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电梯控制系统论文plc控制电梯论文多层电梯控制系统电路的设计摘要:介绍以FX2N0MR PLC为主控制器,结合N2-420变频器,采用集选控制的方式开发的一套交流变频调速的多层电梯控制系统。通过程序的设计与调试解决了以下问题:定向和平层控制;门控制;内指令和外召唤信号的数字控制。采用FX2N-48MR三菱PLC作为电梯的控制系统,应用于透明仿真教学中,从电梯控制系统的结构组成及其设计思路和具体的硬件设计软件设计,说明如何实现一个电梯控制系统。 关键词:控制电路;集选控制;变频器 1 基本结构与控制要求 电梯控制系统主要包括电梯拖动系统的控制和电梯逻辑系统的控制。电梯拖动控制部分主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿厢开关电路,其性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响。电梯逻辑控制部分则是由控制部分的核心器件PLC、呼叫按钮、传感器、控制继电器、指示灯组成。PLC是电梯可靠运行的关键,是电梯控制系统自动化程度的重要标志。电梯的拖动系统控制主要以电梯运行速度为控制目标,以给定度曲线作为依据,利用模拟控制装置或数字控制装置,针对曳引电动机的不同调速方式构成闭环或开环的速度控制系统,从现电梯运动状态的控制。电梯的逻辑系统控制主要以电梯纵调度为控制目标,以电梯空间距离和时间间隔的严密配合依据,利用直接或间接控制手段,完成电梯运行过程的协调动实现电梯服务运行的安全、高效、舒适。 该电梯为十层电梯装置,高 30m,每层高 2.8m,其电气控制系统由PLC、变频器、曳引电动机、门电动机、安全装置、井道装置、轿箱操纵盘、厅外操作盒、层楼指示器等组成。系统主要控制要求如下:1. 自动开关门;2. 内指令和外召唤信号的登记、消除及显示;3.定向; 4.自动选层;5. 轿箱到达层楼位置指示;平层停车自动开门; 2 电梯控制系统设计的思路 通过分析电梯的控制要求,首先选择合适的PLC。PLC是整个控制系统的核心部件,它对保证系统的技术指标和质量是至关重要的。,了解电梯控制要求与主要控制的基本方法以及系统应完成的动作、自动工作循环的组成和必要的保护等方面,可将电梯控制任务分解为独立的几个部分,利用结构化模块化方法进行编程。人机界面的PLC控制系统,对电梯的统一管理至关重要。 3 控制系统主电路设计 380V 交流电经电源变压器,降压输出 220V交流电供PLC和接触器使用。降压、整流输出 110V 直流电,送给门电动机和安全回路。降压、整流输出24V 直流电源,为指示灯、数码管等电路供电。曳引电动机M1由变频器来驱动,PLC 通过快速继电器 KC、慢速继电器 MC、上行继电器 SC、下行继电器 XC 来控制变频器输出,使电机转速在 1000rmin-250rmin之间调节,带动电梯快、慢速运行并实现换向。电源接触器 DC 控制整机电源,电源断错相序继电器 DJ提供保护功能。 4 门电机电路及安全回路 电梯的门分为轿门和厅门两部分。轿门为主动门,受电梯门电路控制而开、关;电梯的厅门即各层门厅的门,厅门是被动门,不能自行开、关,只能由轿门带动实现开、关。通过合理设计行程开关和继电器,实现电梯自动开关门的功能。电路如图 1 所示。 开门继电器KMJ关门继电器GMJ 控制门电动机DM电枢电压的极性,实现开关门控制。当电梯到达指定楼层停车后,轿门上的门刀插入厅门门锁,带动厅门随轿门开、关,开门行程开关 2KMK 位于开门行程的75%80%处,2KMK闭合,使开门速度减小,开门到位时,1KMK 闭合,由程序控制开门继电器失电,停止开门。 各部分工况正常时,安全运行继电器得电。关门行程开关2GMK 3GMK 控制关门速度,1GMK中止关门过程。由各层厅门、轿门门锁常开触点串联构成门连锁控制信号,当各层厅门关闭、轿箱门关闭时,门联锁继电器 MSJ 得电,电梯才能启动运行。 安全回路由轿箱内钥匙开关NSK.、安全窗开关ACK、限速器断绳开关 DSK、急停开关 JTK、断错相序继电器 DJ、轿箱拖动电机热继电器 FR1、变频器正常运行继电器 BPJ、安全运行继电器 :YJ 等组成,当安全回路电,电梯才能开始执行上升、下降的运动。 5 电梯控制程序设计 经现场勘察和计算,控制系统共有输入点 56 个,输出点48个。选用 FX2N-80MR-001 PLC主机!台1配套I/O扩展单元 FXON-16EXFXON-8EYR 各1台。 程序设计特点 采用逻辑控制。当电梯以某一运行方向接近某楼层的层楼位置感应器位置时,判别该楼层是否有同向的呼叫信号,如有则控制程序中选层换速继电器动作,发出换速信号,在该楼层减速停车;否则继续沿原方向运行。 对变频器的控制。PLC 根据逻辑控制的要求,可向发出变频器正向运行、反向运行、快慢速、减速以及制动信号,再由变频器根据一定的控制参数和控制规律来控制电机。同时,当系统出现故障时,PLC 向变频器发出信号。 6 内指令信号的登记、消除与显示 X010X021 分别为轿箱内 110 层内指令按钮信号1输入端,对应的内指令信号登记继电器是 M21M30,由Y010Y021 驱动指示灯显示相应内指令已登记。信号的登记采用自锁原理,软件上采用逻辑或运算实现。无论电梯上行还是下行,当其运行到有内指令的楼层时,均要换速停车,并消除登记信号(消号)。在登记继电器回路,串联相应的层楼位置继电器的常闭点,可以实现消号。 7 结论 电梯的控制系统中的PLC易于扩展,从几层的小型电梯到几十层的大型电梯都适用。 参考文献 1