《电梯模型》教学目的：1．使同学掌握电梯模型的硬件结构，对PLC的硬件设计方法具有一定的掌握。

2．使同学们掌握大型PLC程序的编制、调试方法。

3．使同学们掌握较复杂的PLC控制设备软件和硬件结合的设计、调试方法。

4．使同学们掌握PLC控制变频器进行交流调速的方法。

5．使同学们掌握PLC与触摸屏连接控制的方法。

6．使同学们掌握多台PLC之间利用PC-LINK技术进行数据交换的方法。

7．进一步巩固PLC中高速计数器的使用。

教学对象：2012年维修电工技师培训班教学时间：2周教学方式：理论讲解、实践动手、随堂指导、故障模拟教学重点：PLC控制系统中软件与硬件结合的设计、调试方法教学难点：1．电梯的控制要求2．触摸屏与PLC的连接以及控制3．变频器与PLC的连接以及控制4．多台PLC的PC-LINK数据交换技术第一部分电梯的控制要求利用PLC控制电梯是一种比较成熟的技术，在实际应用中有很广阔的市场。

实际应用的电梯比较复杂，包括电气控制和机械方面，电梯模型主要是模拟实际电梯中的大部分电气控制。

具体的电梯控制模型控制要求如下:一、电梯具有两种运行模式：自动模式和手动模式（也叫消防模式）。

二、在手动模式（消防模式）下，电梯轿厢可以实现上行、下行、开门、关门等动作，并且可以随时停止，随时开关门。

三、在自动模式下，电梯的控制比较复杂，具体如下：1．当由手动模式改为自动模式或者电梯在自动模式下通电时,电梯关闭轿厢门，然后自动下降，返回下基准位置进行原点定位。

在此过程中，不响应任何呼叫信号。

到达基准位置后，电梯可以接受呼叫信号，进入正常运行阶段。

2．当有外呼梯信号到来时，电梯去对应的楼层响应该呼梯信号。

电梯轿厢响应某一个请求信号时，首先自动开门。

如果有人按下关门按钮，轿厢将关门。

如果没有人按下关门按钮，电梯轿厢门将延时一段时间后自动关门。

3．当有内呼梯信号到来时，电梯去对应的楼层响应该呼梯信号。

4．在电梯运行过程中，只响应经过楼层同方向的外呼梯信号，不响应经过楼层反向外呼梯信号。

但如果某反向外呼梯信号前方再无其他内呼梯、外呼梯信号，则电梯响应该外呼梯信号。

例如：电梯轿厢在一楼，将要运行到三楼，在此过程中可以响应二层向上外呼梯信号，但不响应二层向下外呼梯信号。

同时,如果电梯到达三层,如果四层没有任何呼梯信号,则电梯可以响应三层向下外呼梯信号。

否则,电梯将继续运行至四楼，然后向下运行响应三层向下外呼梯信号。

5．电梯应当具有最远反向外呼梯响应功能。

例如：电梯轿厢在一楼。

而同时有二层向下外呼梯。

三层向下外呼梯。

四层向下外呼梯信号到来。

则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。

6．电梯未平层或运行时，开门按钮、关门按钮均不起作用。

平层且电梯停止运行后，按开门按钮轿厢门打开，按关门按钮轿厢门关闭。

7．电梯具有显示现在轿厢所处于的楼层以及电梯轿厢运行方向的能力，方便乘客。

8．电梯运行具有加速和减速控制。

当电梯开始运行时，从某一个较低的初始速度开始加速，直到最高速度。

当电梯将要接近一个需要停下来的楼层时，从最高速度进行减速，最后以一个较低的速度平层。

楼层和平层检测采用旋转编码器累计脉冲计数来实现。

第二部分硬件系统电梯模型的硬件部分主要由两台PLC、变频器、触摸屏、电梯轿厢、电梯本体等构成。

电梯控制中，主要有2种运动控制，一个是电梯轿厢的开关门控制，采用的是直流电动机驱动；另一个是电梯轿厢在电梯井道里的运动，用PLC的PWM脉冲输出功能驱动变频器，由变频器控制交流电动机的速度来实现。

