電梯運(yùn)行控制程序設(shè)計(jì)

電梯控制程序設(shè)計(jì)

周大鵬（@163.com）

樂(lè)山師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院

PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用1項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用在高層建筑中，電梯是不可或缺的重要設(shè)備，早期的電梯采用繼電接觸系統(tǒng)，但由于電梯控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，使繼電接觸控制系統(tǒng)的接線(xiàn)復(fù)雜，可靠性較低。因此現(xiàn)在的電梯都已采用了其它控制系統(tǒng)，PLC就是最常用的一種。概述2項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用電梯運(yùn)行特點(diǎn)：電梯運(yùn)動(dòng):電力拖動(dòng)，垂直運(yùn)動(dòng)早期電梯:繼電器控制系統(tǒng)(易產(chǎn)生故障)內(nèi)容：電梯模型的PLC控制概述3項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用一、拖動(dòng)系統(tǒng)的分析電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)有許多種性能好的有直流發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng)、變頻調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)．價(jià)格較為昂貴。簡(jiǎn)單的有交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)、單／雙速交流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，在速度15m／s以下的中低速電梯中經(jīng)常采用后者，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。1電梯模型的結(jié)構(gòu)4項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1五層電梯模型的結(jié)構(gòu)現(xiàn)以雙速交流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)為例加以說(shuō)明，如圖所示。5項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用電梯的主要兩個(gè)動(dòng)作－上升和下降上升和下降可由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。任意調(diào)換接入電動(dòng)機(jī)的兩根火線(xiàn)即可，此功能可由1KM和2KM實(shí)現(xiàn)。(接1KM正轉(zhuǎn)接2KM反轉(zhuǎn))

1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析6項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用電梯的主要兩個(gè)動(dòng)作－上升和下降雙速電動(dòng)機(jī)有兩套繞組，正常運(yùn)行時(shí)接通高速繞組，即3KM接通，在檢修運(yùn)行或停靠時(shí)接通低速繞組，即4KM接通。

1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析7項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用電梯啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)是接通高速繞組的，但直接啟動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，為了降低啟動(dòng)電流，減小機(jī)件的沖擊，同時(shí)也為了改善乘客乘坐的舒適感，一般在啟動(dòng)電路中串入限流電阻或電抗，如圖中的L1。

1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析8項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用工作過(guò)程為：?jiǎn)?dòng)時(shí)3KM閉合，而后5KM接通。限流電感Ll串聯(lián)在啟動(dòng)電路中，啟動(dòng)完成后(例如經(jīng)過(guò)5s)，5KM接通，電機(jī)轉(zhuǎn)入正常高速運(yùn)行。1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析9項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用電梯?？繒r(shí)，由高速運(yùn)行轉(zhuǎn)入低速運(yùn)行。即3KM斷開(kāi)，同時(shí)4KM接通，因?yàn)樗俣认嗖钶^大，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)回饋制動(dòng)，為減小制動(dòng)電流，防止對(duì)機(jī)件的沖擊，也加入限流電阻或電抗，這里采用了兩級(jí)限流。

1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析10項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用工作過(guò)程為：3KM斷開(kāi)、4KM接通，但此時(shí)6KM和7KM并不接通，L2和R串入制動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后(例如ls)，6KM接通，切除限流電阻。1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析11項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用工作過(guò)程為：再過(guò)一段時(shí)間7KM接通，切除限流電抗，電機(jī)正常低速運(yùn)行，最后控制電路切斷l(xiāng)KM或2KM，電動(dòng)機(jī)停機(jī)。1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析12項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用調(diào)整串聯(lián)電阻或電抗的大小、級(jí)數(shù)，以及通過(guò)調(diào)整逐級(jí)切除電感或電抗的時(shí)間以改變啟、停的加減速度，滿(mǎn)足對(duì)舒適感、啟停限流及加減速度的要求。1.1拖動(dòng)系統(tǒng)的分析13項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用電梯控制程序設(shè)計(jì)

14項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用由于樓層數(shù)量不同，所配電梯的規(guī)模就有差別，I/O差別很大。以5層電梯為例，進(jìn)行分析1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

15項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

門(mén)廳及轎廂內(nèi)部分輸入輸出示意圖16項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用

1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

門(mén)廳及轎廂內(nèi)部分輸入輸出示意圖17項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

