电梯模型设计与实现_孙亚宁

现代建筑电气篇

孙亚宁(1970 ),女,副教授,研究方向为控制理论与控制工程。

电梯模型设计与实现

孙亚宁

(昆明理工大学应用技术学院,云南昆明 650093)

摘 要:介绍了电梯模型的设计与实现,给出了电梯模型PLC 控制输入/输出分配图及部分梯形图程序。该电梯模型采用限位开关、数码管、直流电机等元器件制作,实现了电梯升降和显示的控制功能。调试结果表明,在逻辑性、精确性和可靠性方面都达到了控制要求。

关键词:电梯控制系统;电梯模型;PLC 控制;程序设计

中图分类号:TU 857 文献标识码:B 文章编号:1001-5531(2007)16-0012-04

Design and I mple m entation of E levatorM odel

SU N Yaning

(Faculty o fApp lication Techno logy ,Kunm i n g U niversity o f Science and Techno logy ,

Kunm i n g 650093,Chi n a)

Ab stract :The desi gn and i m ple mentati on of e l evator m ode lw ere i ntroduced .PLC control i nput/output distri bu -ti on diagra m and parti a l progra m desi gn of elevator m odel were g iven .The elevator model was made by usi ng dev ices such as li m it s w itch ,n i x ie tube ,direct current mo t o r .It rea lized t he contro l f uncti on o f d is p l ay and eleva tor lift /fal.l The debugg i ng res u lts i ndicated that the contro l require m ent o f l og i ca lity ,accuracy and re liab ility w as reached .

K ey words :elevator con trol syste m;elevator mode;l PLC con tro;l p rogra m desi gn

0 引 言

该电梯模型以PLC 为核心,利用PLC 强大的

控制功能,实现了对电梯升降及显示的控制。采用限位开关、按钮、数码管、直流电机等器件实际制作。调试结果表明,该电梯模型在逻辑性、精确性和可靠性等方面都达到了控制要求。当电梯的楼层增加时,硬件接线上只需增加楼层相应的输入信号,在软件上也只需增加相应楼层的控制功能。

1 电梯控制系统结构组成

电梯模具由变压稳压电源、PLC 、轿厢、限位开关、呼梯按钮、直流电机、继电器、LED 数码管、支架、导轨等组成。电梯控制系统结构如图1所示。

2 PLC 的选型及输入/输出分配

2.1 PLC 的选型

根据所需的控制信号,输入点数20点,

输出图1 电梯控制系统结构图

点数15点,选择三菱PLC FX1N-60MR 基本单元(直流输入36点,继电器输出24点)构成基本控制单元。

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2.2 输入/输出地址

该电梯模型设计中电机由直流电源供电,考虑到轿厢重力问题,电梯在上升运行时电机采用12V直流电源,下降运行时采用6V直流电源,保证了电梯的平稳运行。楼层显示由共阴极的LED数码管显示。

3 梯形图程序设计

3.1 电梯PLC控制系统要求

电梯PLC控制系统有如下要求:

(1)电梯能够自动响应门厅和轿厢内指令。

(2)电梯在运行过程中,到达停层位置时能够实现自动开关门动作以及手动开关门操作。

(3)到站自动平层开门,电梯自动开门,4s (时间可自定)后电梯自动关门。若未到关门时间需实现关门操作时,可以按下关门按钮实现关门动作。

(4)电梯停于某一层时,数码管应显示该层的楼层数。

(5)按内、外呼梯指令能自动定向。

(6)电梯到达顶层或底层时,自动停止并转换运行方向。

(7)电梯响应时,应判断原停层与呼叫层之间的位置关系,如原停层小于呼叫层,电梯上行;如原停层大于呼叫层,电梯下行。

(8)当同一方向的几层楼同时呼叫时,中间的几层每层可暂停9s(时间可自行设定)来响应呼叫,暂停由辅助继电器、限位开关、时间继电器组合实现。

(9)在开门和关门电路中串入对方的常闭触点来实现互锁,即在开门的过程中按下关门按钮,关门指令不会动作,反之亦然。这样的设计方式使得电机的正反转不会同时接通,保护了直流电机,也使得电路安全、可靠。

(10)每层设有呼梯按钮和平层限位开关。内、外呼梯按钮为常开式,瞬间接通有效,故需对信号进行自锁。

根据电梯运行方式的要求,PLC输入/输出的端口安排如表1所示,外部电气控制接线如图2所示。

3.2 电梯PLC控制子程序

采用FXGP-W I N-C程序设计软件进行程序设

表1 输入/输出点分配表

输入/输出信号PLC输入/输出点一层限位行程开关SQ1X000

二层限位行程开关SQ2X001

三层限位行程开关SQ3X002

四层限位行程开关SQ4X003

一层上行请求开关1F X004

二层上行请求开关2F X005

三层上行请求开关3F X006

一层轿内选层按钮SB1X014

二层轿内选层按钮SB2X015

三层轿内选层按钮SB3X016

四层轿内选层按钮SB4X017

二层下行请求开关2F X011

三层下行请求开关3F X012

四层下行请求开关4F X013

开门按钮开X020

关门按钮关X021

开门行程开关S18X022

关门行程开关S17X023

数码管LED Y004~Y012

电梯上行M1正转Y000、Y002

电梯下行M1反转Y001、Y003

自动开门继电器KM Y013

电梯开门M2正转Y014、Y020

电梯关门M2反转Y015、Y021

计,能够满足多层次的逻辑设计要求,也可进行仿真验证、时序分析、在线实时监控等控制,程序修改简单易行,这样的设计动作可靠、程序直观。下面给出电梯PLC控制系统的部分梯形图。

3.2.1 从一层到三层

电梯上升子程序如图3所示。接通X000即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1F。按SB3,即

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