PLC电梯控制系统的设计

河南工河南工业职业业职业技技术术学院学院 毕 业 设 计 题 目 PLC 电梯控制系统的设计 系 院电气工程系 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 前前言言 随着电子技术的发展 当前数字电器系统的设计正朝着速 度快 容量大 体积小 重量轻的方向发展 推动该潮流发展的 引擎就是日趋进步和完善的 PLC 设计技术 目前数字系统的设计 可以直接面向用户需求 根据系统的行为和功能的要求 自上而 下的完成相应的描述 综合 优化 仿真与验证 直接生成器件 上述设计过程除了系统行为和功能描述以外 其余所有的设计几 乎都可以用计算机来自动完成 也就说做到了电器设计自动化这 样做可以大大的缩短系统的设计周期 以适应当今品种多 批量 小的电子市场的需求 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描 述数字系统的硬件电路 即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路 所谓硬件描述语言及相关的仿真 综合等技术的研究是当今电器 设计自动化领域的一个重要课题 PLC 的设计和开发 已经有多种类型和款式 传统的 PLC 各 有特点 它们适合在现场做手工测量 要完成远程测量并要对测 量数据做进一步分析处理 传统 PLC 是无法完成的 然而基于 PC 通信的 PLC 既可以完成测量数据的传递 又可借助 PC 做 测量数据的处理 所以这种类型的 PLC 无论在功能和实际应用上 都具有传统 PLC 无法比拟的特点 这使得它的开发和应用具有良 好的前景 目目录录 1 前言前言 2 电梯控制基本概念电梯控制基本概念 3 电梯控制的组成电梯控制的组成 4 电梯控制的移动电梯控制的移动 5 电梯电梯 PLC 系统的模拟组态系统的模拟组态 6 货运电梯重量超载的控制货运电梯重量超载的控制 7 总结总结 8 参考文献参考文献 2 PLC 电梯控制的基本概念电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要 部分 电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开 关电路 二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源 主 拖动电路采用 PWM 调试方式 达到了无级调速的目的 而开关 门电路上电机仅需一种速度进行运动 电气控制系统则由众多呼 叫按钮 传感器 控制用继电器 指示灯 LED 七段数码管和 控制部分的核心器件 PLD 等组成 PLC 集信号采集 信号 输出及逻辑控制于一体 与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控 制的所有功能 电梯控制系统原理框图如图 1 所示 主要由轿箱内指令电路 门厅呼叫电路 主拖动电机电路 开关门电路 档层显示电路 按钮记忆灯电路 楼层检测与平层检测传感器及 PLC 电路等组 成的 电梯控制系统的硬件结构如图 2 所示 包括按钮编码输入电 路 楼层传感器检测电路 发光二极管记忆灯电路 PWM 控制 直流电机无线调速电路 轿箱开关电路 楼层显示电路及一些其 他辅助电路等 为减少 PLC 输入输出点数 采用编码的方式将 31 个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入 PLC PLC 系统的其它设备系统的其它设备 1 编程设备 编程器是 PLC 开发应用 监测运行 检查维 护不可缺少的器件 用于编程 对系统作一些设定 监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况 但它不直接参与现场控制运 行 小编程器 PLC 一般有手持型编程器 目前一般由计算机 