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简介：本资源是一套基于西门子S7-1200 PLC实现的六层电梯控制系统完整工程文件，面向自动化、电气工程及相关专业初学者与实践者，解决电梯逻辑控制建模、多楼层召唤响应、平层定位、开关门协同及安全保护等核心问题。压缩包共34个文件，含6个XML配置文件（用于设备组态与通信参数）、5个DEL与CFS文件（系统数据块与符号表支持）、1个.tis项目结构文件及多个.plf、.idx、.db等TIA Portal工程必需的底层编译与索引文件，整体大小为638KB，结构符合标准S7-1200项目组织规范。已有513人学习下载，可直接导入TIA Portal V15及以上版本进行编译、仿真与硬件下载。读者将获得可运行的梯形图/ST混合逻辑程序、完整的PLC地址分配表、楼层信号采集与状态机控制流程、以及包含UserFiles、PEData、XRef等模块的成熟工程目录结构，是理解工业级电梯控制逻辑与PLC工程化开发的优质实操范例。 从学生时代的课程设计开始，一直到后来做真实的三层、六层甚至高层电梯改造，“基于PLC的六层电梯控制程序（S7-1200）”基本上是绕不开的经典题目。去年整理硬盘的时候，我翻出自己这套用博途（TIA Portal）写的S7-1200六层电梯控制程序，顺手重新打开工程跑了一遍仿真，发现核心逻辑放到今天依然通用，只是当年踩过的那些坑、总结出来的调试方法，现在再回头看更清晰了。这篇就把整个设计思路、I/O分配、程序架构、实操步骤和排查经验完整拆开讲，不管你是准备PLC课程设计、毕业设计，还是初学者接了电梯改造项目，都能拿来直接参考。

1. 项目概述：电梯控制程序到底要解决什么问题

1.1 电梯控制的核心是“调度”而不是“动作”

很多新手第一次接触电梯控制，第一反应是纠结“怎么让电机转起来”，实际上PLC控制电梯和变频器控制电机是两回事。在标准电梯改造中，六层电梯的拖动电机一般由变频器带动，PLC根本不需要直接输出PID调速信号，它只负责决定“往上还是往下”“到第几层停”“门开多久”。也就是说，PLC站在调度层：采集各种按钮和传感器信号，通过逻辑判断产生方向指令、停层指令、开关门指令，再把这些指令输出到接触器、继电器或变频器，让对方去执行。

所以六层电梯控制程序的核心，本质上是三个逻辑问题：呼叫如何登记、方向如何判定、到站如何停车开关门。把这三个问题想透了，程序怎么写都不会乱。

1.2 为什么选S7-1200做六层电梯

六层电梯的开关量点位大概在40点以内（输入约25到30点，输出约10到15点），这个规模用西门子S7-1200来跑非常舒服。

• S7-1200的CPU自带14DI/10DO，配合一个SM 1221数字量输入模块或者SM 1223数字量混合模块，点位完全够用，硬件成本不高。
• 编程软件TIA Portal（博途）是现在西门子的主流环境，比Step 7老界面友好太多，支持梯形图、SCL、FBD，初学和学习工控的人上手快。
• 集成以太网口，下载调试方便，网线一插就能在线监控变量、强制信号，比老式MPI/DP电缆体验好一个时代。
• 后续如果要接上位机（C#、LabVIEW、Java读数据）或者Profinet远程从站，S7-1200都是现成支持，不用换平台。

从课程设计和工程应用两个角度来说，S7-1200都是“性价比很高的选择”。有些学校教材还在用200SMART或三菱FX系列做电梯，那也很好，只是我下面讲的具体组态和指令会以S7-1200+博途为准。

1.3 六层电梯系统整体构成

整套控制系统可以分为三个部分：信号输入侧、PLC控制器、执行输出侧。

信号输入侧包括：轿厢内选层按钮（1到6层共6个）、厅外召唤按钮（1层只有上召，6层只有下召，中间2到5层有上召和下召共10个）、每层平层开关/楼层感应开关（共6个，用于判断轿厢当前到哪一层）、门锁信号、开关门到位信号、超载信号、急停信号、检修模式信号。

