 欲存取位，指定位址，位址包含区域标识符和字节位号。零是所有数据区的第一个地址。字节号后面的小数点用于区别字节号和位号。位址是从0至7的十进制数字。 例如: I0.0 或 M2.7

本设计中PLC I/O端口及内存分配如下所示： 输入部分：

表3-2 输入端口分配表

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I3.2 I3.3

I3.4 I3.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I3.0 I3.1 I1.4

电梯一层限位 电梯二层限位 电梯三层限位 电梯四层限位 电梯五层限位 电梯六层限位 电梯七层限位 电梯八层限位 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5

梯外一层向上请求按钮 梯外二层向上请求按钮 梯外二层向下请求按钮 梯外三层向上请求按钮 梯外三层向下请求按钮 梯外四层向上请求按钮 梯外四层向下请求按钮 梯外五层向上请求按钮

梯外五层向下请求按钮 梯外六层向上请求按钮 梯外六层向下请求按钮 梯外七层向上请求按钮 梯外七层向下请求按钮 梯外八层向下请求按钮 电梯上极限 电梯下极限 梯内一层请求按钮 梯内二层请求按钮 梯内三层请求按钮 梯内四层请求按钮 梯内五层请求按钮 梯内六层请求按钮 梯内七层请求按钮 梯内八层请求按钮 梯内开门按钮 I2.6 I4.0 I2.7 I4.1 I4.2 I4.3 第 12 页 / 共 22 页

I1.5 梯内关门按钮 输出部分：

表3-3 输出端口分配表

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0

中间继电器部分：

一层向上指示 二层向上指示 二层向下指示 三层向上指示 三层向下指示 四层向上指示 四层向下指示 五层向上指示 五层向下指示 Q1.2 Q1.1 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7 Q2.0 Q2.1 六层向上指示 六层向下指示 七层向上指示 七层向下指示 八层向下指示 电梯开门 电提关门 启/停 正/反转 表3-4 中间继电器分配表

M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 M2.0 M4.0 M4.1 梯内一层请求信号 梯内二层请求信号 梯内三层请求信号 梯内四层请求信号 梯内五层请求信号 梯内六层请求信号 梯内七层请求信号 梯内八层请求信号 脉冲信号 正转信号（上升） 反转信号（下降） M1.0 M1.1 M2.1 M1.2 M2.2 M1.3 M2.3 M1.4 M2.4 M1.5 M2.5 梯外一层向上请求信号 梯外二层向上请求信号 梯外二层向下请求信号 梯外三层向上请求信号 梯外三层向下请求信号 梯外四层向上请求信号 梯外四层向下请求信号 梯外五层向上请求信号 梯外五层向下请求信号 梯外六层向上请求信号 梯外六层向下请求信号 第 13 页 / 共 22 页

变量存储器部分:

M1.6 M2.6 M1.7 梯外七层向上请求信号 梯外七层向下请求信号 梯外八层向下请求信号 表3-5 变量存储器分配表

VB0 VB4

存放当前层数据 存放目标请求层数据 V是区域标识符，用V存储器存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以用它来保存与工作或任务相关的数据，是PLC进行内部数据变换的中间环节。PLC取代继电器的内部变换主要在这里进行。一般的PLC都提供了容量较大的变量存储区。按位、字节、字、双字来存取V存储器中的数据。本设计中采用的是字节访问标识：

V [长度] [起始字节]

4 PLC电梯控制系统程序设计

由于硬件系统的外部连接设备是固有的，并不能加以改动。所以在分配好PLC的I/O接口及内存后，为了实现优化控制，就需要用西门子STEP 7专业编程软件对电梯控制程序进行设计。由于电梯控制系统实际上是一个人机交互式的控制系统，因此单纯采用顺序控制或逻辑控制是不能够满足要求的，而应该在设计中采用随机逻辑控制方式。同时，由于梯形图之间的相互关联性很强，程序设计比较复杂，因此在电梯控制系统的软件部分时，主要采用模块化的编程思想来进行设计。

4.1 本设计编程遵循的控制规律

电梯的运行规律：主要有上升、下降、开轿门、关轿门这四种工作方式。 其编制的程序主要遵循以下控制规律:

（1）电梯遵守集选规则，即将呼叫信号先进行登记，对与电梯运行同向的呼叫信号逐一应答，当同向指令和召唤应答完毕后电梯可以自动换向。

（2）电梯还遵循相应的调度原则：正常情况下，当电梯首次开机使用时，电梯将

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会自动下降到一层，在第一层楼待命。当某层站有门厅呼叫信号时，电梯立即启动并定向运行去接该层站的乘客。

（3）当电梯因轿厢内指令而到达基站后关门待命时，电梯停留在最后停靠的层站待命。

（4）当电梯正在上行时

?若是当前层上方出现上行方向的门厅呼叫信号，电梯按照由低层到高层的优先顺序进行响应。

?若是当前层上方出现下行方向的门厅呼叫信号，电梯暂时不响应，待执行完本周期内最高层上行目标请求后再响应该请求信号。

?若是当前层下方出现向下或向上的门厅呼叫信号，电梯暂时不响应，待执行完本周期内最高层上行目标请求后再按照一定的优先顺序响应请求信号。 （5）当电梯正在下行时

?若是当前层下方出现下行方向的门厅呼叫信号，电梯按照由高层到低层的优先顺序进行响应。

?若是当前层下方出现上行方向的门厅呼叫信号，电梯暂时不响应，待执行完本周期内最低层下行目标请求后再响应该请求信号。

?若是当前层上方出现向下或向上的门厅呼叫信号，电梯暂时不响应，待执行完本周期内最低层下行目标请求后再按照一定的优先顺序响应请求信号。 （6）开、关门控制规律

? 电梯响应开关门呼叫或到目标层停车自动开门；

? 开门延迟时间到后，自动关门，延迟时间未到可以手动关门； ? 在电梯关门过程中，需开门时，可以通过手动开门实施重新开门；

4.2 PLC电梯控制系统程序设计内容

根据电梯的运行控制规律，和PLC程序扫描运行的特点。我在本次设计中按照所要完成的不同功能，将程序分为八个模块，即：

主程序： 启动

子程序：shangsheng（上升） xiajiang（下降） yunxing（运行）

tineiqingqiu（梯内请求） tiwaiqingqiu（梯外请求）、 dangqianceng（当前层） kaiguanmeng（开关门）

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