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摘 要：本文设计开发了一套电梯电气控制柜实训装置，该实训装置采用了PLC+变频器控制系统（VVVF）。绘制了PLC接线图、电气控制柜安全回路及开关门回路接线图、抱闸回路接线图;搭建了电梯电梯控制系统所需的硬件平台;编写了PLC电梯控制程序;最后完成了安装和调试等一系列工作。
关键词：电梯;PLC;电气控制柜;硬件平台控制程序
Design and Realization of the Training Device of Elevator Electric Control Cabinet Based on PLC
Wu Yimei Zhou Xuhua* Zheng Zhenfeng
Heyuan Vocational and Technical College GuangdongHeyuan 517000
Abstract： This article designs and develops a set of training device for elevator electrical control cabinet， which uses PLC+ frequency converter control system （VVVF）. Draws PLC wiring diagram， electrical control cabinet safety circuit and door switch circuit wiring diagram， and brake circuit wiring diagram; built the hardware platform required for the elevator control system; wrote the PLC elevator control program; finally completed the installation and debugging， etc. A series of work.
Keywords： elevator;PLC;electrical control cabinet;hardware platform;control program
1 緒论
随着城市的发展，高楼大厦已经遍地林立，电梯就成了高楼正常运行不可缺少的工具。市场对于电梯技术人员的需求也大大的增加，而电梯技术人员的培养离不开电梯的实践教学环节，但真实电梯的环境并不适合实践教学，且成本非常高，而目前市面上生产的模拟电梯价格也超过了15万一套，如非凡四层模拟电梯、天煌四层模拟电梯等。为了能够更好的开发电梯技术这门课程，我校师生自主设计研发了一套电梯电气控制柜的实训装置。
2 电梯电气控制柜的设计
电梯控制系统的设计主要包括开关门及安全回路设计、电气控制柜抱闸回路设计、PLC控制回路的设计等，总设计图如图1所示[1-2]。
2.1开关门及安全回路设计
开关门回路由关门继电器GMJ常开触点和开门继电器KMJ常开触点连接电梯门门电机和门机电阻，实现正转开门/反转关门并控制开关门速度，此外，关门继电器GMJ常开触点还连接关门减速传感器（常闭端），防止电梯关门时动力过大，损坏电梯门和防止夹人。
安全回路由电压继电器DYJ控制，串联SJR传感器、相序保护继电器KDX、FR热继电器、限速器断绳开关SDS、安全钳开关SAQ、紧急按钮SJN，只有当所有条件均满足时，电压继电器才会吸合;门联锁继电器线圈串联厅门开关ST1-ST4和轿门开关SQF，只有当厅门和层门均关闭到位时门联锁继电器MSJ才会吸合。MSJ和DYJ触点串联在启动运行回路，当他们的触点吸合时，电梯方能启动[3-4]。
2.2抱闸回路设计
抱闸回路电源由变压器降压后经过整流桥得到的直流24V。通过RD2熔断器作为电源输入保护，起到防止线路短路QC接触器和抱闸被烧坏。其中QC接触器用来控制抱闸动作，当电梯在运行状态时，QC接触器吸合，抱闸得电后松闸，电动机转动，当电梯在停车状态时，QC接触器断开，抱闸断电合闸，电动机停止转动。
2.3 PLC接线图设计
设计PLC输入端接旋转编码器、开关门继电器、1AS-4AS轿厢选层指令按钮、1SA-3SA上召按钮、2XA-4XA下召按钮、SW/XW上/下限位开关、IPU减速感应器、GU/GD上下强返碱速、PU门驱双稳态开关等。设计PLC输出端接变频器、1R-4R选层指令灯、1G-3G上召记忆灯、2C-4C下召记忆灯、F1-F4楼层数码显示器、CHD超载蜂鸣器等[5-6]。 2.4 电梯电气控制柜
电梯电气控制柜是电梯电气控制系统的核心，所有电气信号均需通过电气控制柜控制处理，根据以上图纸分析，设计了如下电气控制柜，实物图如图2所示，所用到的材料如表1所示。
3 程序设计
