PLC在雜物電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用

1、第一節(jié) 編制電梯 PLC 程序的步驟作者 : 增清通過(guò)前面對(duì)PLC基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，我們對(duì) PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理有了一定的了解，并掌握了基本的梯形圖及指令的編寫方法。下面我們就要進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，要利用 PLC 來(lái)控制電梯的運(yùn)行了。在這里，我們首先學(xué)習(xí)一則簡(jiǎn)單的控制程序，即用 PLC 來(lái)控制一臺(tái)雜物電梯的運(yùn)行。麻雀雖小，但五臟俱全。作為一控制系統(tǒng)，我們?nèi)员仨毎凑赵O(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求來(lái)一步步完成它。第一步，設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，首先要求我們對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程要十分了解，要會(huì)畫出整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的流程圖，對(duì)系統(tǒng)的每一個(gè)功能要求心中有數(shù)。第二步，計(jì)算控制系統(tǒng)對(duì) PLC 的配置要求，也就是說(shuō)要計(jì)算出在整個(gè)系統(tǒng)中，你的 P

2、LC 需要用到多少個(gè)輸入及輸出點(diǎn)。第三步，進(jìn)行PLC的選型。根據(jù)你所計(jì)算出的所需要PLC的輸入輸出接點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行 PLC的選型。所選PLC型號(hào)一是要能達(dá)到你所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求，二是你能熟練使用的品牌規(guī)格，這樣才能得心應(yīng)手。第四步，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電氣原理圖及安裝接線圖，并對(duì)所用PLC輸出輸出口進(jìn)行定義。第五步，設(shè)計(jì)梯形圖采用 PLC 作為中間過(guò)程控制的電梯電氣控制，在電路原理圖和安裝接線圖設(shè)計(jì)繪制完成后，還必須設(shè)計(jì)繪制與電路原理圖對(duì)應(yīng)的PLC 梯形圖程序，梯形圖程序是 PLC 內(nèi)各種軟硬繼電器的邏輯控制圖，它的邏輯控制方式類似于中間過(guò)程控制繼電器之間的邏輯控制電路圖，因此它是PLC控制電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的

3、重要環(huán)節(jié)之一。設(shè)計(jì)梯形圖程序時(shí)，應(yīng)按PLC使用手冊(cè)的方法，了解 PLC的I/O接口分配、組合排列和代號(hào)，機(jī)內(nèi)各種軟繼電器、數(shù)據(jù)區(qū)、通道代號(hào)，常用指令的編制規(guī)則和代號(hào)等。設(shè)計(jì)梯形圖一般應(yīng)遵守以下規(guī)則：<1）I/O 點(diǎn)和內(nèi)部各種軟繼電器等的常開和常閉觸點(diǎn)可多次重復(fù)使用。<2）軟繼電器的線圈不能與左邊的母線直接連接，應(yīng)有過(guò)渡點(diǎn)。<3）軟繼電器的右邊不能再有接點(diǎn)。<4）在一套梯形圖中，相同代號(hào)的線圈不能重復(fù)出現(xiàn)。<用 SET、 RST 指令外）<5）PLC 的輸入輸出點(diǎn)可當(dāng)軟繼電器來(lái)使用。第六步，把編制好的程序?qū)懭隤LC，并進(jìn)行在線調(diào)試。第一節(jié) 雜物電梯控制系統(tǒng)功能

4、說(shuō)明本文所敘述的雜物電梯是一種廳外按鈕集選控制的交流單速電梯，專用于提升和下降重量和體積較小的物件，絕不允許任何人進(jìn)入轎廂。該電梯在各層門旁都設(shè)有操縱箱，操縱箱上設(shè)有相應(yīng)層站數(shù)的召喚按鈕、一個(gè)占用顯示燈、一個(gè)樓層和方向顯示器及一個(gè)急停開關(guān)。在基站 一般還設(shè)有一個(gè)鎖梯鑰匙。電梯電氣控制中，所有安全開關(guān)組成一條安全回路，控制電梯的安全接觸器，當(dāng)安全回路斷開，安全接觸器失電，電梯的動(dòng)力電動(dòng)及 PLC 電源均切斷，確保電梯立即停止。另外，所有廳門及轎門開關(guān)形成一條門鎖回路，控制門鎖繼電器。當(dāng)門鎖繼電器失電，應(yīng)確保電梯不能運(yùn) 行。電梯的控制系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，即正常運(yùn)行狀態(tài)和檢修操作運(yùn)行狀態(tài)。在電梯的

