PLC电梯如何启动

本文将深入解析可编程逻辑控制器（PLC）电梯的启动全流程，从启动前的安全自检、电源与控制系统上电，到核心程序的初始化运行、门区信号确认，再到驱动系统的就绪与启动指令执行。文章将详尽剖析其背后的十二个关键环节与逻辑原理，并结合权威技术资料，为读者呈现一幅专业、清晰且实用的电梯启动技术画卷。

       在现代建筑的垂直交通系统中，可编程逻辑控制器（PLC）电梯以其高度的可靠性、灵活的编程能力和易于维护的特点，占据了重要的市场份额。与传统的继电器控制电梯相比，PLC电梯的控制核心是一台工业计算机，它通过执行内部存储的程序逻辑，来指挥电梯的所有动作。那么，这样一台由“软件大脑”控制的电梯，究竟是如何从静止状态平稳、安全地启动起来的呢？这个过程绝非简单地按下按钮，其背后是一系列环环相扣、严谨有序的自动化流程。本文将深入技术细节，为您逐步拆解PLC电梯的启动奥秘。

       第一，全面自检与安全回路确认

       电梯的启动，永远以安全为前提。在接收到任何运行指令之前，PLC首先要完成一次全面的“健康体检”。这个过程被称为上电自检。PLC的中央处理器会逐一检查自身的内存、输入输出模块的通信状态是否正常。更为关键的是，它必须确认整个安全回路处于导通状态。安全回路是一个串联了所有关键安全装置触点的电气通路，包括机房紧急停止开关、限速器开关、安全钳开关、轿厢与厅门门锁触点、底坑急停开关、张紧轮开关等。只有当所有安全装置都处于正常位置，这个回路才会接通，将一个表示“安全”的信号送入PLC。如果回路中任何一点断开，PLC将立即判定为存在安全隐患，并绝对禁止电梯启动，同时通过面板或显示屏报告具体故障点。

       第二，主电源与控制电源上电

       在安全回路确认无误后，系统才允许主电源接触器吸合，为驱动电梯曳引机的主电机提供三相动力电源。与此同时，控制变压器持续工作，为PLC主机、输入输出信号、门机控制器、照明、风扇等提供稳定的低压直流或交流控制电源。这个步骤确保了电梯的“肌肉”（驱动系统）和“神经感官”（控制系统）都获得了能量供给，为后续动作做好准备。

       第三，控制系统初始化与程序加载

       PLC电源建立后，其操作系统开始启动，将存储在非易失性存储器中的电梯专用控制程序加载到工作内存中。程序初始化过程中，会设定各种定时器、计数器和数据寄存器的初始值，建立输入输出映像区，并调用初始化的功能块。例如，系统会初始化楼层位置数据、运行方向状态、轿厢负载称量装置的零点等。这个过程类似于电脑的开机启动，是PLC进入工作状态的基础。

       第四，井道位置信息的学习与确认

       对于PLC电梯而言，知道自己“身在何处”至关重要。电梯轿厢的当前位置是通过安装在井道中的位置传感器（如磁簧管、光电开关）和随行电缆中的编码器信号来确定的。启动时，如果PLC检测到楼层位置数据丢失或不可信（如检修后、断电重启后），它会强制进入“井道自学习”模式。在此模式下，PLC将控制电梯以低速运行全程，记录下每一个平层感应器和强迫减速开关的位置，从而在内存中建立完整的井道地图。只有完成了准确的位置标定，电梯才能进行正常的楼层召唤应答。

       第五，轿厢与厅门的关闭状态验证

       电梯运行的基本条件之一是所有门扇必须完全关闭并锁紧。PLC通过门锁继电器触点或直接的数字输入点，来检测轿厢门和目的楼层厅门的门锁状态。只有当所有相关的门锁信号都反馈为“闭合”时，PLC的逻辑程序才允许发出运行使能信号。这是一个硬性安全逻辑，通常与安全回路联动，双重确保不会发生开门运行的危险情况。

       第六，驱动系统准备就绪信号交换

       现代PLC电梯通常采用变频器驱动异步电动机。在启动前，PLC需要与变频器进行“握手”通信。PLC向变频器发送“使能”指令，变频器则在完成内部电容充电、逆变模块自检后，向PLC反馈一个“准备就绪”的信号。这个双向确认过程，保证了驱动系统处于可受控状态，能够准确接收来自PLC的速度和方向指令。

       第七，运行指令的接收与逻辑判定

       当上述所有前置条件满足后，电梯进入待命状态，等待运行指令。运行指令主要来源于两个方面：一是轿厢内的选层按钮指令，二是各楼层厅外的召唤按钮指令。PLC持续扫描这些输入信号。一旦有按钮被按下，PLC首先会进行逻辑判定：判断当前轿厢的运行方向、负载情况、是否存在更高优先级的指令（如消防信号、故障复位信号），并根据预先设定的控制策略（如集选控制、并联控制、群控）来决定是否立即响应以及响应的顺序。

       第八，启动方向与目标楼层的确定

       PLC根据接收到的指令和当前的轿厢位置，计算出本次运行的目标楼层和启动方向。例如，轿厢在一楼，接收到三楼的轿厢内指令，则启动方向为上，目标楼层为三楼。如果同时存在多个指令，PLC会遵循“顺向截梯，反向最远”等集选控制原则来规划运行顺序。方向确定后，PLC会点亮轿厢和厅外的方向箭头指示灯，告知乘客电梯即将移动的方向。

