湖南省岳陽市高級技工學校 劉雄輝

淺談電梯PLC控制系統(tǒng)與組態(tài)模擬設計

湖南省岳陽市高級技工學校 劉雄輝

【摘要】本文介紹了利用三菱FX2可編程控制器編寫的一個五層電梯的控制系統(tǒng)，利用MCGS 組態(tài)軟件制作人機對話界面，檢驗電梯PLC控制系統(tǒng)的運行情況。實踐證明，PLc可編程序控制器和MCGS組態(tài)軟件結合有利于PLC控制系統(tǒng)的設計、檢測，應用更方便。

【關鍵詞】可編程控制器；電梯控制；組態(tài)模擬

1 前言

電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)由于故障多、不可靠等原因，正被逐步驅除出市場。電梯設計使用的可編程控制器（PLC），由于功能多、故障少，易維修的優(yōu)點，逐步得到廣泛應用。當成員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門關閉后，控制系統(tǒng)開始運作。

MCGS （Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一款能在微軟界面上運行的通用監(jiān)控系統(tǒng)。它的工作流程一般為采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并處理，采取動畫顯示、報警處理等多種方式，根據(jù)用戶的面臨的具體情況提出具體的解決方案。這個系統(tǒng)充分利用了微軟界面功能多、用途廣泛，易被接受的優(yōu)點。本文利用MCGS檢驗電梯PLC控制系統(tǒng)的運行情況。

2 電梯PLC控制系統(tǒng)

FX2-48M是日本三菱公司研發(fā)的一種可編程控制器。它系列下的小型PLC（Micro PLC）能夠在各種自動化系統(tǒng)中應用。其編程程序簡單、容易上手，并可在微軟界面上運行。用戶完成應用軟件具有最為基本的功能。如創(chuàng)建用戶程序、簡單的語法檢查修改功能等。

2.1 電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)由plcFX2，輸出部分和輸入部分組成。輸入部分主要包括轎內(nèi)、廳外指令，門區(qū)感應等部分，輸出部分包括電動機、上下行、快慢速接觸器、位置指示等。電梯控制線路主要有轎內(nèi)指令線路，廳門召喚線路，定向選層線路，啟動運行線路，平層線路，指層線路，開關門線路，安全保護線路等。這些線路的相互關系圖如下圖示：

2.2 PLC系統(tǒng)部分

控制系統(tǒng)對輸入，輸出點的需求量和控制過程的難易程度是影響完成電梯運行的控制任務所需要的PLC規(guī)模的重要因素。

（1）I/O點的估算：

系統(tǒng)的輸入點有：門廳召喚按鈕每層二個輸入點共十個輸入點；轎內(nèi)指令按鈕5個點；樓層感應器5個點；平層感應由上平層感應，門區(qū)感應和下平層感應共三個點；手動開門l點：共計輸入點二十四點。而輸出點有：快慢速接觸器2點；上下行接觸器2點；樓層指示燈5點；門鎖1個點；共計輸出點十點。總計I/O點數(shù)為24/10；

（2）可編程控制器FX2-48M的CPU輸入，輸出點數(shù)足以滿足要求。

3 電梯PLC控制系統(tǒng)設計

3.1 電梯平層電路的控制原理

如果電梯上行超越平層位置時，上平層感應器 觸點斷開，上平層感應中間繼電器失電，下平層中間繼電器得電，下行接觸器通電，電梯反向平層；電梯位于平層位置后，上平層中間繼電器，門區(qū)感應中間繼電器，下平層感應中間繼電器通電，上下行接觸器都失電，進行抱閘制動，延時斷開時間繼電器用于快速運行斷開時延時，以保護電機繞組。

3.2 電梯換速平層電路控制原理

如果四樓有指令信號，即轎內(nèi)指令中間繼電器得電，在電梯將到達四樓時，指層中間繼電器得電，換速中間繼電器發(fā)出換速信號并保持，其它同理。當電梯到達頂層或底層是無論有無轎內(nèi)指令都必須換速；當電梯離開任一樓層時，換速消除，中間繼電器得電，換速運行中間繼電器斷電，電梯高速運行；同時，在上行中間繼電器和下行中間電器的作用下做無方向換速控制，保證由于人為或其他原因使指層中間繼電器全部斷開時電梯進入換速狀態(tài)，以使電梯在最近樓層平層停止。