运行编程软件 充当编程器 2 人机界面 最简单的人机界面是指示灯和按钮 目前液 晶屏 或触摸屏 式的一体式操作员终端应用越来越广泛 由计 算机 运行组态软件 充当人机界面非常普及 3 输入输出设备 用于永久性地存储用户数据 如 EPROM EEPROM 写入器 条码阅读器 输入模拟量的电位器 打印机等 国际电工委员会 IEC 对 PLC 的定义是 可编程控制器 是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环境下应用而设 计 它采用可编程序的存贮器 用来在其内部存贮执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字的 模拟的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程序 控制器及其有关设备 都应按易于与工业控制系统形成一个整体 易于扩充其功能的原则设计 PLC 具有通用性强 使用方便 适应面广 可性高 抗干 扰能力强 编程简单等特点 PLC 在工业自动化控制特别是顺 序控制中的地位 在可预见的将来 是无法取代的 模块化编程模块化编程 系统软件大致分为八个模块 读按钮编码电路模块 楼层检 测电路模块 控制七段数码管显示楼层电路模块 电梯选向电路 模块和系统非正常工作状态及电机调速拖动电路模块 减速点信 号产生电路模块 电梯轿箱开关门电路模块和按钮记忆灯显示电 路模块 楼层检测电路模块主要是读入楼层编码并将该记忆信号存入 对应的中间寄存位 直到楼层改变为止 控制七段数码管显示楼层电路模块主要控制两片七段数码管 的显示 电梯的选向模块主要是完成电梯在响应呼叫时作出的向上运 行还是向下运行的判断 该模块有两个对系统来说特别重要的中 间量输出 即上行中间寄存位和下行中间寄存位 系统正常工作状态及电机调速拖动电路模块将系统初始化过 程 强制工作过程及电机调速拖动过程合并为一个模块 减速点信号产生电路模块完成将减速点信号通知系统的任务 电梯在运行到目标楼层检测点时要进入减速状态 而电梯在运行 过程中会碰到很多的楼层检测点 只有到目标楼层的检测点时才 会发出减速通知 电梯在经过目标楼层检测点时接到这个信号就 开始减速了 电梯轿箱开关门电路模块和按钮记忆灯显示电路模块是为了 便于控制组成的模块 分别控制轿箱的并关门和按钮接过之后需 要记忆显示的发光二极管电路 系统调试系统调试 电梯系统为模拟实用旅客电梯系统的教学实验装置 它能实 现实际旅客电梯系统的绝大部分功能 包括 门厅召唤功能 轿 箱内选层功能 顺向截梯功能 智能呼叫保持功能 电梯自动开 关门功能 电梯手动开关门功能 清除无效指令功能 智能初始 化功能 消除 检修功能 楼层显示功能和电梯平滑变速功能 3 电梯控制系统组成电梯控制系统组成 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主 要部分 电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱 开关电路 二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源 主拖动电路采用 PWM 调试方式 达到了无级调速的目的 而开 关门电路上电机仅需一种速度进行运动 电气控制系统则由众多 呼叫按钮 传感器 控制用继电器 指示灯 LED 七段数码管 和控制部分的核心器件 PLD 等组成 PLC 集信号采集 信 号输出及逻辑控制于一体 与电梯电力拖动系统一起实现了电梯 控制的所有功能 十层电梯控制系统由呼叫到响应形成一次工作 循环 电梯工作过程又可细致分为自检 正常工作 强制工作等 三种工作状态 电梯在三种工作状态之间来回切换 构成了完整 的电梯工作过程 3 1 电梯的三个工作状态电梯的三个工作状态 电梯的自检状态电梯的自检状态 将程序下载到 AB 公司的 MicroLogix1000 型 PLC 后上 电 