       第九，制动器控制与松闸时序

       电梯曳引机上装有常闭式电磁制动器，在停止时抱紧制动轮，防止轿厢移动。启动时，PLC在确认驱动系统就绪后，会发出“松闸”指令。松闸时机非常关键，必须与电机力矩的建立精密配合。通常的时序是：PLC先命令变频器输出一个预设的、足以抵消轿厢与对重不平衡力矩的“预转矩”，然后再控制制动器打开。这个过程确保了从静止到运动的过渡平稳无溜车，避免了启动时的冲击感。

       第十，速度曲线给定与闭环启动

       制动器松开的同时，PLC将一条预设的“速度-时间”曲线发送给变频器。这条启动曲线是经过优化的，其目标是实现平滑加速，将加速度和加速度变化率（急动度）控制在人体感觉舒适的范围内。变频器接收到速度指令后，通过内部的电流环和速度环闭环控制，精确调节输出给电机的电压和频率，使电机转矩平稳增加，驱动轿厢严格按照给定曲线加速。PLC实时监控编码器反馈的实际速度，与给定速度进行比较，实现整个系统的闭环控制。

       第十一，运行过程中的持续监测与调整

       电梯启动并进入匀速运行后，PLC的工作并未结束，它进入了持续的监控循环。它不断检查安全回路状态、门锁信号、负载变化、当前速度与位置。如果运行中负载发生变化（如乘客移动），PLC会通过称重装置感知，并微调变频器的转矩指令以保持速度稳定。同时，PLC根据井道位置传感器的信号，精确计算距离目标楼层的剩余距离，为下一步的减速停靠做准备。

       第十二，减速平层信号的触发与预告

       当轿厢接近目标楼层时，会依次触发井道中的强迫减速开关和平层感应器。这些信号被PLC捕获后，标志着启动加速阶段的结束和减速停靠阶段的开始。PLC根据当前速度和到平层点的距离，实时计算出最优的减速曲线，并动态下达给变频器。减速曲线的平滑性直接决定了停靠的舒适感和精度。

       第十三，零速锁定与制动器抱闸

       当轿厢以极低速度到达平层位置时，编码器反馈的速度值接近为零。PLC在确认速度为零且位置准确后，立即向变频器发出“零速锁定”指令，让电机输出保持力矩以维持位置。紧接着，PLC控制制动器断电抱闸，机械地锁住曳引机。抱闸完成后，PLC才撤销给变频器的使能信号。这个顺序确保了轿厢在任何情况下都不会在平层后发生位移。

       第十四，开门操作与指令注销

       停靠稳定后，PLC控制门机驱动器，打开轿厢门和对应的厅门，完成本次运送服务。同时，PLC在内部寄存器中注销（清除）已经响应的轿内指令和厅外召唤指令，为接收和执行下一个运行指令做好准备。电梯再次进入待命状态，整个启动至停靠的循环完成。

       第十五，异常情况的处理与安全保护

       在整个启动和运行过程中，PLC程序内嵌了完备的异常处理机制。例如，如果启动后规定时间内未检测到速度反馈，则判定为“启动失败”，立即停车并报故障；如果运行中安全回路突然断开，PLC会立即撤消运行指令，紧急制动；如果检测到超速，则会触发限速器安全钳联动保护。这些保护逻辑是PLC程序的重中之重，确保了在任何意外情况下都将风险降到最低。

       第十六，不同运行模式下的启动差异

       需要指出的是，PLC电梯在不同的运行模式下，启动逻辑有所不同。在“自动”模式下的正常启动如上所述。而在“检修”模式下，启动必须持续按压检修运行按钮，且速度被限制在很低的安全检修速度，松手即停。在“消防”模式下，电梯会迫降返回指定楼层，其启动优先级最高，且会忽略一般召唤指令。PLC通过模式开关识别当前状态，调用不同的控制子程序来管理启动行为。

       第十七，与微电脑控制电梯的对比参考

       为了更好地理解PLC控制的特点，可以将其与另一主流的微电脑（单片机）控制电梯进行简要对比。两者在启动的基本原理和流程上相似，都遵循安全检测、逻辑判断、驱动控制的核心步骤。但PLC以其模块化的硬件、梯形图等直观的编程语言、强大的抗干扰能力和易于扩展维护的特性，在复杂的工业环境和中大型项目中应用更广。其启动逻辑的修改和故障诊断往往更为方便。

       第十八，维护保养对启动过程的影响

       一个平稳可靠的启动过程，离不开日常规范的维护保养。制动器闸瓦的磨损、润滑油脂的老化、位置传感器的偏移、称重装置的漂移、主接触器触点的氧化等问题，都会直接或间接地影响启动的平顺性、准确性和安全性。定期由专业技术人员依据国家标准进行保养、检查和调整，是确保PLC电梯启动逻辑得以完美执行、各环节信号准确无误的物理基础。

       综上所述，PLC电梯的启动是一个融合了电气安全、逻辑编程、运动控制和实时监控的复杂自动化过程。它绝非单一动作，而是一套由可编程逻辑控制器统筹指挥，多个子系统精密协作的序列。从安全回路的初始确认，到驱动系统的精细调节，再到运行全程的闭环反馈，每一个环节都体现了自动化控制技术的严谨与智慧。理解这一过程，不仅有助于我们更好地使用和维护电梯，也让我们对现代工业控制系统的运作方式有了一个生动的认知。随着技术的发展，未来的电梯启动将更加智能、高效和平稳，但其核心——在安全保障下的可靠运行——将始终不变。