第四章电梯的电气控制系统教材

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指层线路
指层线路的作用是根据轿厢的位置,通过 指示灯、数码显示或声音来给出信号。
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平层、再平层控制
再平层控制
再平层是当因其它原因(如曳引绳弹性伸长、负载剧烈 变化等),在电动机未运转的情况下,电梯偏离了平层位置, 控制系统为此使电梯蠕动(电动机运转)再回到平层位置。
再平层动作的控制方式与电梯的平层感应器相一致。这 里以常见的双感应器和一个平层插板为例来说明。当电梯平 层时,两个感应器都由平层插板隔离(插板插人状态)而动 作;当电梯偏离了平层位置,则两个(上、下)平层感应器 必有一个失去插板隔离而复位,另一个保持动作。这样控制 系统根据上、下平层感应器中不同的状态而判断出电梯需要 平层运行的方向,驱动电机使电梯以(0 . 3m / s 的速度再返 回到平层位置。
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PLC 主要功能模块
输入模块 存贮模块 编程器 CPU
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PLC 主要功能模块
输入模块:
它主要采集接收外部指令元件、控制单元和检测 单元的信号并送上总线到用户数据区(RAM )。其 输入方式有二种:一种是数字量(开关量)直接输入; 一种是模拟量通过特定的A/D 单元进行输入。输入 部件均是带有光电藕合的电路、将PLC 与外部电路 隔离开来,以提高PLC 的抗干扰能力。所能够输入 的输入量个数受到所用PLC 的设计点数限制,当然 还可以采用扩展另外的功能模块的方式来扩充。
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起动、减速制动控制
起动:KMvw或KMDw (上、下行继电器)↑→制动 继电器↑→KMM↑→运行继 电器↑→降压运行→KMA1↑, 这时快速绕组得到全压运行
减速:平层减速信号 KMM↓→KML↑慢车运行继 电器↑→串电抗、电阻运行延 时继电器↑→KMA2↑(受延时 继电器1 控制的短接继电器) →串电抗运行→KMA3↑,这 时电机慢速绕组得全压运行。
下图为前面继电器逻辑控制线路给出一种 梯形PLC连接及程序的示例
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继电器控制电路
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PLC 的工作原理
继电器的动作无非是产生其触点的导通或 切断两种状态;如果我们用“1”来表示这个继 电器触点的导通;用“0”来表示切断,并把这 个“1 ”或 “0 ”放在一个给定的内存单元中。 这时这个内存单元的数值在“1 ”与“0 ”之间 随着继电器“动作”而改变,完全表达了继电 器动作的含义。
对于使用PLC 或微电脑控制系统来说,只需把 这样按钮信号直接输人PLC 或微电脑输人端,信号 灯接至其输出端,在其内部用软件指令来进行控制即 可。
当电梯停层站数较多时,直接将指令信号一个个 单独地输人PLC 或微电脑控制系统是不现实的。现 在多采用矩阵编码或串行通信联接来实现众多指令的 输入。比如有n 个层站的电梯,其轿内指令信号(n 个)可以由n / 2 条输人线通过矩阵编码或2 条输人线 通过串行通信联接的方式被PLC 或微电脑系统采集。
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轿内指令线路
若电梯有n 层站停靠,则 轿厢内有n 个轿内指令按钮, n 个轿内指令继电器,n×2 -2 = 2 ( n -1 )个层站招唤按 钮,2 ( n -1 )个层站招唤继 电器。
一般的轿内指令线路见 右图。其中1JD、 2JD、…nJD为轿内指令继 电器;1JD 、2JD … nJD 为 轿内指令按钮信号指示灯 1JX ‘、2JX ‘… nJX ‘为各层 的层楼继电器的触点1A 、 2A … nA 为轿内各层站的 指令按钮。
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层站召唤线路
当第二层站的2AS 与 2AX 均被选中时,2CS 、 2CX 均得电自保.若电梯 轿厢下行至此,XF’与2JX’ 均打开致使2CX 掉电熄灭 2XD 指示灯,此时2CS 仍 由2CS→SF’→ 2CS 得电自 保。若电梯轿厢上行至此, SFI’与2JX’均打开致使2CS 掉电熄灭2SD 指示灯,此 时2CX 仍由 2CX'→XF→2CX 得电自保。
进一步地,如果把继电器的动作用软件指 令方式来控制实现,那么继电器逻辑控制工作 就完全可以在PLC 内部以软件(程序)和内存 状态(数据值)来实现了。
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PLC 的工作原理
因此,PLC 在其RAM 中专门把数据存贮 区分类定义成输入继电器区、中间继电器区。 特殊继电器区、计算区和输出继电器区,并给 以特定的编号(地址)。这样所有的“继电器 元器件”都有了,我们只需要用程序语言把它 们“连接”在一起就组成一套完整的逻辑控制 系统。