PLC 中的程序已开始运行 但因为电梯尚未读入任何数据 也就无法在收到请求信号后通过固化在 PLC 中的程序作出响应 为满足处于响应呼叫就绪状态这一条件 必须使电梯处于平层状 态已知楼层且电梯门处于关闭状态 电梯自检过程的目标为 为 先按下启动按钮 再按下恢复正常工作按钮 电梯首先电梯门处 于关闭状态 然后电梯自动向上运行 经过两个平层点后停止 电梯的正常工作状态电梯的正常工作状态 电梯完成一个呼叫响应的步骤如下 电梯在检测到门厅或轿箱的呼叫信号后将此楼层信号与轿箱所 在楼层信号比较 通过选向模块进行运行选向 电梯通过拖动调速模块驱动直流电机拖动轿箱运动 轿箱运动 速度要经过低速转变为中速再转变为高速 并以高速运行至减速 点 当电梯检测到目标层楼层检测点产生的减速点信号时 电梯进 入减速状态 由中速变为低速 并以低速运行至平层点停止 平层后 经过一定延时后开门 直至碰到开关到位行程开关 再经过一定延时后关门 直到碰到关门到位行程开关 电梯控制 系统始终实时显示轿箱所在楼层 电梯强制工作状态电梯强制工作状态 当电梯的初始位置需要调整或电梯需要检修时 应设置一种状 态使电梯处于该状态时不响应正常的呼叫 并能移动到导轨上 下行极限点间的任意位置 控制台上的消防 检修按钮按下后 使电梯立刻停止原来的运行 然后按下强迫上行 下行 按钮 电梯上行 下行 一旦放开该按钮 电梯立刻停止 当处理完 毕时可用恢复正常工作按钮来使电梯跳出强制工作状态 3 2 电梯控制系统原理框图电梯控制系统原理框图 电梯控制系统原理框图如图 1 所示 主要由轿箱内指令电 路 门厅呼叫电路 主拖动电机电路 开关门电路 档层显示电 路 按钮记忆灯电路 楼层检测与平层检测传感器及 PLC 电路 等组成的 3 3 电梯控制系统的硬件组成电梯控制系统的硬件组成 电梯控制系统的硬件结构如图 2 所示 包括按钮编码输入 电路 楼层传感器检测电路 发光二极管记忆灯电路 PWM 控 制直流电机无线调速电路 轿箱开关电路 楼层显示电路及一些 其它辅助电路等 为减少 PLC 输入输出点数 采用编码的方式 将 31 个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入 PLC 系统输入部分系统输入部分 系统输入部分分为两个部分 一是直接输入到 PLC 输入 口的开关量信号部分 包括 控制台上的启动按钮 恢复正常工 作 按钮 消防 检修按钮 强迫上行 下行 按钮部分以及开关门 行程到位开关 二是按钮编码输入信号部分 本系统为十层电梯 系统 在轿箱内的选层按钮和门厅旁的向上 向下呼叫按钮共有 28 个之多 采用优先编码的方法将 31 个按钮信号编为五位二 进制码 这里采用四片 8 位优先编码器 4532 和五个四二输入 端或门 4072 组成 32 级优先编码器 系统输出部分系统输出部分 系统的输出部分包括发光二极管记忆灯电路 PWM 控制 调速电路 轿箱开关门电路和七段数码管楼层显示电路等 在 PWM 控制直流电机无线调速电路中 PWM 产生电路 接收来自 PLC 的八位二进制码 随着码值的改变 其输出的脉 冲占空比也相应改变 轿箱开关门电路使用两个继电器 两个行 程开关 直流电动机 功率反相器 2003 等构成控制电路 在 七段数码管楼层显示电路中 七段数据管不经专用驱动芯片驱动 而由 PLC 提供特定的二进制码直接输入 3 4 系统的软件设计系统的软件设计 软件流程软件流程 软件流程图如图 3 和图 4 所示 模块化模块化编程编程 本系统是集选式控制系统 控制比较复杂 适合采用模块 化编程方法 首先要将各个输出信号的属性分类 模块与模块之 间的衔接可以用中间寄存位来传递信息 如 门厅呼叫电路和轿 箱内指层电路均要求读入按钮呼叫信号 并保持至呼叫被响应完 成为止 将门厅呼叫按钮 箱内指层按钮 箱内开关门按钮 报 警按钮等通过 32 级优先编码电路编码后输入 PLC 在软件上就 形成了读按钮编码电路模块 系统软件大致分为八个模块 