5、機(jī)房和轎頂均設(shè)有一個(gè)正常/檢修開關(guān)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)均處于正常狀態(tài)時(shí)，電梯即進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。1、電梯的正常運(yùn)行過(guò)程當(dāng)電梯停在某層，全部廳門處于關(guān)閉狀態(tài)，電梯即進(jìn)入等待運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)任何層站只要輸入一個(gè)召喚信號(hào)，電梯立即駛向所召喚的樓層。 電梯到達(dá)指定樓層自動(dòng)停止，并發(fā)出蜂鳴，提示電梯已完成此次任務(wù)。同時(shí)顯示器刷新樓層顯示。電梯運(yùn)行過(guò)程中，每個(gè)廳站的召喚箱上的 “占用 ”燈亮起，說(shuō)明電梯處于被占用狀態(tài)。電梯到達(dá)樓層，廳門被打開，“占用 ”燈也亮著，電梯仍處于占用狀態(tài)。當(dāng)電梯處于占用狀態(tài)時(shí)，不再接受任何樓層的召喚，此時(shí)輸入召喚信號(hào)不被接受，也不能記憶。需要指出的是，當(dāng)電梯完成一個(gè)任務(wù)停止在某層時(shí)，占用

6、狀態(tài)必須有一個(gè)延時(shí)，以確保有時(shí)間能開門卸載貨物。避免電梯一到達(dá)樓層，被另 處一個(gè)召喚登記，電梯駛向另一個(gè)樓層。如果電梯停在某層，廳門處于打開狀態(tài)，則電梯處于占用狀態(tài)。這時(shí)如果有召喚信號(hào)，雖然召喚不被登記，但蜂鳴器會(huì)響起，以提醒有人要 用電梯。2、電梯的檢修運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)機(jī)房或轎頂任何一處的 “正常/檢修 ”開關(guān)處于檢修狀態(tài)時(shí)，電梯即進(jìn)入檢修狀態(tài)，這時(shí)操作檢修箱上的“上行 ”或“下行”按鈕，可以控制電梯以點(diǎn)動(dòng)方式上行或下行。但檢修控制有一個(gè)優(yōu)先權(quán)，轎頂?shù)臋z修優(yōu)先與機(jī)房的檢修。3、電梯的自動(dòng)平層在井道中，在每層的平層位置裝有一個(gè)平層感應(yīng)器，在轎頂相應(yīng)位置裝有一個(gè)約 300mm 長(zhǎng)的隔磁板，當(dāng)電梯到達(dá)該

7、樓層有停車信號(hào)，則隔 磁板插入感應(yīng)器時(shí)，電梯立即停止運(yùn)行。之所以隔磁板需要300mm 長(zhǎng)度，是因?yàn)殡娞萃＼嚂r(shí)，仍有一個(gè)慣性要沖過(guò)一些，在實(shí)際調(diào)試時(shí)可以調(diào)正隔磁板的長(zhǎng)度來(lái)達(dá)到一個(gè)滿意的平層精度。也可以在程序中采用一些技巧，通過(guò)調(diào)正程序的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)平層精度的要求。4、電梯的端站保護(hù)在井道的端站一般都設(shè)置一個(gè)端站限位和極限限位。當(dāng)端站限位動(dòng)作時(shí)，電梯應(yīng)不能繼續(xù)向這個(gè)端站的方向運(yùn)行。當(dāng)極限開關(guān)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)切斷電梯的動(dòng)力電源。5、電梯的其它功能要求根據(jù)電梯的規(guī)范要求，我們還要考慮一些電梯的其它功能設(shè)計(jì)。如全程行運(yùn)行時(shí)間的限制，單層運(yùn)行時(shí)間的檢測(cè)、接觸器防粘連的保護(hù)。全程運(yùn)行時(shí)間的保護(hù)是指從一個(gè)端站直接駛向