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起动、减速制动控制
制动:平层停站信号→KM 系列继电器令→制动继电器今↓, 这时电动机失电、制动器失电抱 闸停止运转。
其中,上、下行继电器是 由控制系统经过自动定向线路、 安全线路来决定;平层减速信号、 停站信号均是由控制系统经过选 层线路、平层线路来决定。而且 我们看到为了限制起动电流,减 小电网电压的波动及减小起动时 的加速度,改善乘坐舒适感和防 止对机件的冲击,在起动中都经 过了一个定子串电阻(电抗)进 行降压起动的过程。
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PLC 的编程
继电器控制电路
PLC控制电路
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PLC 常用的指令
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PLC 的高级应用
PLC本身就是一个缩微的计算机系统, 再加上提供的一系列指令系统,在编程 和处理问题时,不仅仅局限于逻辑性联 锁连接方式,我们还可以充分利用PLC 本身的运算功能来解决一些用传统方式 处理起来比较繁琐的问题和环节。
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平层、再平层控制
再平层控制
因再平层动作是发生在轿门(层门)打开、人员 进出的时候,所以对再平层的运行范围、速度、时间 都有严格的限制条件,以防止可能出现电梯开门运行 的危险。
对用电子式选层器(脉冲计算距离法)来预置和 定位轿厢位置时,平层感应器的动作不但是再平层运 行的条件和依据,而且还同时使控制系统中计算脉冲 数的误差所造成的积累距离控制误差得到校正。
下面我们就电梯的各个部分的电气控制和 基本动作控制的方式和思路分别加以说明。
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电气控制系统组成
1. 起动、减速制动控制 2. 轿内指令控制 3. 层站召唤线路 4. 选层、定向控制 5. 平层、再平层控制 6. 指层线路 7. 开关门控制 8. 检修运行控制 9. 消防运行控制 10. 超载控制 11. 电气安全控制线路
4 .更加方便、功能强大的扩展能力,为各种特 殊要求的硬件、软件功能的实现提供了保障。
5 .使综合管理、多台控制、随机情况监视、汇 总成为可能。
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电气控制系统
电梯的正常运行、动作都是由其各个部分 的正常动作所协调控制来实现的。因此电梯的 电气控制系统也就是电梯各部分的电气控制所 协调组合的系统。
本控制单元将直接受其影响。
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电气控制系统
电梯是一种运输工具,它总是按照轿厢内 指令、层站召唤信号的要求来进行起动、运行、 减速制动和停站的。而这些动作和辅助的选层 定向、平层(再平层)、开关门、检修运行、 安全保护等动作都是由电气控制系统的逻辑控 制来实现的。因此,电气控制系统不仅是电梯 的灵魂,决定了电梯运行性能的好坏,而且还 是安全运行和功能扩展的基本保障之一。
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微电脑系统逻辑线路
相当于用一台计算机来控制和实现逻辑功能的系 统。与PLC相比,它具有以下区别和优势:
1 .采用了更高一级的CPU ,使得处理速度和指 令的复杂性得到本质的提高。
2 .有更宽广的存贮器做后盾,提高了软件设计 的复杂性,并成为大规模化控制系统的保障条件。
3 .更加灵活、功能全面的软件设计范围,为人 机交互图形化等智能化、人性化的实现打好了基础。
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继电器逻辑线路
QA 为启动按钮 TA 为急停按钮 C 为继电器
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PLC 系统逻辑线路
由PLC 为主的控制连接线路就是PLC 系统 逻辑线路.一般由于PLC 输出接口(开关) 受到容量的限制和为防止干扰,需要设置一些 硬触点,因此控制逻辑线路都由PLC不和少量 的继电器共同组成。
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PLC内部结构功能图
电梯的电气控制系统
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重点内容
什么是电气的控制系统,它的重要性如何? 简述控制系统由哪几种型式组成?并指出它们
各自的优缺点。 试述PLC 的工作原理。 试述电梯的开关门分别在哪些状态和情况下受
到不同的控制。 简述电梯检修运行应遵循的要求和其控制的方
式和思路。 试述电子式选层器的工作原理,并指出哪些基
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轿内指令线路
