电梯运行控制程序设计.ppt

1、项目3 PLC综合应用,1,电梯控制程序设计 周大鹏 （） 乐山师范学院 物理与电子工程 学院,PLC控制系统的设计与应用,项目3 PLC综合应用,2,在高层建筑中，电梯是不可或缺的重要设备，早期的电梯采用继电接触系统，但由于电梯控制系统的复杂性，使继电接触控制系统的接线复杂，可靠性较低。因此现在的电梯都已采用了其它控制系统，PLC就是最常用的一种。,概 述,项目3 PLC综合应用,3,电梯运行特点： 电梯运动: 电力拖动，垂直运动 早期电梯: 继电器控制系统(易产生故障) 内容：电梯模型的PLC控制,概 述,项目3 PLC综合应用,4,一、拖动系统的分析 电梯的拖动系统有许多种 性能好的有直

2、流发电机电动机可控硅励磁拖动系统、变频调压调速系统价格较为昂贵。 简单的有交流调压调速系统、单双速交流电机拖动系统，在速度15ms以下的中低速电梯中经常采用后者，因为它结构简单，经济实用。,1 电梯模型的结构,项目3 PLC综合应用,5,1 五层电梯模型的结构,现以双速交流电机拖动系统为例加以说明，如图所示。,项目3 PLC综合应用,6,电梯的主要两个动作上升和下降 上升和下降可由电动机的正反转来实现。任意调换接入电动机的两根火线即可，此功能可由1KM和2KM 实现。(接1KM 正转 接2KM 反转 ),1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,7,电梯的主要两个动作上升和下降 双速电动

3、机有两套绕组，正常运行时接通高速绕组，即3KM接通，在检修运行或停靠时接通低速绕组，即4KM接通。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,8,电梯启动和运行时是接通高速绕组的，但直接启动时会对电网造成冲击，为了降低启动电流，减小机件的冲击，同时也为了改善乘客乘坐的舒适感，一般在启动电路中串入限流电阻或电抗，如图中的L1。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,9,工作过程为： 启动时3KM闭合，而后5KM接通。限流电感Ll串联在启动电路中，启动完成后(例如经过5s)，5KM接通，电机转入正常高速运行。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,10,电梯停靠时，由高速

4、运行转入低速运行。即3KM断开，同时4KM接通，因为速度相差较大，这时会出现回馈制动，为减小制动电流，防止对机件的冲击，也加入限流电阻或电抗，这里采用了两级限流 。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,11,工作过程为： 3KM断开、4KM接通，但此时6KM和7KM并不接通，L2和R串入制动电路，经过一段时间后(例如ls)，6KM接通，切除限流电阻。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,12,工作过程为： 再过一段时间7KM接通，切除限流电抗，电机正常低速运行，最后控制电路切断lKM或2KM，电动机停机。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,13,调整串联电

5、阻或电抗的大小、级数，以及通过调整逐级切除电感或电抗的时间以改变启、停的加减速度，满足对舒适感、启停限流及加减速度的要求。,1.1 拖动系统的分析,项目3 PLC综合应用,14,电梯控制程序设计,项目3 PLC综合应用,15,由于楼层数量不同，所配电梯的规模就有差别，I/O差别很大。 以5层电梯为例，进行分析,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,16,1.2 确定I0点数及PLC的选择,门厅及轿厢内部分输入输出示意图,项目3 PLC综合应用,17,1.2 确定I0点数及PLC的选择,门厅及轿厢内部分输入输出示意图,项目3 PLC综合应用,18,1.2 确定I0点数及PL

6、C的选择,门厅及轿厢内部分输入输出示意图,项目3 PLC综合应用,19,1输入设备的确定 先考察电梯轿厢内的操作。操作厢上应有各层的选层按钮，3层共有3个。有司乘人员时，应有司机开关门按钮，上行、下行按钮，共需4点输入。考虑到乘客的安全，电梯在门末关好的情况下禁止启动，对轿厢门及厅门的开关极限均应设权限开关，需3点输入，为防止关门夹住乘客，再设一个红外感应输入。共需13个开关量输入点。,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,20,再考虑井道与轿厢的关系。井道内每层都应设置感应器，以便感知轿厢当前所在层。由于上行和下行时，桥厢进入该层的顺序不同，所以每层设上行、下行两个楼层

7、感应器。为保证轿厢停靠时对层难确，在轿厢上设置了上平层感应器、下平层感应器和门枢感应器，用以感知停靠偏上还是偏下。当停层准确时，3个感应器均接通。共需13点输入。,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,21,各门厅乘客召唤时，除底层和顶层只有一个召唤按钮外，其它各层均设上下两个召唤按钮，3层共需4个输入按钮。 其它输入有超载、有司机无司机方式选摔等开关或触点 经以上分析，可知共需28点开关量输入端口。,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,22,控制电梯的上行、下行(即电机正、反转)需2点输出。 在程序中通过辅助继电器 M130（上升）与 M131（