門(mén)廳及轎廂內(nèi)部分輸入輸出示意圖18項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1．輸入設(shè)備的確定先考察電梯轎廂內(nèi)的操作。操作廂上應(yīng)有各層的選層按鈕，3層共有3個(gè)。有司乘人員時(shí)，應(yīng)有司機(jī)開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕，上行、下行按鈕，共需4點(diǎn)輸入?？紤]到乘客的安全，電梯在門(mén)末關(guān)好的情況下禁止啟動(dòng)，對(duì)轎廂門(mén)及廳門(mén)的開(kāi)關(guān)極限均應(yīng)設(shè)權(quán)限開(kāi)關(guān)，需3點(diǎn)輸入，為防止關(guān)門(mén)夾住乘客，再設(shè)一個(gè)紅外感應(yīng)輸入。共需13個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)。

1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

19項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用再考慮井道與轎廂的關(guān)系。井道內(nèi)每層都應(yīng)設(shè)置感應(yīng)器，以便感知轎廂當(dāng)前所在層。由于上行和下行時(shí)，橋廂進(jìn)入該層的順序不同，所以每層設(shè)上行、下行兩個(gè)樓層感應(yīng)器。為保證轎廂?？繒r(shí)對(duì)層難確，在轎廂上設(shè)置了上平層感應(yīng)器、下平層感應(yīng)器和門(mén)樞感應(yīng)器，用以感知?？科线€是偏下。當(dāng)停層準(zhǔn)確時(shí)，3個(gè)感應(yīng)器均接通。共需13點(diǎn)輸入。1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

20項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用各門(mén)廳乘客召喚時(shí)，除底層和頂層只有一個(gè)召喚按鈕外，其它各層均設(shè)上下兩個(gè)召喚按鈕，3層共需4個(gè)輸入按鈕。其它輸入有超載、有司機(jī)／無(wú)司機(jī)方式選摔等開(kāi)關(guān)或觸點(diǎn)經(jīng)以上分析，可知共需28點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入端口。1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

21項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用控制電梯的上行、下行(即電機(jī)正、反轉(zhuǎn))需2點(diǎn)輸出。

在程序中通過(guò)輔助繼電器

M130（上升）與

M131（下降）實(shí)現(xiàn)控制電梯快行、慢行需2點(diǎn)輸出。

1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

22項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用2．輸出設(shè)備的確定開(kāi)關(guān)門(mén)接觸器需2點(diǎn)輸出。樓層指示燈3點(diǎn)輸出。上、下行指示燈需2點(diǎn)輸出。超載指示、報(bào)警需1點(diǎn)輸出。經(jīng)分析共需15點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出端口。

1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

23項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

24項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用6.3電梯運(yùn)行控制

確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

門(mén)廳及轎廂內(nèi)部分輸入輸出示意圖25項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用PLC的選擇電梯簡(jiǎn)單的控制只有開(kāi)關(guān)量輸入和輸出，對(duì)時(shí)間的響應(yīng)要求也不高，只是輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室資源選擇三菱公司的F1n－40MR小型PLC?？梢赃_(dá)到要求。1.2確定I／0點(diǎn)數(shù)及PLC的選擇

26項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用總體上講，電梯的運(yùn)行可分為正常運(yùn)行狀態(tài)、消防運(yùn)行狀態(tài)和慢行檢修狀態(tài)，可以用一個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(開(kāi)關(guān))來(lái)實(shí)現(xiàn)，三種運(yùn)行狀態(tài)為并行，關(guān)系簡(jiǎn)單，不用單獨(dú)繪制流程圖。

1.4繪制流程圖27項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用三種運(yùn)行狀態(tài)中正常運(yùn)行最為關(guān)鍵也最為復(fù)雜，并且電梯的運(yùn)行并無(wú)明顯的狀態(tài)步驟，即非順序運(yùn)行。設(shè)計(jì)時(shí)以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法為主，把控制電路分成幾個(gè)部分。1.5、編制用戶(hù)程序28項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用5、編制用戶(hù)程序考慮到電梯運(yùn)行的復(fù)雜性和無(wú)序性，可以把電梯的控制電路分為樓層感應(yīng)、門(mén)梯召喚、轎內(nèi)控制、電梯選向、開(kāi)關(guān)門(mén)控制。1.5、編制用戶(hù)程序29項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.3建立I／0地址分配表X0001樓上感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0012樓上感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0023樓上感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0034樓上感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0045樓上感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0051樓下感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0062樓下感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0073樓下感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0104樓下感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X0115樓下感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)X200門(mén)廳上行召喚按鈕1X201門(mén)廳上行召喚按鈕2X202門(mén)廳上行召喚按鈕3X203門(mén)廳上行召喚按鈕4X204門(mén)廳下行召喚按鈕2X205門(mén)廳下行召喚按鈕3X206門(mén)廳下行召喚按鈕4X207門(mén)廳下行召喚按鈕530項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.3建立I／0地址分配表X400(X012)