为了验证我们设计的电梯电气控制柜是否能够正常工作，我们将原有的一套报废四层模拟电梯梯身进行了组装和改造，并与自行设计的电梯电气控制柜进行连接，完成程序设计。程序控制电梯运行主要在以下5个方面：开关门环节、呼叫登记与消除环节、轿厢位置的确定与显示环节、换速环节、上下运行环节、定向环节。下面展示的是开关门环节的程序设计。
3.1开关门环节
开关门环节主要来完成电梯手、自动开门、无司机直驶模式状态下本层开门、电梯运行到达目的层站的自动开关门、自动延时关门、楼层基站外启动时开关门等功能。电梯开门程序图如下图3所示，关门程序如图4所示。
当电梯运行到目的层站时门联锁继电器吸合，开门继电器吸合输入信号到PLC，PLC开门到位开关输出信号到门电机动作开门。当电梯超载，超载开关吸合输入信号到PLC，PLC开门到位开关输出信号到门电机动作常开门，直到不超载自动关门。当电梯打到M30检修状态下，电梯无法自动开门，只响应手动开门。T3为时间辅助继电器。当电梯运行到目的层站时开门到位开关执行开门命令后，将指令传输给关门到位开关，此时T3时间辅助继电器倒数5秒自动关门。当电梯打到M30检修状态下，电梯无法自动关门，只响应手动关门。
4結语
本文所设计的电梯控制系统，既可以供学生上课实训或者比赛使用或者企业培训使用，实现了电梯开门等待功能、层楼记忆功能、开门保持功能、本层呼梯重开门功能、顺向截车功能、最远反方向截车功能、超载蜂鸣报警功能等。在教学的演示和比赛训练或者企业培训中，可以更加直观逼真地模拟现实电梯的正常运行，检修运行，超载等情况，以及更加充分地改进四层模拟电梯系统的可靠性和验证四层模拟电梯系统的可行性。
参考文献：
[1]陈登峰，杨战社，肖海燕等.电梯控制技术[M].第1版.北京：机械工业出版社，2013：2-55.
[2]段晨栋，张彦宁.电梯控制技术[M].第1版.北京：清华大学出版社，2015：36-107.
[3]金海旻.基于PLC的四层电梯控制系统的设计：内蒙古大学硕士学位论文.
内蒙古：内蒙古大学，2011.
[4]朱奎林.基于PLC控制模型电梯的开发[J].电子设计工程.2018，（1）：166-169.
[5]丁镔.PLC控制四层电梯教学模型的设计[J].现代制造技术与装备.2010，（4）：33-35.
[6]潘斌，殷勤，张莉琼.一种简易电梯教学模型制作[J].机电工程技术.2013，（9）：120-124.
基金项目：2020年“创新强校工程”广东省省级重点平台和重大科研项目（青年创新人才项目自然科学）基于物联网技术的森林消防巡检机器人的研究（2020K1NCX216）;2020年广东省科技创新战略专项资金（“攀登计划”专项资金） 森林消防巡检机器人的设计与实现（pdjh2020b1234）
作者简介：伍懿美（1985— ），湖南邵阳人，硕士，研究方向：建筑智能化。
通讯作者：周旭华。
关键词：电梯;PLC;电气控制柜;硬件平台控制程序
Design and Realization of the Training Device of Elevator Electric Control Cabinet Based on PLC
Wu Yimei Zhou Xuhua* Zheng Zhenfeng
Heyuan Vocational and Technical College GuangdongHeyuan 517000
Abstract： This article designs and develops a set of training device for elevator electrical control cabinet， which uses PLC+ frequency converter control system （VVVF）. Draws PLC wiring diagram， electrical control cabinet safety circuit and door switch circuit wiring diagram， and brake circuit wiring diagram; built the hardware platform required for the elevator control system; wrote the PLC elevator control program; finally completed the installation and debugging， etc. A series of work.
Keywords： elevator;PLC;electrical control cabinet;hardware platform;control program
1 緒论
随着城市的发展，高楼大厦已经遍地林立，电梯就成了高楼正常运行不可缺少的工具。市场对于电梯技术人员的需求也大大的增加，而电梯技术人员的培养离不开电梯的实践教学环节，但真实电梯的环境并不适合实践教学，且成本非常高，而目前市面上生产的模拟电梯价格也超过了15万一套，如非凡四层模拟电梯、天煌四层模拟电梯等。为了能够更好的开发电梯技术这门课程，我校师生自主设计研发了一套电梯电气控制柜的实训装置。