执行输出侧包括：上行接触器、下行接触器、开门继电器、关门继电器、楼层显示驱动、方向指示灯、到站提示铃。

这样一个系统，输入点位可以做到26到30个，输出点位10到14个。所以我建议CPU选择1214C DC/DC/DC，再扩展一块SM 1221 DI 16，或者用SM 1223的8DI/8DO组合。后者虽然模块多一块，但能让输出冗余更充裕。

2. 硬件搭建与I/O信号分配

2.1 输入信号梳理：不能只数按钮

把输入信号列出来这一步看着简单，实际上一错后面全乱。很多初学者拿到的参考图纸里，I/O表写得七零八落，照着接线后程序怎么调都别扭，大部分问题出在平层信号和门区信号的处理上。

六层电梯最常用的楼层检测方案是：在井道内每层安装一个感应开关或隔磁板，轿厢侧面安装一个平层感应器。轿厢经过哪一层，哪一层的信号就有效，PLC据此判断当前楼层。注意这个信号不是“持续保持”的，轿厢离开该层后信号就消失，所以程序中必须用当前楼层记忆机制：运行到某层时把当前楼层号更新并保持，直到下一次更新。

还有一种方案是接近开关加计数，用高速计数器HSC统计脉冲算楼层，但六层电梯用不到这么复杂，每个楼层一个感应点最简单可靠。

内呼和外呼按钮就更直接了：内呼6个，外呼10个（1层上召、6层下召、2到5层上下召各一），全部为自复位按钮，接到PLC数字量输入点。这些按钮在程序中要用置位/复位方式“记住”，不能被瞬时的按钮脉冲冲掉，所以要登记和消号。

下面是我实际项目中常用的一组I/O分配参考，你可以直接用：

这张表不是死的。比如平层开关数量、外呼接线顺序都可以根据现场调整，但有一个原则必须保证：所有输入点中，急停、门锁、上下行接触器这类安全相关信号必须接常闭逻辑，也就是线路断开时PLC读到的必须是“停车条件不满足”，而不是“允许运行”。这样一旦断线，电梯停在原处，而不是疯跑。

2.2 输出侧执行机构：接触器互锁是保命项

输出侧最核心的是上行接触器和下行接触器。这两个接触器任何时刻只能有一个吸合，否则主回路短路，轻则跳闸，重则烧变频器。程序里当然要做互锁，即上行条件满足时强制复位下行输出，下行条件满足时强制复位上行输出，但程序互锁不等于物理互锁。在电气回路上，同样必须用接触器辅助触点做硬件互锁：KM1的常闭触点串联在KM2线圈回路里，KM2的常闭触点串联在KM1线圈回路里。这是我反复强调的：程序只是软逻辑，硬件才是保命底线。

开门和关门继电器也是一样，不能同时输出。虽然开门机和关门机在物理上通常自带限位，但PLC在逻辑上还是要做到二选一，而且要有“关门途中再次开门”的处理。

至于楼层显示，最省输出的方式是用BCD码输出，3个输出点Q0.4、Q0.5、Q0.6组合代表1到6层（二进制），再接一个BCD到七段码的译码器驱动数码管。这样比直接给七段码输出省一半以上的点。有些项目直接用触摸屏显示楼层号，那就更省了，PLC只需把当前楼层号放到一个整型变量里。

2.3 接线实操注意：强弱电混装最容易出问题

电梯控制柜里既有220VAC的接触器、变压器，又有24VDC的传感器和PLC，接线时最忌讳强电和弱点捆在一起走线槽。我在现场吃过亏：PLC输入信号线跟接触器线走同一根扎带，接触器一吸合，PLC的AI/AO信号乱跳。后来改成强弱电分离，输入信号用屏蔽双绞线，传感器和PLC电源用一个独立的DC24V开关电源，问题才消失。