读按钮编码电路模块 楼层检 测电路模块 控制七段数码管显示楼层电路模块 电梯选向电路 模块和系统非正常工作状态及电机调速拖动电路模块 减速点信 号产生电路模块 电梯轿箱开关门电路模块和按钮记忆灯显示电 路模块 楼层检测电路模块主要是读入楼层编码并将该记忆信号存入 对应的中间寄存位 直到楼层改变为止 控制七段数码管显示楼层电路模块主要控制两片七段数码 管的显示 电梯的选向模块主要是完成电梯在响应呼叫时作出的向上 运行还是向下运行的判断 该模块有两个对系统来说特别重要的 中间量输出 即上行中间寄存位和下行中间寄存位 系统 正正常工作状态及电机调速拖动电路模块将系统初始化过程 强 制工作过程及电机调速拖动过程合并为一个模块 减速点信号产生电路模块完成将减速点信号通知系统的任 务 电梯在运行到目标楼层检测点时要进入减速状态 而电梯在 运行过程中会碰到很多的楼层检测点 只有到目标楼层的检测点 时才会发出减速通知 电梯在经过目标楼层检测点时接到这个信 号就开始减速了 电梯轿箱开关门电路模块和按钮记忆灯显示电路模块是为了 便于控制组成的模块 分别控制轿箱的并关门和按钮接过之后需 要记忆显示的发光二极管电路 系统调试系统调试 电梯系统为模拟实用旅客电梯系统的教学实验装置 它能 实现实际旅客电梯系统的绝大部分功能 包括 门厅召唤功能 轿箱内选层功能 顺向截梯功能 智能呼叫保持功能 电梯自动 开关门功能 电梯手动开关门功能 清除无效指令功能 智能初 始化功能 消除 检修功能 楼层显示功能和电梯平滑变速功能 虽然本电梯控制系统已能满足基本的电梯运行要求 但仍有许多 需要改进的地方 1 增加与微机通信的接口 实现联网控制 多台电梯的综 合控制由微机完成 2 优化电梯的选向功能 使之能随客流量的变化而改变 达到高效运送乘客的目的 3 增加出现紧急情况时的电梯处理办法 4 需输入密码才能乘电梯到达特殊档层功能 且响应该楼 层呼叫时不响应其它楼层呼叫 5 设置电容感应装置 如关门时仍有乘客进出 则轿门未 触及人体就能自动重新开门 4 电梯的移动电梯的移动 本文设计采用 PLC 和变频器实现电梯常规控制的基础上 利 用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈 实现电梯的精确位 移控制 通过 PLC 程序设计实现楼层计数 换速信号 门区和 平层信号的数字控制 取代井道位置检测装置 提高了系统的可 靠性和平层精度 4 1 随着城市建设的不断发展 高层建筑不断增多 电梯作为 高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分 目前电梯的控制普遍采用了两种方式 一是采用微机作为信号控 制单元 完成电梯信号的采集 运行状态和功能的设定 实现电 梯的自动调度和集选运行功能 拖动控制则由变频器来完成 第 二种控制方式用可编程控制器 PLC 取代微机实现信号集选控 制 从控制方式和性能上来说 这两种方法并没有太大的区别 国内厂家大多选择第二种方式 其原因在于生产规模较小 自己 设计和制造微机控制装置成本较高 而 PLC 可靠性高 程序设 计方便灵活 本设计在用 PLC 控制变频调速实现电流 速度双 闭环的基础上 在不增加硬件设备的条件下 实现电流 速度 位移三环控制 4 2 硬件电路硬件电路 电路原理图电路原理图 系统硬件结构图如图 所示 其各部分功能说明如下 Q1 三相电源断路图 K1 电源控制接触器 K2 负载电机通断控制接触器 VS 变频器 BU 制动单元 RB 能耗制动电阻 M 主拖动曳引电机 主电路主电路 主电路由三相交流输入 变频驱动 曳引机和制动单元几部 分组成 由于采用交 直 交电压型变频器 在电梯位势负载作用 下 制动时回馈的能量不能馈送回电网 为限制泵升电压 采用 受控能耗制动方式 PLC 控制电路控制电路 选用 OMRON 公司 C 系列 60P 型 PLC PLC 接收来自操纵 盘和每层呼梯盒的召唤信号 轿厢和门系统的功能信号以及井道 