电梯的硬件构成采用了模块化结构，每三层电梯由一台PLC控制。

如果一台电梯有六层，那么就有两台PLC参与控制。

两台PLC之间采用了PC—LINK的网络连接进行数据交换，六层电梯的电梯结构示意图如图1-1所示。

其外部电气原理接线如图1-2所示，其主要分为两部分：主PLC外部电气接线以及从PLC外部电气接线。

其中主PLC主要负责的输入输出信号如表1-1所示，从PLC主要负责的输入输出信号如表1-2所示。

表1-1 主PLC输入输出信号表1-2 从PLC输入输出信号图1 电梯结构示意图1—变频电动机2—编码器3—触摸屏4—PLC主机5—按钮6—轿厢7—变频器8—控制柜第三部分控制程序六层电梯的控制是由两台PLC来控制的，分别称为主PLC和从PLC，两台PLC中均有控制程序。

其中从PLC的程序主要是负责外部信号的采集和驱动部分外部信号，还有就是控制与之相连接的触摸屏GT10显示的画面。

而主PLC是主要的控制装置，它要对部分外部信号进行采集，驱动外部负载，判断电梯的运行方向以及轿厢开关门等等，所以程序较为复杂，下边具体说明。

一、从PLC控制程序从PLC主要是负责-1层到2层的外部呼叫信号采集以及这三层呼叫信号的锁定，还有就是控制电梯轿厢的开门与关门并且将门是否打开或关闭的信号（由专门的限位开关来检测）、电梯轿厢门是否安全（由一对光电传感开关组成）传送给PLC，并且要负责触摸屏GT10所显示的画面。

1．本地输入继电器信号送入LINK继电器2．LINK继电器数据送到本地输出继电器3．控制触摸屏GT10显示画面触摸屏GT10显示的画面是由与其相连接的PLC的数据寄存器DT0中的数据来决定的，一台GT10可以存储256幅画面，标记为十六进制数0-FF，PLC中的数据寄存器DT0中的数据是多少，就显示那一幅画面。

目前与从PLC连接的触摸屏里面保存了2幅画面，分别是手动控制画面和自动控制画面，其中自动控制画面的编号是0，手动控制画面的编号是1。

二、主PLC控制程序电梯控制程序按PC-LINK数据交换部分，手动控制程序部分，自动复位控制程序，呼梯信号锁定与清除程序，平层判断控制程序，电梯轿厢开、关门控制程序，电梯轿厢运行方向控制程序，电梯轿厢加、减速控制程序等八部分进行介绍。

1．PC-LINK数据交换部分本地数据送入PC-LINK单元控制程序如图1-11a所示。

PC-LINK单元送入本地数据控制程序如图1-11b所示。

a）本地数据送入PC-LINK单元控制程序b）PC-LINK单元送入本地数据控制程序图1-11PC-LINK数据交换控制程序本段程序的目的是若干个PLC之间用PC-LINK方式来交换数据。

PC-LINK的数据交换方式是在LINK继电器（以WL、L为继电器标识）中给每台PLC都分配一段可读可写的继电器序号，每台PLC的可读可写继电器序号不会发生重叠，其余的继电器序号只可读不可写，这样分配的目的是为了防止若干个PLC同时对某一个继电器进行写入操作从而引起系统错误。

在所有的用PC-LINK连接起来的PLC，它们的LINK继电器的状态是自动保持一致的，比如其中一台PLC对某一个LINK继电器进行了写入操作，使该继电器闭合（ON），那么和这台PLC通过PC-LINK连接的PLC的对应的LINK继电器的状态也会变为ON，并不需要用户编程来传送数据，所有的一切均是自动完成。