另外，S7-1200数字量输入默认是漏型接法（也就是NPN传感器接法），公共端M接DC24V负极。如果你现场用的是PNP型传感器（在自动化行业很常见），要么选源型输入接法，要么用中间继电器转接。这个接错了，指示灯不亮但信号一直没进来，排查起来特别浪费时间。

3. 核心控制逻辑设计与程序架构

3.1 程序架构：用OB、FB、DB把逻辑拆干净

S7-1200的程序不建议全部堆在OB1里，做六层电梯虽然逻辑不算复杂，但把功能拆开，后期调试、改型号、换楼层数都会方便很多。我习惯这样分：

OB1作为主程序去调用各个FC，看起来多了一层，但实际上每个功能的代码量都不大，而且能独立测试。尤其是方向决策和停层判断这两块，单独拉出来写，出现问题时不至于在几百行梯形图里翻。

3.2 楼层识别：从输入信号到当前楼层号

楼层识别虽然不复杂，但处理不好会出现楼层乱跳。我用一个整型变量CurrentFloor存储当前楼层，类型Int。当每一层的平层开关信号有效时，把这个楼层号写入CurrentFloor。

梯形图或SCL里写法是：

IF #FloorSensor[1] THEN #CurrentFloor := 1; ELSIF #FloorSensor[2] THEN #CurrentFloor := 2; ELSIF #FloorSensor[3] THEN #CurrentFloor := 3; ELSIF #FloorSensor[4] THEN #CurrentFloor := 4; ELSIF #FloorSensor[5] THEN #CurrentFloor := 5; ELSIF #FloorSensor[6] THEN #CurrentFloor := 6; END_IF;

这看着简单，但实际工程中会出现一种情况：电梯运行速度太快，PLC扫描周期长，结果经过中间某一层时该层平层开关的脉冲刚好被扫描周期漏掉，导致楼层显示跳到两层之外。解决方法是：在接近预定停靠楼层时提前减速，让轿厢以慢车速度通过平层区，这样每次扫描都能稳定捕捉到每层信号。如果在纯开关量方案里没有变频器减速配合，那就在程序里多做几次采样确认，或者用高速计数方式捕捉，但一般电梯调试时首车都会调慢车。

3.3 呼叫登记与消号：用置位/复位，别用自锁

内呼和外呼按钮都是瞬时脉冲，按下1秒松开，PLC必须在松开后依然“记得”这个呼叫。初学者最容易想到的是自锁电路，用按钮接通一个中间继电器Q，再用Q的常开触点保持回路。这个在PLC里完全可以做，但更推荐用置位/复位（SR），因为清晰、不容易出错。

以1层内呼为例，梯形图逻辑是：

• 网络1：I0.0按下有效，则 SET #CallInside[1]
• 网络2：当电梯到达1层且开门到位时，满足消号条件，则 RESET #CallInside[1]

这样每个呼叫按钮就对应一个Bool变量，登记就是置位，到达消号就是复位。外呼同理，只是外呼还得分上行呼叫和下行呼叫。

有个细节值得注意：厅外呼叫按钮不像内呼，到站后要不要消号要看电梯运行方向。比如电梯正在上行，5层有人按了上召，电梯到达5层停靠，这时候上召消号没问题。但如果5层有人按下召，而电梯正在上行，会先经过5层不停（因为不顺路），这时下召不能被消掉，必须等电梯下行到达5层再消。这就是顺向截梯规则中的“方向性消号”。

3.4 方向决策：顺向截梯算法

方向决策是整个电梯控制程序中最有含金量的部分。六层电梯虽然规模小，但算法逻辑和三十层电梯是同一个套路。

我的做法是构造两个数组：内呼数组CallInside[1..6]、外呼上召数组CallUp[1..6]、外呼下召数组CallDown[1..6]。这里注意，1层没有下召，6层没有上召，但数组下标统一，没用的地方置FALSE即可。