轎廂內(nèi)按鈕指令1X401(X013)

轎廂內(nèi)按鈕指令2X402(X014)

轎廂內(nèi)按鈕指令3X403(X015)

轎廂內(nèi)按鈕指令4X404(X016)

轎廂內(nèi)按鈕指令531項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.3建立I／0地址分配表M0~M499輔助繼電器M130上行中間繼電器M131下行中間繼電器32項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.3建立I／0地址分配表M100樓層指示中間繼電器1M101樓層指示中間繼電器2M102樓層指示中間繼電器3M103樓層指示中間繼電器4M104樓層指示中間繼電器5M200樓層感應(yīng)中間繼電器1M201樓層感應(yīng)中間繼電器2M202樓層感應(yīng)中間繼電器3M203樓層感應(yīng)中間繼電器4M204樓層感應(yīng)中間繼電器533項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1.3建立I／0地址分配表M300上行召喚中間繼電器1M301上行召喚中間繼電器2M302上行召喚中間繼電器3M303上行召喚中間繼電器4M304下行召喚中間繼電器2M305下行召喚中間繼電器3M306下行召喚中間繼電器4M307下行召喚中間繼電器534項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1、樓層感應(yīng)一般認(rèn)為，當(dāng)電梯上升時(shí)，以轎廂底部為準(zhǔn)，即當(dāng)矯廂底部進(jìn)入底層作為該層的起始信號(hào)。以轎廂底部離開(kāi)該底層為該層信號(hào)的結(jié)束。而當(dāng)電梯下降時(shí)，以轎廂的頂部信號(hào)為準(zhǔn)。

1.5、編制用戶(hù)程序35項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用1、樓層感應(yīng)樓層感應(yīng)信號(hào)是電路中重要的信號(hào)，因?yàn)樗臣暗狡渌刂齐娐分械脑S多環(huán)節(jié)。

1.5、編制用戶(hù)程序36項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用

程序設(shè)計(jì)X000、X001、X002、X021、X022為上感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)，X003、X004、X005、X023、X024為下感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)，M120～M124為樓層感應(yīng)中間繼電器，一樓三樓感應(yīng)指示一樓37項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用程序設(shè)計(jì)M100～M104作為樓層感應(yīng)信號(hào)中間繼電器（保持環(huán)節(jié)）兼樓層指示中間繼電器。工作原理：當(dāng)轎廂停在1層時(shí)，M100接通并保持，當(dāng)轎廂上升到2層時(shí)，M121經(jīng)M130、X001接通，隨即M121接通M101并保持，同時(shí)M121斷開(kāi)1層指示M100。38項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用2．門(mén)廳召喚電路門(mén)廳召喚是一個(gè)保持環(huán)節(jié)(召喚按鈕一般是脈沖信號(hào))除頂層只有一個(gè)下召喚，底層只有一個(gè)上召喚外，其余層都有上、下召喚按鈕，需要考慮的是怎么樣消除已咱應(yīng)過(guò)的召喚。程序設(shè)計(jì)39項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用X010、X011、1～2層的上召喚按鈕，程序設(shè)計(jì)2．門(mén)廳召喚電路40項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用X012、X013、為2～3層的下召喚按鈕，程序設(shè)計(jì)41項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用工作原理：當(dāng)電梯停在1層時(shí)，3層有一上，2層同時(shí)有上、下召喚，則M310、M301、M302同時(shí)接通，電梯上行。當(dāng)?shù)竭_(dá)2層時(shí)，M301保持環(huán)節(jié)斷開(kāi)，即已響應(yīng)了2層的上召喚，M302不會(huì)斷開(kāi)，下行召喚依然保留。程序設(shè)計(jì)42項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用2．轎廂內(nèi)指令其中X014、X015、X016、X032、X033是選層按鈕，M200～M204是轎廂內(nèi)指令中間繼電器。工作原理：如按下第4層按鈕X032，M203接通并保持，當(dāng)電梯到達(dá)第4層時(shí)并未消除信號(hào)，直到電梯門(mén)打開(kāi)，M203斷開(kāi)并消除信號(hào)。

程序設(shè)計(jì)43項(xiàng)目3PLC綜合應(yīng)用3PLC綜合應(yīng)用4．電梯的選向電路電梯的上升和下降，使用了M130(上升)和M131（下降）兩個(gè)中間繼電器。