8、另一個(gè)端站所用時(shí)間不能超過(guò)一個(gè)設(shè)定值，否則程序保護(hù)，停止電梯的運(yùn)行。單層運(yùn)行時(shí)間的檢測(cè)是指電梯單層之間的運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間不能超過(guò)一個(gè)設(shè)定值，否則程序保護(hù)，停止電梯的運(yùn)行。接觸器防粘連保護(hù)是指對(duì)控制抱閘的主要接觸器進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)接觸器有粘連不能釋放時(shí)，程序應(yīng)保護(hù)，停止電梯再運(yùn)行。第三節(jié) 計(jì)算 PLC 的 I/O 接口及進(jìn)行 PLC 選型根據(jù)雜物電梯的功能要求，我們以設(shè)計(jì)一個(gè)3層3站的雜物電梯來(lái)對(duì) PLC的I/O接口數(shù)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。輸入信號(hào)的計(jì)算：輸出信號(hào)的計(jì)算：1、對(duì)門鎖繼電器的檢測(cè)1、上行接觸器2、對(duì)檢修開關(guān)信號(hào)的檢測(cè)2、下行接觸器3、對(duì)主電源接觸器觸點(diǎn)信號(hào)的檢測(cè)3、輸出接觸器4、對(duì)上、下行接觸

9、器觸點(diǎn)信號(hào)的檢測(cè)4、抱閘強(qiáng)激接觸器5、檢修向上按鈕信號(hào)5、1樓樓層信號(hào)燈6、檢修向下按鈕信號(hào)6、2樓樓層信號(hào)燈7、 1 樓感應(yīng)器信號(hào)7、3樓樓層信號(hào)燈8、 2 樓感應(yīng)器信號(hào)8、蜂鳴器信號(hào)9、 3 樓感應(yīng)器信號(hào)9、占用燈信號(hào)10、1 樓召喚按鈕信號(hào)10、1 樓召喚信號(hào)11、2 樓召喚按鈕信號(hào)11、2 樓召喚信號(hào)12、 3樓召喚按鈕信號(hào)12、3 樓召喚信號(hào)說(shuō)明：這里樓層信號(hào)輸出米用一對(duì)一信號(hào)輸出，因?yàn)殡s物梯一般不會(huì)有太多樓層，如果米用七段碼輸出則要米用七個(gè)輸出點(diǎn) 輸岀接口的上行接觸器、下行接觸器、輸岀接觸器、抱閘強(qiáng)激接觸器應(yīng)采用同一輸岀電壓等線。其它均為信號(hào)輸岀，采用另一組同一輸岀電 壓等級(jí)。經(jīng)過(guò)

10、以上計(jì)算，我們得出到少需要12個(gè)輸入點(diǎn)和12個(gè)輸出點(diǎn)。這樣我們就可以進(jìn)行PLC的選型。我們選擇一種三菱FX1S-30MR的小型PLC,它具有16個(gè)輸入點(diǎn)和14個(gè)輸出點(diǎn)，附合我們的設(shè)計(jì)要求。第四節(jié)電梯電氣原理圖設(shè)計(jì)主回路101上極限下極限S33534AC 110V層詁急停幷關(guān)基站電巍Q 1°2轎頂急惇107機(jī)房急停XJJ相癢131111-n層斤門門鎖SLl-SLn熱繼電器1TRA1 A2、 1f YJ »IRC“一 113 Al A2 fJIS J2RC安全及門鎖回路電源EC110V抱閘回路30i1叫«123SCXC7 22 迓 jj 21W：n>1COMXO

11、XI皿3-* 齬 iso?嗣 FX1S-30MRQ 3 09ZZ 幀+YU*2Jj>wT-A4jJJ>1¥&2TK；4tgB1JA£JA3 J-e-A4JoXIO4X12oS13oK14 X1734OQKOHE旺卄¥F “YIG09術(shù)下戚CDW4201論O10E. 1RT _t 跟惶 章71.104系 JFfillCCM1 ,OUl0CM3*VilT12Y13V14T15D1JD2JDE MfT wUL烽唱醤D3JPLC輸入輸岀通道說(shuō)明：因?yàn)镕X1S-30MR PLC的Y0和Y1輸出端都為獨(dú)立成一組，這里這沒(méi)用，如果要增加層站便可用上，因?yàn)檫@兩