上行决策：电梯当前处于停止状态，或者正在上行过程中。如果当前是停止状态，只要存在任何一个目标楼层高于当前楼层，就进入上行状态。如果电梯正在上行，任何高于当前楼层的有效呼叫（内呼+上召+下召）都可以被纳入目标范围，但这些呼叫要分优先级：顺向的呼叫（对上行来说，上召是顺路，内呼也是顺路）优先响应，下行召唤只在它位于电梯当前行驶方向前方时，才会被“顺路”带上，否则要等下一次下行。

下行决策：同理反向处理。

在实际的纯PLC梯形图里，我不会写太多复杂的循环，多用比较和置位。比如用MaxFloor变量保存当前方向上“最远目标楼层”。找到所有高于当前层的有效呼叫，取最大值作为本次上行的“终点层”。电梯向上运行过程中，只要CurrentFloor等于某个有效目标楼层，就停层。到达终点层后，再判断是否有反方向的呼叫，如果有，就换向下行；如果没有，电梯停在终点层待机。

用SCL写这段逻辑会更直观：

// 搜索上方向最远目标楼层 #HighestTarget := #CurrentFloor; FOR #i := #CurrentFloor + 1 TO 6 DO IF #CallInside[#i] OR #CallUp[#i] OR #CallDown[#i] THEN #HighestTarget := #i; END_IF; END_FOR; // 存在高于当前层的目标，则输出上行 IF #HighestTarget > #CurrentFloor THEN #DirectionUp := TRUE; ELSE #DirectionUp := FALSE; END_IF;

注意这个FOR循环在OB1里执行没有压力，六层循环周期极短，整个PLC扫描周期也就几毫秒，完全不影响实时性。

3.5 停层与开关门控制：别忽略平层精度

电梯运行到了目标楼层，怎么停下来？不是一到位就立即开门，而是要经过“平层检测→减速停车→开门继电器动作→开门到位→延时→关门继电器动作→关门到位→运行准备”这一整个流程。

门联锁是电梯里最重要的一环：电梯运行前，门锁信号必须有效（I3.0为TRUE），表示所有厅门和轿门都已闭合；运行过程中，如果门锁信号突然消失，程序必须立刻断开上下行输出，让电梯急停。这个逻辑要用硬件回路和程序双重保证。

开门延时一般设5到8秒，具体看现场客流量。延时可以用S7-1200的TON定时器。关门过程中要判断关门到位信号，如果一定时间内门没关到位，要能再次开门重新关，这是最基础的防夹逻辑。真实电梯还有光幕或安全触板，但六层电梯教学项目里可以用“开门到位信号断开”来简单模拟。

3.6 显示与指示：BCD显示和方向灯

当前楼层号送到显示输出时，要把CurrentFloor整数转换成BCD输出。如果需要用Q0.4、Q0.5、Q0.6三位输出表示1到6层，可以写成：

#DisplayBCD := #CurrentFloor; // 1~6 #Out_A := #DisplayBCD.0; // 位0 #Out_B := #DisplayBCD.1; // 位1 #Out_C := #DisplayBCD.2; // 位2

上行/下行方向指示灯直接由方向标志驱动。到站铃可以在平层完成的瞬间输出一个0.5秒脉冲，用TON实现。

4. 博途实操：从建工程到在线调试

4.1 新建项目与硬件组态

打开TIA Portal，新建项目，设备里选择S7-1200对应的CPU型号。我手头版本如果是V15及以上，基本都能选到1214C DC/DC/DC，固件版本一般选V4.x。

建完CPU后，添加SM 1221数字量输入模块（16点）或SM 1223模块。组态界面上可以看到每个I/O点的地址自动分配。建议在组态里把设备名称、IP地址先设置好，比如IP设为192.168.0.10，这样后面仿真和下载不容易混乱。

注意：博途不同版本打开同版本工程也会有系统提示需要升级的情况。老版本工程用新版本打开会弹出“项目升级”提示，确认即可。但如果你的工程是V18做的，V15是打不开的，这一点下载别人工程前一定先确认版本。

