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基于PLC的多层液压电梯控制系统设计

刘忠;陈佳;邹宇

【摘要】Accordingtothehydraulicelevatorspeedcontrolsystem,this

paperputsforwardtheprincipleofhy-draulicelevatorspeedcontrol

systembasedonSiemensS7-200PLCcontroller,hardwareconfiguration

andcon-trolmethod.Basedonthespecialrequirementofhydraulic

elevator,thepaperdesignsacompleteelectricalprin-cipleandwiring

diagram,andprovidesanewdesignideaforthehydraulicelevatorcontrol

system.%针对液压电梯调速系统的要求，基于西门子S7-200PLC控制器，提出

了液压电梯速度控制系统的原理、硬件配置及控制方法。结合液压电梯的特殊要求，

设计了完整的电气原理以及接线方式图，为液压电梯控制系统提供了一种新的设计

思路。

【期刊名称】《常熟理工学院学报》

【年(卷),期】2014(000)004

【总页数】3页(P92-94)

【关键词】液压电梯;速度控制;S7-200;电气原理

【作者】刘忠;陈佳;邹宇

【作者单位】常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟215500;苏州大学机电工

程学院，江苏苏州215021;常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟215500;苏

州大学机电工程学院，江苏苏州215021;常熟理工学院机械工程学院，江苏常

熟215500;中国矿业大学机械学院，江苏徐州221116

【正文语种】中文

【中图分类】TP29

液压电梯以其特有的优势在载货电梯，船舶电梯，别墅电梯，医疗电梯等方面有着

广泛的应用[1].由于节流调速技术方案成熟，制造成本低，系统控制较为简单，被

大量应用于液压电梯中.目前的研究热点是将液压节流调速技术与微电子控制技术

结合起来[2].因此，常熟理工学院机械工程学院机电装备驱动与控制技术研究所课

题组为了充分研究电液比例控制技术的特点，研制了某型三层液压电梯实验系统：

采用目前最先进的速度反馈跟踪控制技术，跟踪模拟数字电路中设定的速度理想运

行曲线，通过PID策略进行闭环跟踪，系统的流量和速度控制性能极佳，速度稳

定性非常好，并且系统对负载的压力波动、油液的温度变化有良好的抑制能力，对

比传统控制阀，能量利用率高了30%以上，而且平层精度显著提高.

在该液压电梯试验系统的速度控制系统中，没有采用传统电梯行业中常用的三菱

FX系列PLC，而是采用西门子S7-200系列小型可编程控制器.该PLC具有程序容

量大、运行速度快、编程灵活、多种中断，性能优良且价格低等优点，配合西门子

TD200文本显示器，可实现现场人机对话，使PLC功能得到充分的发挥，更适合

实验室使用[2-3].

液压电梯速度控制系统采用目前先进的速度闭环控制策略.在电梯轿厢顶部安装速

度传感器，实时测量轿厢速度，经过S7-200，将信号传输至计算机测控软件

Labview中，经过PID控制器、比例放大器，控制液压系统双比例阀调节电梯运

行速度.

除了保证液压电梯按照理想速度运行，还要确保液压电梯的安全性，因此控制系统

还必须满足：断电时液压系统自锁，轿厢不会下降；安全开关动作时，控制系统能

自动切断安全回路，使电梯停止运

行；液压驱动系统故障（管路断裂，零件损毁等原因）时，电梯停止.

根据液压电梯控制系统的工作要求，电气控制采用西门子S7-200PLC（CPU226）

为主机以及三个扩展模块EM221、EM232、EM231.使用一个EM221实现电梯

速度测量，两个EM232实现对双比例阀、单向比例调速阀的控制，两个EM231

实现对液压系统中压力、流量的监控.尽量使传感器的输入电源统一，输出信号对

于电压信号优先选（0～5V），对于电流信号优先选用（0～20mA）.因为PLC

的开关量输入信号最低电压为15V，因此在选