8、下降）实现 控制电梯快行、慢行需2点输出。,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,23,2输出设备的确定 开关门接触器需2点输出。 楼层指示灯3点输出。上、下行指示灯需2点输出。 超载指示、报警需1点输出。 经分析共需15点开关量输出端口。,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,24,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,25,6.3 电梯运行控制6.3.1.2 确定I0点数及PLC的选择,门厅及轿厢内部分输入输出示意图,项目3 PLC综合应用,26,PLC的选择 电梯简单的控制只有开关量输入和输出，对时间的响应要求也不高，只是

9、输入输出点数较多。根据实验室资源选择三菱公司的F1n40MR小型PLC。可以达到要求。,1.2 确定I0点数及PLC的选择,项目3 PLC综合应用,27,总体上讲，电梯的运行可分为正常运行状态、消防运行状态和慢行检修状态，可以用一个转换触点(开关)来实现，三种运行状态为并行，关系简单，不用单独绘制流程图。,1.4 绘制流程图,项目3 PLC综合应用,28,三种运行状态中正常运行最为关键也最为复杂，并且电梯的运行并无明显的状态步骤，即非顺序运行。 设计时以经验设计法为主，把控制电路分成几个部分。,1. 5、编制用户程序,项目3 PLC综合应用,29,5、编制用户程序 考虑到电梯运行的复杂性和无序

10、性，可以把电梯的控制电路分为楼层感应、门梯召唤、轿内控制、电梯选向、开关门控制。,1. 5、编制用户程序,项目3 PLC综合应用,30,1.3 建立I0地址分配表,项目3 PLC综合应用,31,1.3 建立I0地址分配表,项目3 PLC综合应用,32,1.3 建立I0地址分配表,项目3 PLC综合应用,33,1.3 建立I0地址分配表,项目3 PLC综合应用,34,1.3 建立I0地址分配表,项目3 PLC综合应用,35,1、楼层感应 一般认为，当电梯上升时，以轿厢底部为准，即当矫厢底部进入底层作为该层的起始信号。以轿厢底部离开该底层为该层信号的结束。而当电梯下降时，以轿厢的顶部信号为准。,1

11、. 5、编制用户程序,项目3 PLC综合应用,36,1、楼层感应 楼层感应信号是电路中重要的信号，因为它沙及到其它控制电路中的许多环节。,1. 5、编制用户程序,项目3 PLC综合应用,37,程序设计,X000、X001、X002、X021、X022为上感应光电开关， X003、X004、X005、X023、X024为下感应光电开关， M120M124为楼层感应中间继电器，,一楼,三楼,感应,指示,一楼,项目3 PLC综合应用,38,程序设计,M100M104作为楼层感应信号中间继电器（保持环节）兼楼层指示中间继电器。 工作原理： 当轿厢停在1层时，M100接通并保持，当轿厢上升到2层时，M1

12、21经M130、X001接通，随即M121接通M101并保持，同时M121断开1层指示M100。,项目3 PLC综合应用,39,2门厅召唤电路 门厅召唤是一个保持环节(召唤按钮一般是脉冲信号)除顶层只有一个下召唤，底层只有一个上召唤外，其余层都有上、下召唤按钮，需要考虑的是怎么样消除已咱应过的召唤。,程序设计,项目3 PLC综合应用,40,X010、X011、12层的上召唤按钮，,程序设计,2门厅召唤电路,项目3 PLC综合应用,41,X012、X013、为23层的下召唤按钮，,程序设计,项目3 PLC综合应用,42,工作原理： 当电梯停在1层时，3层有一上，2层同时有上、下召唤，则M310、

13、M301、M302同时接通，电梯上行。当到达2层时，M301保持环节断开，即已响应了2层的上召唤，M302不会断开，下行召唤依然保留。,程序设计,项目3 PLC综合应用,43,2轿厢内指令 其中X014、X015、X016、X032、X033是选层按钮，M200M204是轿厢内指令中间继电器。 工作原理：如按下第4层按钮X032 ，M203接通并保持，当电梯到达第4层时并未消除信号，直到电梯门打开，M203断开并消除信号。,程序设计,项目3 PLC综合应用,44,4电梯的选向电路 电梯的上升和下降，使用了M130(上升)和M131（下降）两个中间继电器。 选向受两个信号控制。一是轿厢内选层信号，二是门厅召唤。 当电梯在2层，按下3层按钮，则上行中间继电器M130及上行指示灯Y003接通，由于互锁作用，切断了M131的响应回路，所以此时按下1层按钮不能够得到响应，而若是按下4层按钮则又会接通M130和Y003，只有当3、4层的信号都已经响应过了，这时下行中间继电器才会接通。,程序设计,项目3 PLC综合应用,45,4电梯的选向电路,程序设计,电梯的上行部分,电梯的下行部分,项目3 PLC综合应用,46,程序设计,开关门控制 开关门控制部分见梯形图。工作原理：只有在电梯处于平层后不运行状态