4.2 程序编写：先搭变量表再写逻辑

写程序前，我强烈建议先建好全局变量表（PLC tags）。把I0.0、Q0.0这些实际地址和语义名称绑定好，后面写梯形图全是看名字，不会写错地址。我的习惯是：

• 输入信号统一命名：In_InnerCall_1F、In_UpCall_3F、In_FloorSensor_5F、In_DoorLock
• 输出信号统一命名：Out_MotorUp、Out_MotorDown、Out_DoorOpen、Out_DoorClose
• 程序内部变量统一放DB：CurrentFloor、DirectionUp、CallInside数组等

然后OB1里依次调用FC1到FC5。FC1里写输入去抖，用S7-1200自带的输入延时滤波器，或者简单用TON做20ms去抖。FC2做楼层识别，FC3做方向决策，FC4做停层开关门，FC5做显示输出。

这里给一个FC3方向决策的简化SCL参考，方便你理解整体逻辑：

// 先复位方向输出 #Out_MotorUp := FALSE; #Out_MotorDown := FALSE; // 上行条件：有高于当前层的目标 #DirUpReq := FALSE; FOR #i := #CurrentFloor + 1 TO 6 DO IF #CallInside[#i] OR #CallUp[#i] OR #CallDown[#i] THEN #DirUpReq := TRUE; END_IF; END_FOR; // 下行条件：有低于当前层的目标 #DirDownReq := FALSE; FOR #i := 1 TO #CurrentFloor - 1 DO IF #CallInside[#i] OR #CallUp[#i] OR #CallDown[#i] THEN #DirDownReq := TRUE; END_IF; END_FOR; // 互锁输出 IF #DirUpReq AND NOT #DirDownReq THEN #Out_MotorUp := TRUE; ELSIF #DirDownReq AND NOT #DirUpReq THEN #Out_MotorDown := TRUE; ELSE // 上下方向同时有请求，按当前所处位置顺序处理 // 简单做法：优先运行当前方向一致的一侧 END_IF;

这段代码还可以再优化，但作为六层电梯的第一版已经能跑。真正投入现场前，一定要在仿真里反复测试边界情况。

4.3 使用PLCSIM仿真验证

S7-1200在博途V15及以上版本可以使用S7-PLCSIM仿真。仿真启动后，把程序下载到虚拟PLC，然后在“仿真PLC”里手动改变输入变量状态来模拟按钮信号、平层开关信号。好处是不需要真实硬件，课程设计答辩前完全可以跑通整个流程。

我测试逻辑的时候一般按这个顺序：

1. 在1层，模拟按下6层内呼按钮，观察方向输出是否上行、楼层显示是否变化。
2. 把2到5层平层开关依次短暂置位（模拟电梯经过），观察CurrentFloor是否更新递增。
3. 到了6层，观察是否消号、是否开门到位。
4. 在6层模拟按下2层外呼下召，观察电梯是否反向下降、2层是否消号。
5. 测试门锁断开：电梯运行中把In_DoorLock复位，看上下行输出是否立刻断开。

如果仿真中这5步全部通过，程序的基本功能就没大问题。

4.4 下载与在线调试

仿真通过后，连接真实PLC。

• 用网线连接电脑和CPU，博途中选择“在线访问”，设置PG/PC接口为对应网卡。
• 设置PLC的IP地址，保证电脑和PLC在同一网段。
• 下载硬件组态和程序。下载完成后，把CPU切换到RUN模式。
• 在线监控：打开监控表，把所有I/O变量和关键中间变量都拉出来，实时看状态变化。

调试现场要注意：首次上电前，断开主回路，只给PLC送电，先检查输入信号采集是否正确。逐个按下按钮看对应的输入变量是否置位。如果输入信号没反应，优先查线路、查公共端，别急着改程序。输入部分确认没问题后，再接通主回路，用检修模式低速点动检查电机转向是否与方向指令一致。

5. 常见问题与排查技巧实录

5.1 输入抖动导致呼叫反复触发

按钮和继电器触点按下过程会有机械抖动，PLC可能一个按钮按下去，同一信号在0.1秒内跳变数次。结果就是：内呼按一下，楼层显示乱跳；或者消号瞬间又被再次登记。解决方法是给每个按钮信号加20ms左右的去抖（用TON定时器或读取输入滤波器参数）。S7-1200的DI模块可以在组态里直接设置数字量输入滤波时间（0.1ms到20ms可选），调试时设成6.4ms或10ms即可。