和变频器的状态信号 经程序判断与运算实现电梯的集选控制 PLC 在输出显示和监控信号的同时 向变频器发出运行方向 启动 加 减速运行和制动停梯等信号 电流 速度双闭环电路电流 速度双闭环电路 采用 YASAKWA 公司的 VS 616G5 CIMRG5A 4022 变频 器 变频器本身设有电流检测装置 由此构成电流闭环 通过和 电机同轴联接的旋转编码器 产生 a b 两相脉冲进入变频器 在确认方向的同时 利用脉冲计数构成速度闭环 位移控制电路位移控制电路 电梯作为一种载人工具 在位势负载状态下 除要求安全可 靠外 还要求运行平稳 乘坐舒适 停靠准确 采用变频调速双 环控制可基本满足要求 但和国外高性能电梯相比还需进一步改 进 本设计正是基于这一想法 利用现有旋转编码器构成速度环 的同时 通过变频器的 PG 卡输出与电机速度及电梯位移成比例 的脉冲数 将其引入 PLC 的高速计数输入端口 0000 通过累 计脉冲数 经世式 1 计算出脉冲当量 由此确定电梯位置 电梯位移 h SI 式中式中 I 累计脉冲数累计脉冲数 S 脉冲当量脉冲当量 S lpD pr 1 本系统采用的减速机 其减速比 l 1 32 曳引轮直径 D 580mm 电机额定转速 ned 1450r min 旋转编码器每 转对应的脉冲数 p 1024 PG 卡分频比 r 1 18 代入式 1 得 S 1 0mm 脉冲脉冲 4 3 程序设计程序设计 利用变频器 PG 卡输出端 TA2 1 将脉冲信号引入 PLC 的 高速计数输入端 0000 构成位置反馈 高速计数器 CNT47 累加的脉冲数反映电梯的位置 高速计数器的值不 断地与各信号点对应的脉冲数进行比较 由此判断电梯的运行距 离 换速点 平层电和制动停车点等信号 理论上这种控制方式 其平层误差可在 1 个脉冲当量范围 在考虑减速机齿轮啮合间 隙等机械因素情况下 电梯的平层精度可达 5mm 内 大大低 于国标 15mm 的标准 满足电梯起制动平滑 运行平稳 平 层准确的要求 电梯在运行过程中 通过位置信号检测 软件实 时计算以下位置信号 电梯所在楼层位置 快速换速点 中速换 速点 门区信号和平层位置信号等 由此省去原来每层在井道中 设置的上述信号检测装置 大大减少井道检测元件和信号连线 降低成本 下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数 快速换速 中速换速 门区和平层信号 5 个子程序进行介绍 楼层计数楼层计数 本设计采用相对计数方式 运行前通过自学习方式 测出相 应楼层高度脉冲数 对应 5 层电梯分别存入 16 个内存单元 DM06 DM21 楼层计数器 CNT46 为一双向计数器 当到达各层的楼层 计数点时 根据运行方向进行加 1 或减 1 计数 楼层计数程序 流程图如图 所示 运行中 高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行 比较 相等时发出楼层计数信号 上行加 1 下行减 1 为防止 计数器在计数脉冲高电平期间重复计数 采用楼层计数信号上沿 触发楼层计数器 快速换速 当高速计数器值与快速换速点对应的脉冲数相等时 若电梯处于 快速运行且本层有选层信号 发快速换速信号 若电梯中速运行 或虽快速运行但本层无选层信号 则不发换速信号 程序流程图 图所示 中速换速与快速换速判断方法类似 不再重复 当高速计数器 CNT47 数值在门区所对应脉冲数范围内时 发门区信号 程序流程图如图 4 所示 平层信号与区信号判断 方法类似 不再重复 门区信号子程序 脉冲信号故障检测脉冲信号故障检测 脉冲信号的准确采集和传输在本系统中显得尤为重要 为检 测旋转编码器和脉冲传输电路故障 设计了有无脉冲信号和错漏 脉冲检测电路 通过实时检测确保系统正常运行 为消除脉冲计 数累计误差 在基站设置复位开关 接入 PLC 高速计数器 CNT47 的复位端 0001 换速工作原理换速工作原理 限于篇幅 本文仅对快速换速工作原理进行介绍 