PLC自動(dòng)控制電梯系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)（二）核心子程序設(shè)計(jì)1.初始化子程序（SBR0）功能：電梯上電后設(shè)置初始狀態(tài)，確保系統(tǒng)從安全狀態(tài)啟動(dòng)：電梯停在首層（默認(rèn)樓層為1層）；轎廂門(mén)完全打開(kāi)（門(mén)機(jī)“開(kāi)門(mén)”信號(hào)置1）；所有呼梯信號(hào)清零（內(nèi)呼、外呼登記位復(fù)位）；運(yùn)行方向停止（無(wú)上升/下降信號(hào)）；故障標(biāo)志復(fù)位（無(wú)故障狀態(tài)）。2.呼梯處理子程序（SBR1）功能：登記呼梯信號(hào)（內(nèi)呼、外呼）并消去已處理信號(hào)，避免重復(fù)響應(yīng)：呼梯登記：當(dāng)某層外呼按鈕（如2層上行按鈕）被按下，且該呼梯未被登記（通過(guò)中間繼電器M0.0-M0.5表示1-6層外呼狀態(tài)），則置位對(duì)應(yīng)的中間繼電器（如M0.1=1），同時(shí)點(diǎn)亮該層外呼指示燈（如Q2.1=1）。呼梯消去：當(dāng)電梯到達(dá)該層（樓層傳感器觸發(fā)）并完全?？浚ㄆ綄有盘?hào)有效）、門(mén)完全關(guān)閉（門(mén)狀態(tài)信號(hào)有效），則復(fù)位對(duì)應(yīng)的中間繼電器（如M0.1=0），熄滅外呼指示燈。3.選層邏輯子程序（SBR2）選層邏輯是電梯效率的關(guān)鍵，本文采用順向優(yōu)先算法（符合人類(lèi)候梯習(xí)慣，減少往返次數(shù)），核心邏輯如下：方向判斷：若當(dāng)前電梯向上運(yùn)行（上升信號(hào)M1.0=1），則只響應(yīng)當(dāng)前樓層以上的內(nèi)呼/外呼（如當(dāng)前在3層，只處理4-6層呼梯）；若向下運(yùn)行（下降信號(hào)M1.1=1），則只響應(yīng)當(dāng)前樓層以下的內(nèi)呼/外呼（如當(dāng)前在5層，只處理1-4層呼梯）；若停止（M1.0=M1.1=0），則根據(jù)最近呼梯方向確定運(yùn)行方向（如當(dāng)前在3層，若2層有下行呼梯，3層有上行呼梯，則優(yōu)先處理最近的3層上行呼梯）。目標(biāo)樓層選擇：在順向范圍內(nèi)，按樓層順序選擇最近的呼梯樓層（如當(dāng)前在3層向上運(yùn)行，4層、6層有呼梯，則優(yōu)先?？?層）。方向切換：當(dāng)順向無(wú)呼梯時(shí)，切換運(yùn)行方向（如向上運(yùn)行至6層后，若6層以下有呼梯，則轉(zhuǎn)向向下）；若無(wú)任何呼梯，電梯停止在當(dāng)前樓層，進(jìn)入“待梯狀態(tài)”。4.運(yùn)行控制子程序（SBR3）功能：控制曳引電機(jī)按運(yùn)行曲線（啟動(dòng)→加速→勻速→減速→停止）運(yùn)行，確保平穩(wěn)性（加速度≤0.5m/s2）和平層精度（±5mm）：?jiǎn)?dòng)階段：PLC向變頻器發(fā)送“啟動(dòng)”信號(hào)（Q0.0=1），并通過(guò)模擬量輸出（AQW0）逐漸增加電壓（從0V升至10V，時(shí)間2s），驅(qū)動(dòng)電機(jī)從0Hz加速至額定頻率（如50Hz）。勻速階段：模擬量輸出保持10V，電機(jī)以額定速度運(yùn)行（如1.5m/s），同時(shí)通過(guò)樓層傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前位置。減速階段：當(dāng)電梯接近目標(biāo)樓層（如距離目標(biāo)樓層1m），PLC逐漸降低模擬量輸出電壓（從10V降至0V，時(shí)間2s），電機(jī)減速至0Hz，同時(shí)觸發(fā)平層傳感器（如光電傳感器檢測(cè)到目標(biāo)樓層反光板），確保精準(zhǔn)?？?。停止階段：電機(jī)停止后，PLC向門(mén)控制子程序發(fā)送“?？客瓿伞毙盘?hào)（M2.0=1），觸發(fā)開(kāi)門(mén)動(dòng)作。5.門(mén)控制子程序（SBR4）門(mén)控制需兼顧安全性（防夾）和效率（開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間≤3s），核心邏輯如下：開(kāi)門(mén)流程：當(dāng)電梯到達(dá)目標(biāo)樓層（M3.0=1）且平層有效（M3.1=1），PLC向門(mén)機(jī)發(fā)送“開(kāi)門(mén)”信號(hào)（Q0.2=1），門(mén)機(jī)驅(qū)動(dòng)轎廂門(mén)打開(kāi)；當(dāng)門(mén)“開(kāi)到位”（接近開(kāi)關(guān)觸發(fā)，I1.0=1），停止門(mén)機(jī)（Q0.2=0），并啟動(dòng)開(kāi)門(mén)保持計(jì)時(shí)器（T0，設(shè)定時(shí)間10s）。