5.2 电梯运行中楼层数跳变或丢失

最常见原因是平层开关信号在PLC扫描周期内有效时间太短，刚好被漏掉。典型场景是快车速度过快，轿厢经过一层时的信号持续时间小于一个扫描周期。解决思路：

• 校核电梯快车速度，必要时加装提前减速信号（双平层开关方案）。
• 在程序里用“多周期确认”逻辑：平层信号连续两个扫描周期有效才更新楼层号。
• 确认平层开关的常开/常闭接法有没有和程序反了。

5.3 门锁断开后电梯还在运行

这个现象一旦出现，必须停线检查。不仅是程序问题，很可能硬件回路里门锁触点没串进运行接触器回路。我调试时遇到过一种情况：门锁信号接的是PLC的输入点，但是接触器吸合回路里没有串门锁触点，结果门锁一断，PLC程序虽然输出了停车，但接触器仍然保持吸合，电梯继续走。所以安全回路必须硬接线串到接触器控制回路，不能只靠PLC逻辑。这也是我一直强调的“程序互锁≠物理互锁”。

5.4 电梯停在中间楼层没有任何呼叫时乱跑

电梯没有呼叫时，应停在当前楼层不动。如果出现乱跑，多半是方向决策逻辑里“请求信号”没有被正确清零。例如外呼按钮信号置位后，电梯到了一层的上召消号，但程序里忘复位对应的CallUp[1]，导致呼叫一直存在。所以调试时要把每一个置过的呼叫变量在合适时机都复位，并且用监控表跟踪呼叫数组的状态。

5.5 博途版本、固件与工程兼容性问题

热词里有人问“博途V18支持S7-1200 CPU1211C所有版本固件吗”，这里统一回复一下：博途V18对S7-1200系列的支持是全面的，1211C、1214C这些型号都支持，但不代表所有老固件都能直接下载。CPU固件V4.x基本没问题，个别V2.0/V3.0的老版本可能需要升级固件后才能在V18工程里使用。下载别人做的程序包时，先确认对方是哪个博途版本（V15还是V16还是V18），版本差太多一般打不开或需要升级，升级前先备份工程。

另外，S7-1200和S7-200 SMART的工程文件不互通，用200SMART的梯形图不能直接拖到S7-1200里运行，知识点可以迁移，但程序要重建。

6. 扩展思考：从六层电梯到群控和上位机

完成六层电梯控制后，如果想往深走，有两个方向我特别推荐：

一个是多电梯群控。两部电梯同时工作，需要对前后门、召回、闲梯停靠做调度，核心仍然是方向决策和呼叫分配，但要把“呼叫归属”做出来：内呼只能由当前轿厢响应，外呼则需要根据哪部梯更顺路来分配。可以用S7-1200之间的Profinet通信或者I/O交换来实现，这是我做过最有趣的控制扩展。

另一个是上位机数据采集。通过S7-1200的以太网口，上位机用C#、Java或LabVIEW可以读取PLC里的当前楼层、运行方向、故障信号，做成电梯监控界面。S7-1200支持S7协议通信，上位机轮询读取DB里的数据，PLC端不需要额外编程，只要把要监控的数据放到全局DB并保证可访问状态即可。这部分和当前热门的工业物联网采集是同一个思路，很多初学者从电梯项目入门，再拓展到上位机，正好形成完整的工控知识闭环。

在折腾这套六层电梯程序的过程中，我最大的感受是：电梯控制这个题目虽然看起来简单，但能把呼叫登记、方向判断、停车开关门这些逻辑做到稳、不冲突、不丢信号，需要非常缜密的思路，这也是很多公司招聘PLC工程师时喜欢拿电梯当面试题的原因。你把它做完一遍，再回头看那些机械手、分拣线、运动控制的程序，很多套路是相通的。

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