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基于PLC两部九层电梯设计（文档+讲解+电路图+仿真）

news 2026/7/9 12:58:35

博主介绍：
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温馨提示：文末有 CSDN 平台官方提供的阿龙联系方式的名片！
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本次博客目录：

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究意义

5.1 仿真测试环境搭建

5.2 重点功能模块仿真测试

5.2.1 开关门控制功能仿真

5.2.2 轿厢运行控制功能仿真

5.2.3 双梯协同调度功能仿真

关于我：

项目开发案例

1.1研究背景

伴随着城市化进程的发展，建筑行业也随之从以前的单体建筑转变为大规模建造的方式，而高层建筑作为城市建筑的主要形式，在城市建设中占据着举足轻重的地位，电梯作为高层建筑中的重要垂直交通设施，其运行效率、安全性以及调度水平等因素均会影响到建筑使用的舒适程度以及运营的管理水平。陈彦泰、王春如将变频技术应用到电梯PLC控制系统的设计和实现中，通过调速优化来提高电梯运行的平稳性[1]。传统的电梯控制系统大多使用继电器来进行逻辑控制，这种控制方式的线路结构比较复杂，运行可靠度低，维修保养费用高，系统扩展性差，不能满足现代社会对电梯系统实现自动化，智能化，稳定运行的需求。

随着工业自动化技术的发展，对电梯控制系统进行更新换代有了技术支持，因该种技术在抗干扰能力强、运行稳定、易于编程、维修方便等方面存在明显的优势，所以可编程逻辑控制器正在逐步取代传统的继电器控制方式，成为电梯复杂逻辑控制的主要设备。将该技术应用到电梯控制系统中，可以利用软件编程来实现电梯运行逻辑的灵活调整，有效地克服了传统控制系统固有的缺点。在实际的建筑中，多部电梯同时工作可以提高垂直交通的效率，减少乘客等待的时间，对于中小型建筑中常见的电梯配置，采用可编程逻辑控制器来进行控制系统的设计，这是电梯控制系统方面具有工程实用性和应用价值的研究方向。

1.2研究目的和意义

1.2.1研究目的

随着楼层越来越高，单部电梯往往不够用，等梯时间太长。所以我们想通过PLC，来研究怎么让两部电梯协同工作。比如9层楼有几十个呼叫按钮，两部电梯如何分工、哪个去响应哪个楼层，这里面需要一套合理的调度算法，既要让乘客少等，又要避免电梯空跑浪费电。九层意味着控制逻辑更复杂——每部电梯的开关门、平层、内外呼叫都得管，还得加上安全保护，比如门没关好不能动、到位置要停得准。研究的过程，就是要掌握这种复杂系统的编程和接线，让电梯跑得既快又稳、还安全。

1.2.2研究意义

现如今高层建筑越来越多，电梯作为日常出行必备的垂直交通设备，传统的控制方式线路繁杂、故障率高，两台电梯还无法合理配合运行，不仅运行效率低，后期检修维护也十分麻烦。而采用 PLC 来实现双九层电梯控制，凭借它稳定性强、抗干扰能力好、编程灵活的优势，既能简化整体控制线路，降低设备故障概率，还能实现两台电梯智能联动调度，合理分配内外呼梯信号，有效缩短乘客等候时间，提升电梯整体运行效率。同时这套控制系统安全保护功能齐全，能够切实保障电梯运行安全，还能减少设备损耗、节约运行能耗。既能完善电梯群控相关控制理论，也能为小区、办公楼等场所电梯改造与新装项目提供实用可行的设计思路，不管是在实际工程应用，还是专业技术学习实践方面，都具备很高的研究与实用价值。

5.1仿真测试环境搭建

仿真测试使用的是TIA Portal V18集成的S7-PLCSIM Advanced仿真软件，不需要与实际的硬件设备相连，在软件中可以模拟出西门子S7-1200PLC主机、扩展模块、各种输入输出信号等环境来创建和实际硬件一样的仿真系统。Homchalee R ,Pitakaso R ,Kumphon O等人研究，实现乘客等待时间优化、系统能耗降低与双梯负载均衡，提升电梯集群的运行效率与节能水平[16]。在仿真环境里做好全部硬件组态的复制工作，把所编写的PLC控制程序加载进去，按照仿真面板上输入信号、输出信号状态以及数据块参数来执行映射工作，模仿电梯运行时发生的呼梯、平层、开关门和调度等全过程行为，并且可以实时获取数据块参数，进而对程序控制逻辑加以全面检验。HMI与PLC通信链接如图5-1所示。

图5-1 HMI与PLC通信连接

5.2重点功能模块仿真测试

5.2.1开关门控制功能仿真

开关门控制仿真是对平层触发、时序控制、安全防夹等进行测试的一种方法。通过仿真面板强制触发平层信号，观察到系统自动输出开门驱动信号，1号电梯、2号电梯置1，门体按预设速度打开，开门检测信号触发后门体停止动作，启动开门延时定时器；延时结束后自动输出关门驱动信号置1，门体开始关闭。关门过程中强制触发光栅信号，系统立即中断关门指令，重新输出开门信号，实现防夹保护；门体全关后触发，向轿厢运行模块反馈就绪信号，仿真结果表明开关门控制逻辑正确，时序参数合理，安全保护功能响应及时。电梯开门画面展示如图5-2所示。

5.2.2轿厢运行控制功能仿真

电梯的运行控制仿真主要是对楼层检测、准确平层、速度调节等进行研究。在仿真面板上加上内呼、外呼信号，调度模块把目标楼层赋值之后，轿厢运行模块依照当前楼层和目标楼层之间距离，自行发出上升或者下降的信号，进而促使变频器调节速度的变化，从而产生低速启动、中速运转、减速平层的S形速度曲线。平层检测信号反映的是轿厢所在楼层，当轿厢停靠到某个楼层后，平层误差不大于5mm，楼层显示模块会马上对当前的楼层做出更新显示，不会有由于楼层显示不正确造成的结果，说明电梯的控制逻辑运行正确。电梯运行效果展示如图5-3所示。

5.2.3双梯协同调度功能仿真

双梯协同调度功能仿真是为了检验同向优先调度原则的实现情况而进行的。同时发出三个楼层的呼梯指令分别是3层上呼、7层下呼，仿真面板中双梯协同调度模块根据收到的三部电梯的位置以及当前的运行状态来判断优先级并分配到空闲轿厢中。当一台电梯正在繁忙工作的时候，另一台电梯就可以迅速地接收到新的叫车信息，并作出相应的反应，仿真结果也证明了调度逻辑是合理的，乘客等候的时间得到了明显的缩短，电梯的运行效率大大提高。双梯调度效果展示如图5-4所示。