梯形图如 图所示 快速换速梯形图 图中数据存储单元 DM01 为快速换速距离脉冲数 DM30 为楼层间距脉冲数 DM31 为快速换速点对应的脉冲数 DM34 为高速换速比较区间下限 DM35 为高速换速比较区间上限 HR01 为快速换速点开始信号 1507 为快速运行信号 1700 为选层信号 0010 为零速信号 0503 为快速换速输出信号 以上行为例 DM31 快速换速点对应的脉冲数是楼层间距 DM30 与快速换速举例 DM01 之差 DM31 和 DM30 的值分 别赋给 DM34 和 DM35 运行时高速计数器不断累加脉冲数 每个扫描周期计数器的值与 DM34 DM35 区段进行比较 当 其值进入 DM34 与 DM35 区段时 HR01 置位 表示进入快速 换速区间 若此时有选层信号且电梯为快速运行 则发快速换速 信号 0503 置 ON 本文所述系统基于电气集选控制原则 采用脉冲计数方法 用脉冲编码器取代井道中原有的位置检测装置 实现位移控制 用软件代替部分硬件功能 既降低系统成本 又提高了系统的可 靠性和安全性 实现电梯的全数字化控制 在实验室调试的基础上 采用上述方法 实地对两台 17 层 电梯进行改造 经有关部门检测和近一年的实际运行表明 系统 运行可靠 乘坐舒适 故障率大为降低 平层精度在 5mm 以 内 取得了良好的运行效果 5电梯电梯 PLC 控制系统的组态模拟设计控制系统的组态模拟设计 电梯电梯 PLC 控制系统设计控制系统设计 因篇幅有限 仅将电梯指示及上下行程序列出说明 楼层状态指示设计楼层状态指示设计 当电梯运行至某层有指令发出时 指示位置及指令 以二层 为例 LD twoselet二层内选掸 S twoseletq 1二层内选择指示 LD twoup二层上呼 S twoupq 1二层上呼指示 LJ twodown二层下呼 S twodownq 1二层下呼指示 LD twoseat二层位置 twoeeatq二层位置指示 电梯下行程序设计电梯下行程序设计 以电梯在三层下行情况为例 当电梯的一或二层有指令时 将三层下行位置 1 同时无上行 驱动电梯下行 程序说明如下 电棒在三晨时下行情况 LDoneseletq一层内选择 0 twmeletq或二层内选择 Ooneupq或一层上呼 0 twodownq或二层下呼 O tWoup q或二层上呼 A 畦 I 州 eseatq在三层位置时 SV0 1 1置三层下行位 电椿下行 LDV0 0有四层下行位 OV0 1或有三层下行位 OV0 2或有二层下行位 AN up同时无上行 down电梯下行 6 货运电梯的超载保护货运电梯的超载保护 货运电梯的超载一般分为重量超载和体积超载二种 重量超 载又分两种 一种我们日常所说的一次性装入货运电梯的货物大 于货运电梯的额定载重量 另一种是一次性装入货运电梯的货物 并未大于货运电梯的额定载重量 而是其重量在电梯轿厢内分布 不均匀 使电梯固有载重能力下降造成的重量超载 体积超载也 分两种 一种是一次性装入货运电梯的货物体积大于货运电梯轿 厢容积的超载 另一种是一次性装入货运电梯的货物体积并未大 于货运电梯轿厢的容积 而是某一次装运的货物不慎超过货运电 梯轿厢的容积与电梯发生的碰撞 为了预防货地运电梯的超载 我国法律规定 货运电梯必须有经过专业培训的电梯驾驶员操作 目的就是靠 人 来控制 来管理 来保证货运电梯的安全运行 而人为因素的多样性 波动性 很难永保货运电梯的安全运行 如 货运电梯的不规范装载有多种多样 有时很难靠人来判断 容易造成误判断 即便是驾驶员知道有些不规范的装载 出于熟 人的情面不好意思阻止 而不按规范操作电梯等等 通过在货运 电梯电控系统中加装超载保护的智能控制 对消除电梯操作人员 违章行为 规范使用电梯的生产作业人员的行为习惯 以及预防 误操作 都具有较好的实用价值 货运电梯重量超载的控制货运电梯重量超载的控制 货运电梯重量超载的概述货运电梯重量超载的概述 在国内 货运电梯一般都不设重量超载保护 