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        可編程序控制器在四層電梯模型上的應(yīng)用

        2013-06-04 07:09:12王德華
        關(guān)鍵詞:電梯

        王德華

        【摘 要】本文介紹了四層教學(xué)電梯模型的結(jié)構(gòu)特點、操作功能及PLC控制軟件的設(shè)計思想,提出具有一定推廣價值并適用于高層電梯控制程序設(shè)計的編程方法。

        【關(guān)鍵詞】PLC;電梯;模塊化程序;遞推功能

        0.引言

        我們學(xué)院自1997年在廣東省第一個開辦電梯安裝維修專業(yè)以來,隨著新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,教學(xué)的需要,我們自行設(shè)計、安裝一臺采用PLC控制的四層電梯教學(xué)模型。該設(shè)計既考慮實際電梯的操作功能,又兼顧了電梯教學(xué)演示的需要。

        1.電梯模型的結(jié)構(gòu)特點

        (1)該模型為四層金屬支架結(jié)構(gòu),支架內(nèi)安裝轎廂升降運動的“T”字鋼軌、配重升降運動的槽鋼導(dǎo)軌和各種檢測接近開關(guān)的基板,正表面安裝各層的呼叫按鈕及樓層指示數(shù)碼管的控制箱。

        (2)該模型用一臺雙速交流電動機(變速比為24/6)作為拖動電機,電機拖動由減速器(變比為1/50)、絞輪、轎廂、配重構(gòu)成的定滑輪組作升降運動,實現(xiàn)電梯的升降控制。

        (3)每層樓廳設(shè)置了供乘客呼喚電梯的按鈕,顯示電梯停靠位置的七段數(shù)碼管和運行方向指示燈,基站安裝了消防開關(guān)和基站鎖。

        (4)轎內(nèi)呼叫控制箱,控制面板由進入轎廂的乘客控制,并具有下列特點:①顯示功能。包括:門廳呼叫顯示、運行方向顯示、電梯??课恢蔑@示。②控制按鈕。包括:內(nèi)呼選擇按鈕、直駛按鈕、檢修時慢上慢下按鈕、開關(guān)門按鈕。③選擇開關(guān)。包括:手動/自動選擇開關(guān)、檢修開關(guān)、消號開關(guān)、急停開關(guān)等等。

        2.電梯模型的操作功能

        (1)手動方式,主要用于有司機操作的電梯控制及電梯的維護檢修。

        (2)自動方式,這是電梯的主要工作方式,具有下列功能:

        1)廳外呼叫信號定向,電梯原地待命,根據(jù)廳外呼叫決定上行,還是下行。

        2)順向呼叫截梯,逆向呼叫記憶。呼叫信號的方向與電梯運行方向一致時,電梯到層停靠并消號,而呼叫信號的方向與電梯運行方向相反時,則先記憶這一呼叫信號,待反向運行時,電梯到層才平層消號。

        3)最遠程逆向截梯。當(dāng)門廳有兩個或兩個以上的逆向呼叫時,電梯運行過程中,則直接駛上最遠的逆向呼叫樓層??坎⑾?,而非最遠的逆向呼叫則要待電梯反向運行時才響應(yīng)。

        4)反向招喚電梯,當(dāng)電梯只有一個逆向呼叫時,則電梯響應(yīng)這一呼叫信號,到達該層后平層消號。

        5)轎內(nèi)呼叫優(yōu)先于門廳呼叫。電梯轎廂內(nèi)的乘客通過轎廂內(nèi)操作面板選擇目標(biāo)樓層號,系統(tǒng)在當(dāng)前的行進方向一致的前提下,優(yōu)先廂內(nèi)呼叫的選層要求。

        3.PLC選型及I/O分配

        電梯的邏輯控制由軟件完成,我們選用了日本三菱公司的FX2N系列的PLC,電梯模型控制輸入點為36點,輸出為24點,考慮到預(yù)留一定的I/O余量,進一步豐富電梯模型功能的需要,因此,選用FX2N-80MR型可編程序控制器。