上面中的两段程序就是用来交换数据的。

第一段程序的目的是将外部输入信号的状态传递给LINK继电器，以用来通知其余的PLC；第二段程序的目的是将别的PLC的信号读进来，用来控制本台PLC的继电器。

2．手动控制程序部分手动控制程序部分如图1-12所示。

图1-12手动控制梯形图程序手动控制程序主要是在手动模式下控制电梯轿厢的上行、下行以及电梯轿厢门的开启、关闭。

这一段程序较为简单，当控制开关放置在手动模式下时，继电器L44将闭合，手动控制程序将开始工作。

上面图1-12中的示例程序是用来手动控制电梯轿厢的上行。

当电梯轿厢未到达上极限位置（L66为OFF）或上基准位置（L65为OFF），按下电梯上的上行按钮（L47）或触摸屏上的上行按钮（R74），电梯轿厢的正转驱动继电器（Y1）将闭合，电梯轿厢将上行。

当电梯轿厢到达上极限位置（L66为OFF）或上基准位置（L65为OFF），或电梯上的上行按钮（L47）和触摸屏上的上行按钮（R74）均不被按下，电梯轿厢的正转驱动继电器（Y1）将释放，电梯轿厢将停止运行。

电梯轿厢下行控制和电梯轿厢的开门、关门控制也是类似的。

F0指令是用来控制触摸屏显示手动控制画面，CNDE指令是为了防止在手动控制时自动控制程序被启动，所以使用了条件结束指令。

一旦手动控制模式开关（L44）闭合，整个PLC控制程序将在此处结束，余下的PLC程序将不被执行，PLC转而进入循环扫描的下一个阶段。

3．自动复位控制程序自动复位控制程序如图1-13所示。

图1-13自动复位控制梯形图程序当电梯在自动控制模式下由断电状态变为通电状态，或者由手动控制模式转为自动控制模式时，需要执行自动复位控制程序，这段程序的目的是使电梯恢复到初始状态：电梯轿厢门关闭，电梯处于下基准位置。

复位控制的过程是这样的：复位控制继电器用（R200）来记忆复位过程。

当电梯轿厢安全开关（L4F）检测轿厢门已经安全时，轿厢门（LE）可以关闭。

轿厢门关闭限位开关（L4A）检测到轿厢门关闭后，如果电梯轿厢不在下基准位置（L41），电梯轿厢反转驱动继电器（Y2）将闭合，电梯轿厢将下行，直到下基准位置（L41为ON），复位过程结束。

4．呼梯信号锁定与清除梯形图程序图1-14呼梯信号锁定与清除梯形图程序电梯控制中呼梯信号包括外呼梯信号（在电梯轿厢外选择的请求上楼或下楼的信号）和内呼梯信号（乘客需要到达的楼层）。

呼梯信号的锁定与清除比较简单，图1-14中的示例程序分别为内呼梯锁定与清除控制和外呼梯锁定与清除信号。

只要电梯轿厢不处于某一楼层，并且该楼层有内呼梯信号，那么该呼梯信号就需要被锁定。

只要电梯到达对应的楼层，该呼梯信号就应当被响应，响应的标志是电梯到达该楼层时停止运行，打开轿厢门。

外呼梯信号的锁定与清除相对来说要复杂一点，只要某一楼层有外呼梯信号，那么该呼梯信号就需要被锁定。

当电梯运行方向与呼梯方向相同，那么就需要响应该信号；如果电梯运行方向与呼梯信号方向相反，那么就需要等待电梯轿厢运行回来后，再响应该呼梯信号。

如果电梯轿厢在运行过程中，有多个反方向呼梯信号同时存在，例如在电梯向上运行过程中同时存在有1层向下呼梯信号、2层向下呼梯信号、3层向下呼梯信号、4层向下呼梯信号，那么就要优先响应最远的反方向呼梯信号，即4层向下呼梯信号，然后电梯轿厢转为向下运行，依次响应其余的呼梯信号（此时其余的呼梯信号已经变为同向呼梯信号）。

如果电梯轿厢在向上运行过程中，到达某一层遇到反方向呼梯信号，并且该楼层前方再没有其他的任何呼梯信号，那么就需要开门响应该呼梯信号。

上图中的程序表示的就是电梯轿厢响应1层往下外呼梯信号的控制程序：当电梯轿厢往下运行（L16为ON），到达1层时候就需要开门响应该呼梯信号；如果电梯轿厢往上运行（L17为ON），1层楼层前方再没有其它的任何呼梯信号（R201为ON），那么到达1层时候就需要开门响应该呼梯信号。