PLC在电梯模型控制系统中的应用.pdf

电气技术与自动化 廖映华 等 P L C 在电梯模型控制系统中的应用 P L C在电梯模型控制系统中的应用 序映华 符纯华 孙样国 四川理工学院机电系 四川 自 贡6 4 3 0 3 3 摘要 介绍了 应用P L C来实现电梯模型的自动控制 详细叙述了电梯模型的P L C控制系统 的设计方法 该P LC 控制系统在对四 层电 梯模型的控制中 取得了良 好的效果 完全满足系统 提出的控制要求 关键词 电梯模型 P LC 控制 曳引电 机 软启动 中图分类号 T U 8 5 7 T F 2 7 3 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 一 5 2 7 6 2 0 0 7 0 3 一 0 1 1 4 一 0 3 A P P l i c a t i o no f P L Con b n l rol s yst e mo f t h e E l eva t o r Mode l L I A OYi哈 h u a F UC h u n h u a S U NX ia n g g u o Si c h uan U n iv e rs i t y of凌iencea n d E n g i n een 眼 2 19 n g 6 4 3 0 3 3 Chin a A 加 t 邝 c t T h i s p a p e r p r es e n t s h o wtor ea l l z e aut 汀 以 t ion con t rol o f el eva tor n l ede l b y P LC a l l dP ar t i c u l ar l y d escri b escon t ro l p ofe l evat orll l 浏e l a ndit s p rc 准 r a md es i卯ofP L Ct r a 户 汉 i um c h a r t T es t ont h e P LC cont rols 外 t ern onfo ur 一 fl oor el e v a to r m 记els h o w s t hat t h e con t rol s 邓 t ern mee t s al l con t ro l r equ i rem ent s K e y w o n 如 el e va t orll l xj e l P LC con t rol t O w l n g e l 氏 t ri c e n g in e so f t s t ar t 0 引言 可编程逻辑控制器 P LC 是计算机技术与自 动化控 制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自 动控制装置 是作为传统继电器的替换产品而出现的 电 梯是高层建筑不可缺少的运输工具 用于垂直运送乘客和 货物 传统的电梯控制系统主要采用继电器 接触器进 行控制 其缺点是触点多 故障率高 可靠性差 维修工作 量大等 而采用 P L C组成的控制系统可以很好地解决上 述问题 使电梯运行更加安全 方便 舒适 现就电梯模型 中的P LC 控制进行实践和研究 旨在设计制作出以P L C 为控制核心的四层电梯模型 1 电梯模型的P L C控制系统 1 1 电 梯模型对控制系统的要求 该四 层电梯模型采用的是曳引式的电梯模型 其运行 过程包括启动 停止 正转 反转 加速 减速和制动等 对 电梯模型的控制主要包括曳引电机控制 开 关 门电机的 控制 轿厢的运动方向 楼层显示 层站招呼和安全保护指 令 信 号 的 管 理 l 一 3 a 模型启动后 某楼有呼梯信号 轿厢自 动上升或下 降到该楼 并自 动开门 延时一段时间后又自 动关门 b 当轿厢处在 悬停 时 若有呼叫信号 则对信号进 行处理 高于当前楼层时则轿厢上升 反之则下降 c 轿厢运行中只响应顺向呼梯信号 对反向呼梯信 号只作记忆 d 模型应具有楼层显示 状态指示 极限位置保护等 功能 1 2 输入 输出点分析 根据电梯模型对控制系统的要求 分析该四 层电 梯模 型的 控 制系 统 需 要的 输人 点和 输出 点 3 4 a 门 厅呼叫按钮 位于电梯门厅旁 除了顶层 四 层 只有向下呼叫按钮和底层 一层 只有向上呼叫按钮以 外 其余各层均有两个按钮 共需要6 个按钮 即6 个输入 点 每个呼叫按钮下应该有一个指示灯 即需要6 个输出 点 当 轿箱每到一层楼层 门厅旁和轿箱内都需要使用数 