PLC技术在电梯控制系统中的应用与研究

PLC技术在电梯控制系统中的应用与研

究

摘要:由于PLC 应用十分普遍，其已在当前的制造业和日常生活领域中获得

了广泛的使用，同时，PLC 还具有使用方便、性能稳定、系统的研制周期较短、

维修十分简单等优点。本文将PLC 技术应用于电梯控制系统。

关键词：PLC技术；电梯控制系统；应用

引言

PLC 控制系统在电梯控制中得到了推广应用，主要得益于其逻辑开关控制功能，在控制过程中能够对各种逻辑开关进行有效控制，从而实现对电梯的控制，

在传统的电梯控制功能上，优化了选层、选向等功能，比传统的继电器系统更容

易完成复杂指令，有助于提高电梯系统的运行效率，提高其市场竞争力。

1PLC的组成结构

PLC 的组成结构主要包括以下部分：①中央处理单元。中央处理单元（CPU）主要负责逻辑算法和数学计算结果，并协调整个控制器的工作。②存储器。存储

器一般用来存储系统的编程程序，以及控制执行程序、用户程序、过程变量之间

的程序设计逻辑和算法等各种信号。③电力供应。PLC 的供电方式包括系统电源、备用供电和内存供电。其电源的持续时间长，可高效地为电梯系统提供强劲的供

电保障。④出口/入口单元。入口单元用来对输入输出信息加以分离、筛选和电

平变换。出口单元则用来扩大PLC 的输入输出点数，通过变换电平来直接驱动监

控对象。输入输出单元外部接口是通过PLC 获得控制器现场信息的主要输入输出

通路。输入输出连接电路部分主要由滤波电路、点分离集成电路和控制输入内部

电路等构成。可编辑控制台的硬件设备更加完善，从而有效优化了各控制器的相

互操作。可编程控制器与电梯控制系统的商业应用也有着较为广阔的前景，主要

体现为可编程控制器和电梯系统之间的灵活组合，广大使用者重点关心的是使用

可编制控制器完成对对象控制的任务，要求控制任务为用户必需和有价值的内容，而可编程控制器的最主要功用是硬件布线与控制器编程。

有关电梯上升或向下的信息通过面板传送给PLC 控制器，电梯的层数则由多

个感应器发送到控制器，控制器可以利用感应层数来调整电梯。同时，电梯相关

的电器、轿厢开关等也由PLC 控制器控制并进行运算。楼层电梯的整个工作流程

就是在PLC 控制器的监控下进行的。关于可编程控制器的规划工作有很多种系统

规划方式：线性规划和结构规划。对于一个简单的可控体系来说，线性规划的应

用较为简洁和方便。对一个复杂的系统来说，如果采用了线性规划方式，就可能

很难进行控制任务的程序设计，反之，通过结构规划便很容易完成编程任务。因此，线性规划与结构规划在系统的规划设计中是选择性应用的。

2PLC技术在电梯控制系统中的应用

2.1电梯控制系统的结构

在电梯改造控制中，在应用PLC控制变频器的情况下，电梯控制系统的主要

构成有PLC、变频器、输入/输出以及旋转编码器等。其中电梯的开关门信号、内

外呼召唤信号等主要是通过PLC集中处理，然后基于逻辑运算，变成起动或停止

信号、多段速度信号、正或反转信号等，就是变频器运行所需的控制信号，此外

还有门机驱动信号、楼层显示信号与方向信号等。与此同时，这些信号还会发送

给PLC，由此构成双向联络关系，在此情况下，电机就会在根据PLC发出的控制

信号，在变频器的驱动下进行运转，从而实现对电梯的控制。

2.2电梯控制系统的调速

调速控制部分主要是对电梯运行速度进行控制，但这并不仅仅指运行的速度，还包括起动加速、制动减速等，由此可以看出，这部分对于电梯的乘坐舒适度好

坏起着关键作用。因此，在电梯改造控制中可以选择VS-676GL5型变频器，这样

有助于电动机输出状态的理想化，对提高控制的精确度以及操作的平稳性有着重

要意义。作为一种电流矢量控制型的变频器，它不仅可以满足电梯运行的基本功

能需求，还有自动力矩补偿、电机参数自学习功能、高起动力矩等。在具体应用中，可以借助其楼层自学习功能，对各层楼的距离进行测定，然后利用速度曲线

计算实现独特的距离控制，这样就可以实现高效率、高精度的运行。而自动力矩

补偿的价值在于确保电梯在不同负载状态下都能稳定、安全运行。例如，一般电

梯运行的速度基本为50Hz左右，假如是空载状态下，运行速度要比平衡状态再

快一些，此时自动力矩补偿可以保证速度不会过快；而满载时，由于运行速度较

平衡状态时慢一些，在自动力矩补偿后就可以提升速度，从而保证电梯的有效运转。为了最大限度满足电梯的要求，必须通过对速度检测与反馈，形成闭环矢量

控制系统，而这需要将电动机与旋转编码器进行连接，由此测出电动机运转速度。在这一过程中，当旋转编码器轴转动的时候，就可以根据输出的A、B二相脉冲

的相序、频率了解电动机转动的方向与转速，然后将其输出给PG卡，并由PG卡

将该反馈信号传送至变频器，这样便能实现闭环运行。因为该控制系统使用的是

脉冲编码控制技术，所以就不需要进行减速感应器的设置与应用，只用平层感应

装置即可。

2.3电梯控制系统的逻辑控制

随着人们生活条件的提高，对电梯的使用需求也越来越多样化，这使得电梯

的控制变得更加复杂。例如在接收用户信号的同时，还需要进行多种离散信号的

处理。不过，一般电梯运行都有相应的规律，因为其主要是根据某种特定程序进

行重复动作，如开门、关门、选层、加速运动等。故此，可以结合相应的程序流

程进行编程，但要注意程序设计中，电梯轿厢内部的指令优先，并且遵循就近停靠、顺向截车的原则。（1）对控制开、关门的程序进行设计。在电梯控制系统

当中，门电路部分是相对独立的一个单元，其主要作用就是对开门、关门进行控制。在这一过程中，设计人员需要首先清楚电梯门的种类，一般包括厅门和轿厢

的门，其中厅门指的是每个楼层的门，通常无法自行进行关或开，而是根据轿厢

门被动地关或开；轿厢门的开或关则是主动的，由相应的电动机进行拖动。假如

电梯没有达到相应楼层，厅门是不能随意打开的，必须处于闭锁状态，否则很可

能引发安全事故。（2）控制到层指示与呼叫指示的程序设计。在电梯运行期间，对于电梯控制的关键就是使其可以按照相应指令达到某一楼层，而指令主要来自

轿厢内与厅外，这就需要基于层呼叫指示与到层指示的程序促使电梯正常运转。

最后，控制电梯启动与运行的程序设计。