其重量是否超 载完全是靠驾驶员来判断 来询问获得 因为货运电梯的有效载 重面积较大 轿底要承载较大的负荷 为保证轿底载重的刚性 货运电梯的轿底都采用钢结构 死 轿底 因此 货运电梯不能 象客运电梯那样通过双轿底机构来实现称重 加上固定轿底式电 梯轿厢的重量 不仅随轿厢内的载重量的变化而变化 而且 还 与电梯停靠层站位置有关 因为 电梯底托的电缆 平衡系数补 偿铁链 曳引钢丝绳等动态的重量随时变化 这变化随着楼层越 高变化越大 因此 货运电梯一般不设重量超载自动保护 因此 电梯一旦发生重量超载事故 轻者会加速设备的机械部件的损坏 或轿厢的变形和停靠层站的平整度 重者会因其坠落的强大震动 对乘在电梯中的人和装载在电梯里的货物产生严重的安全威胁 货物因震动造成的倾倒或移位 直接会造成货物的损坏或压伤作 业人员 再者 电梯一旦发生超载事故 其破坏程度较大 抢修 的时间也是较长的 少则几小时 多则要几天 这将使电梯无法 正常工作而影响生产 它不仅增加了设备的维修成本 同时也加 速了设备性能的劣化 为此 在货运电梯上加装重量超载装置很 有必要 况且 随着传感器 电控手段的不断完善 实现货运电 梯重量超载的保护已成为可能 重量超载检测的安装 根据工厂货运电梯原有的构造情况 在电梯机房固定轿厢侧 的纲丝绳头处 加装一压力传传感器 在这里加装传感器对感应 电梯轿厢的重量最直接 安装也较方便 只要再多做一块附加绳 头板即可 如下图所示 由于电梯轿厢的钢丝牵引方式是 轿厢一端钢丝绳固定电梯 机房的横梁上 另一端经过轿顶轮过渡到主机曳引轮上 钢丝绳 从主机曳引轮再经电梯配重块的绳轮回到电梯机房的横梁上固定 的 如上图所示 电梯的桥厢就是挂在滑动轮上的厢体 其轿厢 一端钢丝绳固定横梁上所承受的拉力为桥厢总重量的一半 因此 传感器的曳引比为 2 1 的 在实际应用时 为消除电梯在运行中的自重变化 在重量超 载检测系统投入运行前 将电梯作上 下运行一遍 分别将每一 层站的向上和向下的重量记录到控制器的寄存器中 以便从寄存 器中读出轿厢在当前层站的数据 自动去除轿厢的自重 以检测 轿厢内的净重量 重量超载控制要求重量超载控制要求 1 货运电梯的载重量达到额定载重量的 95 时 货梯只 能直驶某一个指定的向上 或向下 楼层 2 货运电梯的载重量达到额定载重量的 100 时 电梯 超载将自动报警 此时电梯门不能关闭 电梯不能启动 另外 货运电梯重量一旦超重 电梯的应急启动系统也被终止 电梯消 防直驶功能被终止 遇到停电时的电梯紧急停靠功能不能投入工 作 3 货运电梯重量一旦超重 退出货运电梯的物料的载重 量必须使货梯额定载重量的 95 以下时 货梯的超载报警及锁 定装置才会自动复位 4 若电梯要做超载试验时 可通过一个指令开关来关闭 超载保护功能 方便地将超载保护系统退出电梯控制系统 5 要实现重量超载保护的功能 在安装好压力传感器后 要将压力传感器信号预处理 将其模拟量信号转变成开关量信号 A D 模数转换 后 将重量超载信号接进货运电梯原有的 PLC 控制程输入口 并在原有的 PLC 程序中插入一段小程序即可 自编逻辑控制小程序示意图如下 重量超载控制效果重量超载控制效果 通过加装货运电梯的重量超载保护装置 厂内的货运电梯基 本上消除了电梯的超载现象 但是 由于重量超载保护装置的传 感器检测的是轿厢的整体重量 因此 重量超载保护装置对重量 分布不均匀的程度反应不敏感 这一点还需电梯驾驶员加以关注 以免由于装运物料重量分布的不均匀 使用电梯轿厢不平衡运行 而将轿厢及电梯门拉坏 货运电梯体积超载的控制货运电梯体积超载的控制 货运电梯体积超载的概述货运电梯体积超载的概述 在国内外 不管是客运电梯 还是货运电梯 其体积超载控 制一般是通过规定电梯轿厢总面积来实现的 即 一次性装入货运 电梯的货物体积大于货运电梯轿厢容积的超载 而这种规定只考 虑了理想的静态装载模式 没有充分考虑到动态装载时 有一种 隐形的体积超载情况对货运电梯带来的威胁 即 一次性装入货 