显装置显示轿箱当前所在的楼层 本设计采用译码器和数 码管进行楼层显示 因此需要4 个输出点 b 轿箱内的楼层按钮 四层电梯模型需要四个楼层 按钮 即4 个输人点 轿箱内也需要一个数码管显示当前 楼层 c 楼层到位检测装置 此四层电梯模型采用行程开 关作为楼层到位检测装置 共需要4 个行程开关 即4 个 输人点 d 上下极限位置行程开关 需要2 个输人点 e 轿箱开关门 控制 需要4 个输人点和2 个用于控 制开关门的电机的输出点 f 电梯模型曳引电机的正反转控制 需要2 个输出 点 1 3 P L C的选择及1 O 口 分配 由上分析可以看出 四层电梯模型的控制系统需要 20个输人点 13个输出点 因此 该四 层电梯模型的控制 系统采用松下FPI 一 以0 系列的A F 1 2 412 B型P LC 24个 输人点 16 个输出点 具体的 1 O 地址分配见表 1 所 尔 2 电梯模型P L C控制系统的软件设 计 1 L C 控制系统的软件设计主要包括梯形图设计和指 令 松下FPI 一 以0 系列的A I 刃 1 2 4 12B型P LC 可以使用 手持编程器输人指令 也可以在计算机上通过专用的软件 设计出梯形图 然后通过编程接口把逻辑梯形图输人到 P LC 发现问题 可以直接在计算机上对梯形图进行修改 以松下FPI 一以0 系列的A I 了 1 2 4 1 2 B型 P L C为控制核心 1 1 4 ht tP 洪 配 H Dc h inajou 耐 net cn E 一 tnail 左班 地chinaj田 耐 net C n 机械制造与自 动化 电气技术与自动化 廖映华 等 P L C在电梯模型控制系统中的应用 的电梯模型控制系统的主要功能及其梯形图设计如下 表 1 1 O 分配表 对应对应 功能输入点功能输出点 地址地址 外部1 层上呼叫按钮 X M 外部2 层上呼叫按钮 刀 5 外部2 层下呼叫按钮 粗1 外部3 层上呼叫按钮 又 巧 外部3 层下呼叫按钮 xiZ 外部4 层下呼叫按钮 习3 1 层行程开关习 刃 2 层行程开关劝1 3 层行程开关习 犯 4 层行程开关xD3 上极限行程开关习 厌 二 下极限行程开关y 班 内 部1 层呼叫 按钮犯4 内 部2 层呼叫 按钮习5 内 部3 层呼叫 按钮祖6 内 部4 层呼叫 按钮习7 开门呼叫 按钮X 08 关门呼叫按钮习 刃 开门 行程开 关劝A 关门 行程开关X D B 4 楼下行按钮指示灯 F4一 D F 3 楼上行按钮指示灯 邢 YDE 3 楼下行按钮指示灯 F3一 习 D 2 楼上行按钮指示灯 FZ 丫 勺 B 2 楼下行按钮指示灯 FZ一 勺 C 1 楼下行按钮指示灯 R 勺 A 电梯上升软 刃 电 梯下降YDI 电梯开门 勺 2 电 梯关门 D 3 楼层显示丫 M 楼层显示 毛 5 楼层显示丫 拓 楼层显示Y07 例 轿厢上升运行中RO 处于得电自 锁状态 当到达4 F 后碰4 F 行程开关X3 即X3 得电 当X3 得电后 R56 就 得电 停止 R56 得电并自 锁 开关门电机正转即执行开门 动作 开门碰开门行程开关X A即X A得电 X A得电后 R57 得电 R57 得电后 R 57 常闭断开 则R 56断开 开门 结束 R57 得电后计时器T 16 得电开始计时55 5 5 后 T 16常闭的断开 R57 断电 T 16常开的闭合 则R58 得电 并自 锁 开关门电机反转即执行关门动作 关门碰关门行 程开关X B X B常闭的断开 则 R 58 断开 关门结束 以 上是自动 下面分析手动情况 R5 7X3 卜一 州 卜 一日 卜 一州八 一 一一一 一气 T MY1 6 K 卜一 州 卜一 州 卜一一一一一一一 一一 一 注 孟Ul L 乙U 图2 电梯的开关门的P L C梯形图 2 1 轿厢上升和到达楼层后的 停止程序 轿厢上升和到达楼层后的停止程序如图1 所示 图 1 中是以 轿厢待命于一楼 二楼或三楼之一时 四楼下行 呼叫 R 183 为四楼下行按钮锁定继电器 R 1 83得电后 RO 就 得电 并自 锁 轿厢上升运行 当轿厢到达4 F 后 碰4 F 的行程开关 X3 即X3 得电 当X3 得电后 R56 也得电 R 5 6 常闭断开 则RO 失电断开电梯曳引电机断电停止 则轿厢失去曳引力而停止 R1 8 2R1 8 3R5 6R0 傀 1 卜 一 代 当 轿厢停止后 需要人为控制的开关门 因此需要考 虑轿箱开关门的手动控制 轿厢内的手动控制按钮 SB 开 SB 关 