当轿内2A 按下后,轿 厢不在第二层站则2JX '常 闭,2J 得电使2J'闭合形成 自锁,同时2JD 由2J得电 点亮,完成选层指令动作。
当轿厢到达第二层站, 2ຫໍສະໝຸດ BaiduX’因2JX 动作而打开, 使2J 掉电后2J ‘打开,同时 2JD 也掉电熄灭,完成到 站消号动作。
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轿内指令线路
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选层、定向控制
选层控制就是在电梯运行中如何给出正确的减速 停站信号来正确响应电梯轿内指令或层站召唤信号。
定向控制就是综合比较电梯现在的位置信号和轿 内指令及层站召唤信号来决定电梯是上行还是下行。
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选层、定向控制
这里面的关键就是如何知道电梯现在所在的位置。产生 轿厢位置信号的装置就叫选层器。目前主要有机械式、电气 式和电子式三种型式。机械式的选层器靠与轿厢联动的施转 触头组来判断轿厢的位置,现在已被淘汰不用了。电气式的 选层器则多用磁性元件来反映位置信号。电子式选层器则在 电梯井道中设有设置专门的感应装置,完全靠对电子脉冲计 数和运算来分析得出电梯的位置信息。通常,我们在电动机 轴端、与轿厢硬连接一起的钢带的钢带轮上、限速器旋转轮 上均可以设置旋转编码器来产生电子脉冲。通过以上的一个 或多个(可以相互参照和校核)旋转编码器所产生的脉冲, 送由控制系统内部(软件)进行运算分析,可以得到准确的 电梯位置信息,还可以方便进行各种“智能”控制(如减速 点实时选取等)。电子式选层器是今后发展的方向。
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平层、再平层控制
平层控制
一般在层站平层区域都设有三个感应器: 中间为门区感应器,上下两个为上平层和下平 层感应器。当电梯上(下)行到这一层站附近 需要响应指令平层停站时,下(上)平层感应 器动作,控制系统使电梯以低速运行,直至门 区感应器、上(下)平层感应器均动作(全部 插入),使制动器抱闸,电动机失电,打开轿 门(层门),完成平层动作。
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PLC 主要功能模块
存贮模块:
一般由EPROM 、ROM 、RAM 组成。 EPROM 用来存放用户程序;ROM 固化了此 PLC 的基础运行程序;RAM 则用来存放动态 的设置参数和用户数据。有些机种把用户程序 也放在RAM 中,使用后备电池来保持程序和 数据,以防止其因掉电而丢失。
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PLC 主要功能模块
编程器: 用来输入用户程序的装置。它还可以 用来监视内部数据区的状态,方便调试。 CPU : 这是PLC的心脏,用来执行基础运行 程序,并根据它解释运算用户程序产生 数据。
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PLC 的编程
在继电器逻辑控制线路的基础上,为了方 便对其进行PLC 编程,都预先要将线路规范 为PLC 能够用指令来实现的、横向以串接为 主的逻辑功能连接图,即梯形图。实际上它与 继电器逻辑线路基本相似,只是所用符号不一 样罢了。由于不同类型PLC有不同的输入继电 器地址分配编号和不同的指令系统。
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层站召唤线路
每个层站都有两个召唤按钮(除最上层和最下层 外),因此控制电路中就增加了对其上行召唤和下行 召唤分别处理控制方式。实际上,利用电梯桥厢运行 的方向继电器就可以实现“顺向截梯”的原则。
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层站召唤线路
1AS 、2AS 、…… (n 一1 ) AS 为各层站上行 召唤按钮,2AX 、 3AX 、…… nAX 为各层站 下行召唤按钮,SF1为上方 向运行继电器触点,XF’为 下方向运行继电器触点, 1SD 、2XD 、……nXD 为 各层站召唤按扭信号指示 灯,1CS 、2CS 、 2CX 、…… nCX 为各层站 上、下行召唤指令继电器。
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控制系统组成
继电器逻辑线路 PLC 系统逻辑线路 微电脑系统逻辑线路
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继电器逻辑线路
继电器逻辑线路就是通过一系列的硬触点 开关和其它继电器的常开或常闭触点来控制一 些继电器通(断)电,其常开(闭)触点再参 与另一些继电器的通(断)电控制,直至接触 器的动作,所连接的一整套线路和元器件组 合.(接触器就是大容量输出触点的继电器) 下图为一个交流电机单向运转的启停控制、运 行线路图。
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