12、個(gè)點(diǎn)可以與任意電壓等 線配合。元件代號(hào)表序號(hào)元件代號(hào)名稱電壓1Q1空氣開關(guān)2MC輸岀接觸器AC110V3SC上行接觸器AC110V4XC下行接觸器AC110V5YJ安全繼電器AC110V6MSJ門鎖繼電器AC110V7BZJ抱閘強(qiáng)激繼電器AC110V8TR熱繼電器-91RC-6RC接觸器阻容吸收組件10XJJ相序繼電器-111F-3F熔斷器12F4-F5熔斷器13F6熔斷器14F7-F8熔斷器15R1分壓電阻-16R2放電電阻17C1滅弧電容18ZD整流器19RU1 RU2壓敏電阻20TB控制變壓器21Z1轎廂檢修開關(guān)-22Z2控制屏檢修開關(guān)23AS1慢上按鈕 < 轎頂）24AX1慢下按

13、鈕 < 轎頂）25AS2慢上按鈕 < 機(jī)房）26AX2慢下按鈕 < 機(jī)房）27PLC可編程序控制器281KW上限位292KW下限位30S33上極限31S34下極限32SB11地坑急停-33SB1-SB3層站急停34SB12機(jī)房急停-35SL1-SLn門電氣聯(lián)鎖-361YG-3YG層站感應(yīng)器37A1J-A3J廳外指令-38DIS顯示器-39DZ占用燈-40DL蜂鳴器-41D1J-D3J指令燈顯示-第四節(jié)PLC梯形圖設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)完電氣原理圖后，我們可以開始進(jìn)行梯形圖的設(shè)計(jì)了。這里，我們首先對(duì)三菱 FX系列PLC編程軟件進(jìn)行一些簡(jiǎn)單介紹。三菱FX PLC編程軟件名稱叫SWOPC-FX

14、GP-WIN-C。它是一個(gè)中文版的編程軟件，可以在 WINDOWS系統(tǒng)下工作，使用十分方便。如果你 還沒(méi)有安裝這個(gè)軟件，可以點(diǎn)擊這里下載后安裝。運(yùn)行編程軟件后，可以新建一個(gè)文件，編輯區(qū)域可以是梯形圖的編輯界面，你可以使用工具直接在編輯區(qū)域畫岀梯形圖。也可以用指令表的 界面輸入指令。這兩個(gè)界面可以互相轉(zhuǎn)換。下面我們開始梯形圖的設(shè)計(jì)。首先進(jìn)行樓層控制回路的設(shè)計(jì)，如下圖:當(dāng)轎頂隔磁板插入樓層感應(yīng)器中時(shí)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器動(dòng)作時(shí)進(jìn)行樓層的翻轉(zhuǎn)。這里用計(jì)時(shí)器，主要是為了可以通過(guò)調(diào)正計(jì)時(shí)器延時(shí)時(shí)間，來(lái)調(diào)正電梯的平層下面進(jìn)行廳外指令信號(hào)的登記與消除，如下圖:Xdl3!3COOOgr1 I-11 p門挪i

15、WK30121 )丄嚶憎螢佶ME2K23MAOK00541 l2棲摑令舸柩捨令屮放障正倉(cāng)豪檢訝號(hào)便於H£1號(hào)K0J,# JCQ0Q 汕1 2 3 41lH - 畫整抬令寸ii鋪t!5Q£UlikFH二橙丄楂扌旨令代機(jī)扌皆令申烏號(hào)-4K«Q 5正雷更楡修黴畑2)盜橙皓令佶 礙W503MeitreeH 4f 海垣令性機(jī) 挎今甲 嗎罵K10K0 05I I疋苗更檢X015JCO 00I H-I 卜 3梭怡令宅門鋪 鈕(123£棲措後節(jié)在正常操作狀態(tài)時(shí)，電梯根據(jù)目前所在的位置和登記的廳外指令信號(hào)，自動(dòng)決定運(yùn)行方向，驅(qū)動(dòng)上或下行接觸器。當(dāng)電梯處于檢修操作狀態(tài) 時(shí)，