轿厢外只需要开门控制 在此不设置专门的开 门按钮 用门厅呼叫按钮代替 仅关门后在外面开门用 程序的实现过程 假设轿箱当前在四楼 当按SB 开或F4 一 后 即XS 或X13 得电 R56 得电 开关门电机执行开门 动作 当按SB 关后 即X g 得电 R 58 得电 开关门电机 执行关门动作 2 3 外部操作程序 外部操作程序中的关键是 内 外部开关的 锁定程序 图3 为4 F 和I F的内 外部开关锁定程序 当X 13或 X 17得电 即R 1 83锁定 只有在轿厢上行的条件下即 R30 0 得电后 轿厢到达4 F 后 X3 得电 关门结束后 X 13 得电 即这三个条件同时成立时 才能让R 180 结束锁定 失电 翩月 洲月1 卜一 1 卜 一 日 R3 0 0 卜 一 卜 卜一 卜一 州 卜 一刁 X9R5 7X3 登 一 R5 6 卜 一 一 代 R3 01 卜 一 图3 4 F和 I F的内外部开关锁定梯形图 图1 电梯到达楼层后停止的梯形图 2 2 轿厢的开门 和关门 程序 轿厢的开门 关门程序如图2 所示 以轿厢到4 F为 图4 为Z F 和3 F的内外部开关锁定程序 Z F 和3 F 的外呼叫按钮分上下请求呼叫按钮 当轿厢在请求层之 上 那么轿厢就要下行 因此 此程序必须有下行功能 当 轿厢在请求层之下 那么轿厢就要上行 此程序还须兼顾 上行功能 因此 不管是内 部呼叫按钮 还是外部的上行 几 爪 Z chi neB u f ldi塔 台A u to nzat i o n Jun 2 007 3 6 3 1 1 4 一1 1 6 1 1 5 电气技术与自动化 序映华 等 P L C在电梯模型控制系统中的应用 下行请求按钮都要具有此功能 图4中 R l 是二楼上 行按钮输人端的锁定继电器 当轿厢停一楼时 XO 得电 R 1 88得电 轿厢上行 当轿厢停三楼或四楼时 XZ 或X3 得电 R189 得电 轿厢下行 同理可以分析二楼下行 三 楼上行 三楼下行等功能 P LC 控制系统有一定的参考价值 参考文献 R1 8 8 代 RI 吕 9 R1 9 0 XOT期日X3Txo R1 9 卜 一 一一 一 一一一一一一一 一一一 代 1 李惠异 电梯控制技术 M 北京 机械工业出 版社 2 0 03 2 周美兰 周 封 王岳宇 等 P LC 电气控制与组态设计 M 北京 科学出 版社 2 0 03 3 赵永美 于 冰 冯 菲 57一 2 0 0 的电梯模型控制系统仁 J 电 气技术与自 动化 2 0 0 4 3 3 6 9 3 一 9 5 4 戴文进 何才厚 P LC 在电梯控制系统中的应用 J 电工技 术 2 0 0 5 6 4 8 一 4 9 1 9 7XDR1 9 2 收稿日 期 2 0 0 7 一 0 1 一 1 2 R1 9 4 X3TXO R1 9 5 图4 2 F 和3 F 的内外部开关锁定梯形图 2 4 楼层显示程序 楼层显示梯形图如图5 所示 Y6 YS Y4 对应译码 器的AZ A l AO 当轿厢碰到 1 楼位置行程开关时 R 137 得电 顺序接通 Y4 则译码器输人 0 01 楼层数码管显示 1 当轿箱碰到 2 楼位置行程开关时 R 1 38 得电 同时 R137失电 则顺序接通YS 则译码器输人0 10 楼层数码 管显示2 以此类推 轿箱碰到任意楼层的位置位置开 关 数码管这显示相应的楼层 上接第 1 1 3 页 参考文献 1 邻宽明 沪 闪总线原理和应用系统设计 M 北京 北京航 空航天大学出 版社 1 9 96 2 Phi l ip s R一八 名 2 C25 0 C A N0 n t ro l le r l n t e r fa c D A T AS H E E 5 n 1 9 9 7 仁 3 Phil i 邵 SJ A 1 0 0 0一5 1泛 In d一a lo n e A NC b n t roll e r 1 A T A S H E E I 5 n 1 9 9 9 收稿日 期 2 007 一 04一 24 1 2 4 9 1 2 5 5 1 2 61 1 2 6 7 1 2 7 3 1 2 7 8 1 2 8 2 图5 楼层显示梯形图 3 结束语 P LC 在工业环境中的应用具有独特的优势 因此 P 比 在实现逻辑控制 顺序控制 定时和计数等方面可得 到广泛的应用 现就P LC 在电梯模型控制方面所做的应 用研究结果 设计出了满足四层电梯模型控制要求的P LC 控制系统 且在实际的应用过程中运行良 好 对实际电梯 上接第1