2 电梯电气控制柜的设计
电梯控制系统的设计主要包括开关门及安全回路设计、电气控制柜抱闸回路设计、PLC控制回路的设计等，总设计图如图1所示[1-2]。
2.1开关门及安全回路设计
开关门回路由关门继电器GMJ常开触点和开门继电器KMJ常开触点连接电梯门门电机和门机电阻，实现正转开门/反转关门并控制开关门速度，此外，关门继电器GMJ常开触点还连接关门减速传感器（常闭端），防止电梯关门时动力过大，损坏电梯门和防止夹人。
安全回路由电压继电器DYJ控制，串联SJR传感器、相序保护继电器KDX、FR热继电器、限速器断绳开关SDS、安全钳开关SAQ、紧急按钮SJN，只有当所有条件均满足时，电压继电器才会吸合;门联锁继电器线圈串联厅门开关ST1-ST4和轿门开关SQF，只有当厅门和层门均关闭到位时门联锁继电器MSJ才会吸合。MSJ和DYJ触点串联在启动运行回路，当他们的触点吸合时，电梯方能启动[3-4]。
2.2抱闸回路设计
抱闸回路电源由变压器降压后经过整流桥得到的直流24V。通过RD2熔断器作为电源输入保护，起到防止线路短路QC接触器和抱闸被烧坏。其中QC接触器用来控制抱闸动作，当电梯在运行状态时，QC接触器吸合，抱闸得电后松闸，电动机转动，当电梯在停车状态时，QC接触器断开，抱闸断电合闸，电动机停止转动。
2.3 PLC接线图设计
设计PLC输入端接旋转编码器、开关门继电器、1AS-4AS轿厢选层指令按钮、1SA-3SA上召按钮、2XA-4XA下召按钮、SW/XW上/下限位开关、IPU减速感应器、GU/GD上下强返碱速、PU门驱双稳态开关等。设计PLC输出端接变频器、1R-4R选层指令灯、1G-3G上召记忆灯、2C-4C下召记忆灯、F1-F4楼层数码显示器、CHD超载蜂鸣器等[5-6]。 2.4 电梯电气控制柜
电梯电气控制柜是电梯电气控制系统的核心，所有电气信号均需通过电气控制柜控制处理，根据以上图纸分析，设计了如下电气控制柜，实物图如图2所示，所用到的材料如表1所示。
3 程序设计
为了验证我们设计的电梯电气控制柜是否能够正常工作，我们将原有的一套报废四层模拟电梯梯身进行了组装和改造，并与自行设计的电梯电气控制柜进行连接，完成程序设计。程序控制电梯运行主要在以下5个方面：开关门环节、呼叫登记与消除环节、轿厢位置的确定与显示环节、换速环节、上下运行环节、定向环节。下面展示的是开关门环节的程序设计。
3.1开关门环节
开关门环节主要来完成电梯手、自动开门、无司机直驶模式状态下本层开门、电梯运行到达目的层站的自动开关门、自动延时关门、楼层基站外启动时开关门等功能。电梯开门程序图如下图3所示，关门程序如图4所示。
当电梯运行到目的层站时门联锁继电器吸合，开门继电器吸合输入信号到PLC，PLC开门到位开关输出信号到门电机动作开门。当电梯超载，超载开关吸合输入信号到PLC，PLC开门到位开关输出信号到门电机动作常开门，直到不超载自动关门。当电梯打到M30检修状态下，电梯无法自动开门，只响应手动开门。T3为时间辅助继电器。当电梯运行到目的层站时开门到位开关执行开门命令后，将指令传输给关门到位开关，此时T3时间辅助继电器倒数5秒自动关门。当电梯打到M30检修状态下，电梯无法自动关门，只响应手动关门。
4結语
本文所设计的电梯控制系统，既可以供学生上课实训或者比赛使用或者企业培训使用，实现了电梯开门等待功能、层楼记忆功能、开门保持功能、本层呼梯重开门功能、顺向截车功能、最远反方向截车功能、超载蜂鸣报警功能等。在教学的演示和比赛训练或者企业培训中，可以更加直观逼真地模拟现实电梯的正常运行，检修运行，超载等情况，以及更加充分地改进四层模拟电梯系统的可靠性和验证四层模拟电梯系统的可行性。
参考文献：
[1]陈登峰，杨战社，肖海燕等.电梯控制技术[M].第1版.北京：机械工业出版社，2013：2-55.
[2]段晨栋，张彦宁.电梯控制技术[M].第1版.北京：清华大学出版社，2015：36-107.
[3]金海旻.基于PLC的四层电梯控制系统的设计：内蒙古大学硕士学位论文.
内蒙古：内蒙古大学，2011.
[4]朱奎林.基于PLC控制模型电梯的开发[J].电子设计工程.2018，（1）：166-169.
[5]丁镔.PLC控制四层电梯教学模型的设计[J].现代制造技术与装备.2010，（4）：33-35.
[6]潘斌，殷勤，张莉琼.一种简易电梯教学模型制作[J].机电工程技术.2013，（9）：120-124.
基金项目：2020年“创新强校工程”广东省省级重点平台和重大科研项目（青年创新人才项目自然科学）基于物联网技术的森林消防巡检机器人的研究（2020K1NCX216）;2020年广东省科技创新战略专项资金（“攀登计划”专项资金） 森林消防巡检机器人的设计与实现（pdjh2020b1234）
作者简介：伍懿美（1985— ），湖南邵阳人，硕士，研究方向：建筑智能化。
通讯作者：周旭华。