16、指令登記回路失效，自動(dòng)定向失效，電梯的上下行接觸器只受慢上按鈕或慢下按鈕的控制。當(dāng)電梯完成一個(gè)任務(wù)停車時(shí)，利用M1進(jìn)行一個(gè)延時(shí)，M1在電梯停止后立即吸合，延時(shí)一個(gè)時(shí)間后釋放。防止電梯停車后還未開門裝卸貨物就被另一個(gè)指令召喚運(yùn)行。只要有上或下行接觸器動(dòng)作，輸岀接觸器就吸合。這里使用輸岀接觸器，主要目的是達(dá)到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流有兩個(gè)獨(dú)立的觸點(diǎn)，同時(shí)控制制動(dòng) 器的電流也有兩個(gè)獨(dú)立的觸點(diǎn)。下面是抱閘強(qiáng)激繼電器輸岀回路，如下圖棚阿強(qiáng)齢 越時(shí)tic<YQO5 搐佝強(qiáng)鍛抱閘強(qiáng)激繼電器的作用是使制動(dòng)器以110V強(qiáng)激吸合一段時(shí)間后，抱閘強(qiáng)繼電器動(dòng)作，使制動(dòng)器線圈電壓下降到一個(gè)維持電壓。下面設(shè)計(jì)蜂鳴器與占用燈程

17、序，如下圖：TTOA>?TOA>砕血樂(lè)3111FOOXa-TZB嘰IoooxbOOKH Lsoox討bcoox.TTT0M還*5淫STOXbTOX000X0BI ICT OXtOT菇曰玄甸0H>(Fja 傑務(wù)彌豐劊t«>f-1TZ1ZZ12ZJ>ObXTZJ>OZX佬佬 勒毀Jk一_Tf11«ZOOA COOA JOOX在門鎖處于開啟狀態(tài)時(shí)，如有廳外按鈕召喚，則蜂鳴器鳴叫，當(dāng)電梯到達(dá)停止后，蜂鳴器也鳴叫，M0是提供一個(gè)鳴叫的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間開被打開，或在運(yùn)行中，或有指令被登記時(shí)，占用燈點(diǎn)亮，表示電梯被占用中。當(dāng)電梯處于檢修狀 態(tài)時(shí)，占用燈閃亮

18、，表示電梯正在檢修中。樓層信號(hào)及指令信號(hào)的輸出，如下圖：12212713215714214414這里設(shè)計(jì)一個(gè)故障顯示的作用，當(dāng)電梯有故障時(shí)，樓層顯示器就會(huì)閃動(dòng)。下面設(shè)計(jì)電梯的保護(hù)程序，如下圖：Y004 1 I 呦出接卿-K280<T10)全樫送行¥004X001I II I巒出接離上下行接 馮紐湃閉點(diǎn)Y004X001PF 啲出變竝上下行擔(dān) 潛級(jí)渤縉閉AY004X002二 III楠出廢嗽輸出廢心 馮湖落閉點(diǎn)Y004X002H-J4- 斛出接璉渝出接綠 為構(gòu)閉戌Y004X006X007X010I I輸出接離一K10<T11)上下行接K10<T12)上下行*E羅爲(wèi)不能K10<T13)榆出境妣令惜決K10<T14)輸出接觸K220<T1S)單怎 同邊行時(shí) 聞粗時(shí)鮒T10粗旳錨諼Til上下行感TIA協(xié)出接就合繼決TL4I 1-輸出接離T15屠單空ML0T201 I 枚降自解SETM104ftWK200<T20)故障自朗 除時(shí)的M10148132157162167172179“6190192從梯形圖可以看出，這里對(duì)上下行接觸器、輸出接觸器的觸點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)接觸器有不吸合或不 釋放現(xiàn)象，電梯程序進(jìn)行保護(hù)，終止電梯運(yùn)行。另外，當(dāng)電梯全程運(yùn)行超過(guò)設(shè)定時(shí)間也保護(hù)。電梯運(yùn)行 中，兩個(gè)樓層之間超過(guò)設(shè)定