运电梯的货物体积并未大于货运电梯轿厢的容积 而是某一次装 运的货物不慎超过货运电梯轿厢的容积与电梯发生的碰撞 在烟 厂 货运电梯是工厂生产物料垂直输送的关键设备 每天承担上 千吨货物的运输 而这些货物都是有作业人员用手拉液压升降车 或电瓶托盘车一板货一板货地送入电梯 当作业人员连续作业的 行为稍有不慎 或想多拉快跑多装货物的不规范作业 而忽视电 梯装载的安全距离时 就很容易将装货物后的电梯门撞坏而影响 生产作业 况且 被撞的门经整形后不能恢复到原来的平整度 容易带来其他相关故障的产生 因此 若要想控制作业人员将失 误率 最好的办法是 一是通过电梯的智能提醒 减少作业人员 因连续作业的惰性行为 习惯行为造成的失误 二是通过电梯一 旦接受到装运物超区域摆放信号就不能启动 强迫作业人员纠错 三是严格控制进入电梯轿厢的车辆速度 确保紧急状态下制动有 效 体积超载检测光幕的定位体积超载检测光幕的定位 表 1 货梯主要装运的物料尺寸 装运的物料 各类卷纸每板丝束每板烟丝箱每架 物料间隙 物料长度1230mm1330mm1400mm200mm 物料宽度1030mm1050mm70mm 表 2 T20AP 在货梯中地滑行距离 货梯地板是花纹不锈钢板 前进速 度 空 车 5 0Km H 4 0Km H 3 0Km H 2 0Km H 1 0Km H 正常停 车滑行 距离 1300mm 800mm550mm340mm130mm 紧急停 车滑行 距离 550mm340mm270mm150mm60mm 表 3 货梯轿厢尺寸 货梯地尺 寸 前轿门到后轿 门 轿内宽度尺 寸 轿内净尺 寸 最大利用尺 寸 长度距离4130mm 3750mm4130mm 宽度距离 3220mm3000mm3000mm 表 4 检测光幕的定位尺寸 光幕安装 尺寸 光幕离轿门距 离 光幕离地面距 离 光幕尺寸 度 离轿顶盲 区左右距 离 220mm 18mm 上下距离 80mm1800mm 1000mm 当作业人员以 2 0Km H 的速度紧急制动的滑行距离为 150mm 左右 光幕报警距离轿门 220mm 为紧急制动区 以防 车辆因惯性撞击电梯轿门 安装光幕要离地 80mm 左右 是预防电梯驾驶员坐着开电 梯时 前伸的脚面遮挡光幕造成电梯超载报警误动作 光幕的标准尺寸为 18 1800mm 故留出轿顶盲区 因为 在电梯轿厢高度 1 88 米以上的体积超载机会较少 故不加光幕 保护 否则光幕要定做 费用较大 货运电梯最大可利用长度为 4130mm 扣除前后门的紧急 制动区 440mm 其可摆放货物的长度尺寸为 3690mm 而最 长的物料尺寸为 1400mm 前后放两排 占用轿厢长度为 2800mm 加上物料的间距 200mm 轿厢的长度余量为 690mm 能够满足驾驶员的座位摆放和作业人员站立所需的空 间 检测光幕的技术要求检测光幕的技术要求 由于电梯轿厢的宽度为 3250mm 故选用的光幕的对射距 离要大于 4000mm 以保证光幕信号的可靠性 光束的密度不少于 64 对 以保证 1800mm 保护区的光束 密度 光幕要避免红外光的干涉 体积超载控制要求体积超载控制要求 1 当前后轿门都打开时 光幕接受到超载信号时 货梯 不能关门启动 超载报警器不报警 按 关门 按钮时 超载报警 器报警 且货梯不能关门启动 这时 作业人员在装载货物时无 门可碰 体积超载保护不报警 当装载货物超出摆放区域想要关 门启动货梯时 货梯报警 拒绝执行启动指令 要求作业人员将 装载货物移到摆放区域内 方可启动货梯 2 当前轿门打开 后轿门关闭时 前门光幕接受到超载 信号时 超载报警器不报警 按 关门 按钮时 门能关闭 关闭 后延时 2 秒 前门光幕接受到超载信号还没撤消 超载报警器报 警 且货梯不能启动 一旦前门光幕超载信号撤消 货梯即刻运 行 运行时再产生光幕超载信号 货梯将继续运行 不受限制 货梯处于正常装运状态 货物进出前门 超载报警器不报警 即 使在最后装入货梯的物料超出摆放区域时 按 关门 按钮时 门 也能关 这主