關(guān)門(mén)流程：若開(kāi)門(mén)保持計(jì)時(shí)器超時(shí)（T0=1）或乘客按下“關(guān)門(mén)”按鈕（I0.7=1），PLC發(fā)送“關(guān)門(mén)”信號(hào)（Q0.3=1），門(mén)機(jī)驅(qū)動(dòng)轎廂門(mén)關(guān)閉；關(guān)門(mén)過(guò)程中，若防夾傳感器觸發(fā)（I1.1=1），立即停止關(guān)門(mén)（Q0.3=0），反轉(zhuǎn)門(mén)機(jī)開(kāi)門(mén)（Q0.2=1），并重啟開(kāi)門(mén)保持計(jì)時(shí)器。門(mén)狀態(tài)反饋：門(mén)“開(kāi)到位”（I1.0=1）或“關(guān)到位”（I1.1=1）信號(hào)需反饋至PLC，作為運(yùn)行控制的前提（如門(mén)未關(guān)嚴(yán)時(shí)，電梯無(wú)法啟動(dòng)）。6.安全保護(hù)子程序（SBR5）安全保護(hù)是電梯的“生命線”，需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（循環(huán)周期≤100ms）所有安全信號(hào)，一旦觸發(fā)立即響應(yīng)：超速保護(hù)：通過(guò)變頻器反饋的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（如模擬量輸入AIW0，對(duì)應(yīng)0-50Hz），若轉(zhuǎn)速超過(guò)額定值的110%（如55Hz），PLC立即停止變頻器（Q0.0=0），斷開(kāi)曳引電機(jī)電源（通過(guò)接觸器），并觸發(fā)報(bào)警（Q0.5=1）。超載保護(hù)：重量傳感器輸出信號(hào)（I0.6=1，對(duì)應(yīng)超載狀態(tài)），PLC點(diǎn)亮“超載”指示燈（Q2.6=1），觸發(fā)報(bào)警，且禁止電梯啟動(dòng)（即使有呼梯信號(hào)，運(yùn)行控制子程序也不執(zhí)行）。門(mén)未關(guān)嚴(yán)保護(hù)：若門(mén)“關(guān)到位”信號(hào)（I1.1=0），PLC禁止電梯啟動(dòng)（運(yùn)行控制子程序不執(zhí)行），并觸發(fā)報(bào)警。急停保護(hù)：當(dāng)急停按鈕被按下（I0.5=1），PLC立即停止變頻器，斷開(kāi)曳引電機(jī)電源，觸發(fā)報(bào)警，并鎖定系統(tǒng)（需手動(dòng)復(fù)位急停按鈕后，才能重新啟動(dòng)）。四、調(diào)試與優(yōu)化調(diào)試是驗(yàn)證系統(tǒng)功能、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵步驟，需遵循“先硬件后軟件、先局部后整體”的原則。（一）硬件調(diào)試1.電源測(cè)試：用萬(wàn)用表測(cè)量PLC、變頻器、HMI的電源端子電壓，確保為DC24V（誤差±5%），接地電阻≤4Ω。2.輸入信號(hào)測(cè)試：按下呼梯按鈕、觸發(fā)樓層傳感器、按下急停按鈕，用PLC編程軟件（如西門(mén)子STEP7-Micro/WINSMART）監(jiān)控輸入端子狀態(tài)（如I0.0=1表示1層外呼按鈕按下），確保信號(hào)正確輸入。3.輸出信號(hào)測(cè)試：通過(guò)編程軟件強(qiáng)制輸出端子（如Q0.0=1），觀察變頻器是否啟動(dòng)、門(mén)機(jī)是否動(dòng)作、指示燈是否點(diǎn)亮，確保輸出回路正常。（二）軟件調(diào)試1.初始化調(diào)試：上電后，觀察HMI顯示是否為“1層、門(mén)開(kāi)、無(wú)呼梯”，確保初始化子程序正確。2.呼梯處理調(diào)試：按下2層外呼按鈕，觀察HMI是否顯示“2層外呼登記”，電梯到達(dá)2層后，是否消去呼梯信號(hào)，確保呼梯處理子程序正確。3.選層邏輯調(diào)試：在3層按下4層內(nèi)呼按鈕，觀察電梯是否向上運(yùn)行至4層；在4層按下2層外呼按鈕，觀察電梯是否向下運(yùn)行至2層，確保選層邏輯正確。4.運(yùn)行控制調(diào)試：用示波器測(cè)量變頻器輸入電壓（模擬量輸出），觀察電壓是否從0V逐漸升至10V（加速階段），保持10V（勻速階段），再逐漸降至0V（減速階段），確保運(yùn)行曲線平穩(wěn)。5.門(mén)控制調(diào)試：觸發(fā)“停靠完成”信號(hào)，觀察門(mén)是否正常打開(kāi)（時(shí)間≤3s），開(kāi)門(mén)后按下“關(guān)門(mén)”按鈕，觀察門(mén)是否正常關(guān)閉，用障礙物遮擋防夾傳感器，觀察門(mén)是否立即反轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)，確保門(mén)控制子程序正確。