3.3 電梯選向電路控制原理

當電梯位于二層時，二層指層中間繼電器通電，如果按下三層指令按鈕，轎內(nèi)指令中間繼電器通電。這時，雖然二層指層中間繼電器常開觸點斷開，但其余指層中間繼電器常開觸點均接通，因此，上行中間繼電器通電，電梯選擇上行方向；反之，當電梯位于二層，二層指層中間繼電器通電，如按下一層指令按鈕，轎內(nèi)指令中間繼電器通電，則下行中間繼電器通電，電梯選擇下行方向；如果電梯位于二層時，上，下行方向均有指令。如一層轎內(nèi)指令中間繼電器，四層轎內(nèi)指令中間繼電器，五層轎內(nèi)指令中間繼電器均有指令通電。此時，如果電梯已處于上行狀態(tài)，則執(zhí)行完向上指令后，再執(zhí)行向下指令。這是因為上下行中獎幾點起的互鎖作用，必須等電梯到五樓后，轎內(nèi)指令中間繼電器，上行中間繼電器失電后，才能選擇向下運行方向；同樣，如果電梯已處于下行狀態(tài)，則完全執(zhí)行向下指令后，再執(zhí)行向上指令。

3.4 電梯樓層感應電路控制原理

如果電梯在一樓，一樓樓層感應中間繼電器，指層中間繼電器均通電并保持，電梯上行到達二層時，二樓樓層感應中間繼電器，指層中間繼電器通電并保持，同時切斷一樓指層中間繼電器；也就是說，電梯上行時，當上升到某一層時，相應的樓層感應中間繼電器接通指層在指層繼電器，實現(xiàn)樓層感應；同理，電梯下行時，相應的樓層感應中間繼電器接通相應樓層指層中間繼電器，實現(xiàn)樓層感應。

3.5 轎內(nèi)指令及廳召喚電路控制原理

轎內(nèi)指令控制原理：人進入轎廂后，如果按下四層指令按鈕，四層轎內(nèi)指令按鈕接通，四層轎內(nèi)指令中間繼電器通電并保持，當電梯到達四層時，四層樓層感應中間繼電器斷開指令信號，電梯停在四層，其余各層同理。

廳召喚電路控制原理：如果電梯處于一樓時，四樓有廳上召喚信號，二層有廳上下召喚信號，則四層，二層向上召喚中間繼電器，二層鄉(xiāng)下召喚中間繼電器均通電，電梯到達二層時，二層指層中間繼電器通電，同時二層向上召喚中間繼電器失電，二層上召喚信號消除，而二層下召喚信號中間繼電器繼續(xù)通電，下召喚信號保持，即下召喚信號得以保留，電梯繼續(xù)上行，到達四層時，四層指層中間繼電器通電，同時四層上召喚中間繼電器失電，上召喚信號消除，停止上行，電梯在二樓下召喚信號的作用下電梯下行，到達二層時，二層指層中間繼電器通電，同時二層下召喚中間繼電器失電，二層下召喚信號消除。

4 組態(tài)軟件模擬電梯PLC控制系統(tǒng)顯示設計

MCGsm態(tài)軟件具有以下幾大功能：（1）可視化的多媒體操作界面。此操作界面實時、處理功能強大，支持全中文，并且界面生動形象。（2）開放式結構。數(shù)據(jù)采集及處理能力強大。（3）較好的安全機制?？稍O置不同的級別的操作權限。（4）支持多種硬件設備。軟件用戶不必擔心由于外部設備的部分改動而影響整個系統(tǒng)的運行。

MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立。又緊密相關。

三菱FX2-48MPLC的添加應在設備組態(tài)窗口中選擇適當?shù)拇谕ㄓ嵲O備之后。但添加成功并不意味著可以實現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的交流，要實現(xiàn)這一目的還需要正確設置三菱FX2-48MPLC的屬性以及組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設備通道的連接。在PLC中的串口驅動程序與組態(tài)軟件的需求響應結合后，電腦才能對PLC發(fā)出的信號有所反應。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面并設置成功各個控件的屬性，之后檢測電梯PLC 控制系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)的控制效果。MCGS用三大窗口：即主控、設備和用戶窗口，形成人機交互界面，以對實時的數(shù)據(jù)反抗實施及時有效處理。

5 結束語

針對這個五層電梯的控制系統(tǒng)．本文采用FX2-48M可編程控制器設-H-電梯的控制系統(tǒng)完成電梯的轎內(nèi)指令、樓層位置指示、開門控制等控制任務。利用MCGS組態(tài)軟件提前設計模擬電梯PLC控制系統(tǒng)的運行，用以檢測電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的控制效果。實踐證明，這兩款軟件的結合可以很好的模擬電梯控制系統(tǒng)，這也有利于PLC控制系統(tǒng)后續(xù)的設計工作，具有很高的現(xiàn)實意義與導向作用。

參考文獻

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