        (1)FX2N-80MR基本單元輸入繼電器編號為X0-X7,X10-X17,X20-X27,X30-X37,X40-X47,共40點;輸出繼電器編號為Y0-Y7,Y10-Y17,Y20-Y27,Y30-Y37,Y40-Y47,共40點。

        (2)I/O地址分配表見表1,表2。

        表1 FX2N-80MR輸入地址分配表

        表2 FX2N-80MR輸出地址分配表

        4.PLC控制軟件的設(shè)計

        電梯電梯運行過程的PLC控制流程圖如圖1所示

        圖1

        電梯模型的PLC控制,從總體上看,具有隨機離散控制的特點。在梯形圖設(shè)計時,依據(jù)電梯工作中不同的工作過程,劃分成若干個功能模塊,構(gòu)成模塊化程序。通過這樣的劃分,使梯形圖的結(jié)構(gòu)更為清淅,可讀性更強,程序結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于整體程序結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,因此,本文僅對2個重要的具有創(chuàng)意功能模塊梯形圖的設(shè)計方法進行說明。

        圖2

        4.1基站鎖控制程序模塊

        梯形圖如圖3所示:

        圖3

        圖中觸點說明:X16為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān),X4為一樓平層開關(guān),X26為基站鎖開關(guān)。功能說明:電梯控制系統(tǒng)的啟動: 當(dāng)鑰匙開關(guān)置“開”(X26=ON)的位置時,(M51=ON,Y36=ON),接通控制系統(tǒng)主回路的電源,系統(tǒng)啟動,電梯門自動打開(Y35=ON),指示電梯位置的數(shù)碼管發(fā)光(基站顯示“1”,Y14、Y15=ON),電梯可以運行,電梯以何種工作方式運行(手動、自動、檢修),則由進入廂內(nèi)的乘客自行選擇。電梯控制系統(tǒng)的關(guān)閉:只有當(dāng)手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)處于手動位置(X16=ON),消號開關(guān)閉合(X24=ON),轎廂在基站(X4=ON)的狀態(tài)時,鑰匙開關(guān)置“OFF” (X26=OFF),廳門、轎廂門自動關(guān)閉(Y40=ON),關(guān)門到位(X37=ON)后延時一定時間(時間可調(diào)),控制系統(tǒng)主回路電源斷開(Y36=OFF)后,才能使電梯處于關(guān)閉停車狀態(tài)。這樣就可以避免電梯正在運行時,基站有人擅自扭動鑰匙開關(guān)引起電梯斷電,乘客被困現(xiàn)象的發(fā)生,保證乘客的人身安全。

        4.2電梯運行方向控制模塊

        圖4

        電梯有上升、下降二個運行方向,本文采用遞推的方法設(shè)置電梯運行方向信號標(biāo)志。電梯運行到達該層平層后是否繼續(xù)前行,就要依據(jù)方向信號的輸出情況來決定。若方向輸出信號標(biāo)志有輸出,則表明電梯到達該層(順向截梯平層)平層后繼續(xù)前行,反之,電梯到層后平層待命。以上行運動方向信號控制加以說明:圖4所示梯形圖中,當(dāng)二樓有上呼信號時,電梯從一樓上升到二樓平層后,是否繼續(xù)向上前行,就依據(jù)M100是否保持輸出,如果運行方向標(biāo)志有輸出,就說明電梯還需繼續(xù)上行,反之亦然。其余各層如此類推,從而實現(xiàn)電梯運行方向信號的控制。

        5.結(jié)論

        PLC控制的四層電梯教學(xué)模型,外觀結(jié)構(gòu)、可視效果良好,能較好地滿足教學(xué)演示的要求,其控制軟件的設(shè)計也體現(xiàn)PLC功能豐富、編程和調(diào)試方便靈活的特點。電梯模型的研制成功,對改善電梯專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和PLC應(yīng)用技術(shù)的開展起到一定的促進作用。

        【參考文獻】

        [1]姚融融,周小蓉,陸銘,袁正明編著.電梯原理及邏輯排故.西安電子科技大學(xué)出版社,2004,3.

        [2]三菱可編程序控制器FX2N使用手冊.

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