6.安全保護(hù)調(diào)試：模擬超載（用重量傳感器加載至110%載重量），觀察電梯是否禁止啟動(dòng)、點(diǎn)亮超載指示燈、觸發(fā)報(bào)警；模擬超速（通過(guò)變頻器設(shè)置轉(zhuǎn)速至110%額定值），觀察電梯是否立即停止、觸發(fā)報(bào)警，確保安全保護(hù)子程序正確。（三）優(yōu)化措施1.選層邏輯優(yōu)化：增加“最長(zhǎng)候梯時(shí)間”限制（如30s），若某層呼梯未被響應(yīng)，強(qiáng)制電梯改變方向處理，減少候梯時(shí)間。2.運(yùn)行曲線優(yōu)化：調(diào)整加速/減速時(shí)間（如從2s延長(zhǎng)至3s），減少啟動(dòng)/停止時(shí)的沖擊（加速度≤0.3m/s2），提高乘客舒適度。4.安全保護(hù)優(yōu)化：將安全信號(hào)的監(jiān)測(cè)周期從100ms縮短至50ms，提高響應(yīng)速度（如超速時(shí)，響應(yīng)時(shí)間≤50ms）。五、安全設(shè)計(jì)安全是電梯系統(tǒng)的核心要求，需從電氣、機(jī)械、程序三方面構(gòu)建“三重保護(hù)”：（一）電氣安全1.絕緣保護(hù)：所有電氣設(shè)備的絕緣電阻≥1MΩ（用兆歐表測(cè)量），防止漏電。2.漏電保護(hù)：開(kāi)關(guān)電源采用漏電斷路器（額定漏電動(dòng)作電流≤30mA），防止觸電事故。3.隔離保護(hù)：PLC輸入/輸出回路采用光耦隔離（隔離電壓≥2500V），防止外部信號(hào)干擾PLC內(nèi)部電路。（二）機(jī)械安全1.超速保護(hù)：限速器（安裝于機(jī)房）與安全鉗（安裝于轎廂底部）聯(lián)動(dòng)，當(dāng)電梯超速（超過(guò)額定速度115%），限速器觸發(fā)安全鉗，將轎廂夾緊在導(dǎo)軌上，防止墜落。2.超載保護(hù)：重量傳感器（安裝于轎廂底部）檢測(cè)轎廂重量，超過(guò)額定載重量10%時(shí)，禁止電梯啟動(dòng)，并觸發(fā)報(bào)警。3.門(mén)安全：轎廂門(mén)與層門(mén)之間采用門(mén)鎖裝置（機(jī)械+電氣聯(lián)鎖），門(mén)未關(guān)嚴(yán)時(shí)，電梯無(wú)法啟動(dòng)；門(mén)機(jī)采用過(guò)載保護(hù)（當(dāng)門(mén)遇到障礙物時(shí)，電流超過(guò)額定值，門(mén)機(jī)停止并反轉(zhuǎn)）。（三）應(yīng)急設(shè)計(jì)1.應(yīng)急照明：轎廂內(nèi)安裝LED應(yīng)急燈（由蓄電池供電），當(dāng)主電源斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)，照明時(shí)間≥30min。2.應(yīng)急通話：轎廂內(nèi)安裝應(yīng)急通話裝置（與物業(yè)監(jiān)控中心相連），被困人員可通過(guò)按鈕呼叫監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)雙向通話。3.故障診斷：PLC具備故障自診斷功能（通過(guò)編程軟件讀取故障代碼），如“E01：超速故障”“E02：超載故障”，方便維護(hù)人員快速排查問(wèn)題。六、總結(jié)與展望本文基于PLC設(shè)計(jì)的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)模塊化硬件選型（PLC+變頻器+傳感器）、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)能浖幊蹋ê籼萏幚?選層邏輯+安全保護(hù)）、系統(tǒng)的調(diào)試優(yōu)化（硬件測(cè)試+軟件調(diào)試+性能優(yōu)化），實(shí)現(xiàn)了電梯的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。未來(lái)，電梯系統(tǒng)將向智能化、物聯(lián)網(wǎng)化方向發(fā)展：智能化：采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化選層邏輯（如根據(jù)時(shí)段調(diào)整運(yùn)行策略，早高峰優(yōu)先處理高層呼梯）；物聯(lián)網(wǎng)化：通過(guò)NB-IoT通信模塊，將電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)（如運(yùn)行次數(shù)、故障記錄、能耗）上傳至樓宇管理系統(tǒng)（BMS），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)性