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OMRON公司的C系列P型機(jī)對(duì)電梯升降控制系統(tǒng)(一)
摘 要
PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可*性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，樓房越來(lái)越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過(guò)程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降的控制。 本文主要討論研究利用日本OMRON公司的C系列P型機(jī)對(duì)電梯的升降進(jìn)行控制，形成電梯控制系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：PLC, 電梯升降控制, OMRON；
ABSTRACT
PLC (Programmable Logical Controller) took one kind most important, the application situation most industries control microcomputer, it is convenient, operation simple in particular by its programming merit and so on redundant reliability, obtained the widespread application in the industrial production process. It applies the large scale integrated circuit, the miniature machine technology and the communication technology development achievement, gradually formed had the many kinds of merits and miniature, medium, large-scale, ultra large-scale and so on each kind of specification series product, applied to monitors between the computer from the control system many controls domain.
After humanity's more than centuries unremitting endeavors, the elevator already from the handle switch operation elevator, the push-button control elevator develops to the present group control elevator, has made the indelible contribution for the high level transportation. This function enable PLC to have the logic operation, counts with fixed time as well as the data feeds output function. Rises and falls in the process in the elevator, each logical switch control and PLC very good This article main discussion studies using Japanese OMRON Corporation's C series P molding machine carries on the control to the elevator fluctuation, forms the elevator control system
Keywords: 5-floor elevator, PLC, OMRON
第1章 引 言
1.1 前言
隨著變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化應(yīng)用也越來(lái)越多，由于一些行業(yè)的的要求或是由于工作和場(chǎng)地的特殊情況，電氣控制部分一般都很簡(jiǎn)單，多數(shù)采用人工手動(dòng)控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問(wèn)題，如啟動(dòng)停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)作不可靠，自動(dòng)化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無(wú)法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等�；谶@些問(wèn)題使得這些升降機(jī)械很難在生產(chǎn)生活中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國(guó)內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無(wú)法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線配套使用，也無(wú)法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動(dòng)作方式和工作順序。
電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的代步工具。越來(lái)越顯示出它的重要作用，為了適應(yīng)電梯的迅速發(fā)展。由PLC控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局PLC是集計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言!控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運(yùn)用高性價(jià)比的現(xiàn)代PLC控制方式，力求以人性化、智能化方向推存出新!設(shè)計(jì)出一款高效、安全、價(jià)廉；能個(gè)性化組合且能在商業(yè)辦公樓、行政大樓、中小型賓館和居民公寓中發(fā)揮顯著作用的普及型電梯控制系統(tǒng)。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)和自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制都不能滿足控制要求。因此，本系統(tǒng)采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法為主的設(shè)計(jì)方法，取得了良好的效果。
1.2 課題任務(wù)的提出
針對(duì)控制要求,選用MOV指令CMP指令為主,即先把轎廂所在樓層號(hào)傳送到一個(gè)通道中，再把呼梯樓層號(hào)傳送到另一個(gè)通道中，然后將這兩個(gè)通道的內(nèi)容進(jìn)行比較。若呼梯樓號(hào)大于轎廂所在樓號(hào)則電梯上行( 若呼梯樓號(hào)小于轎廂所在樓號(hào)則電梯下行(若兩樓號(hào)的內(nèi)容相等則電梯停在該樓層，對(duì)于電梯的這種控制方式是本例程序設(shè)計(jì)的主線，為了實(shí)現(xiàn)電梯順向優(yōu)先執(zhí)行的功能，即當(dāng)電梯在上行過(guò)程中有多個(gè)呼梯信號(hào)發(fā)出時(shí)，先接送轎廂所在樓層以上的乘客，直到轎廂以上樓層無(wú)呼梯信號(hào)或轎廂已到達(dá)建筑物頂層時(shí)，電梯才會(huì)往下行駛；當(dāng)電梯在下行過(guò)程中有多個(gè)呼梯信號(hào)發(fā)出時(shí)，先接送轎廂所在樓層以下的乘客，直到轎廂以下樓層無(wú)呼梯信號(hào)或轎廂已到達(dá)建筑物底層時(shí)，電梯才會(huì)往上行駛；本例各樓層的指示燈一經(jīng)點(diǎn)亮，就將本樓層號(hào)碼實(shí)時(shí)傳送到同一個(gè)通道中， 但由于PLC是至上而下掃描程序的，而且通道內(nèi)的數(shù)據(jù)隨著程序讀取的進(jìn)度在不斷的改變，因此在所有點(diǎn)亮的指示燈中，只有最靠近程序末尾的指示燈傳送的樓層號(hào)，才能最后保持在通道內(nèi)并傳送到輸出，直到電梯到達(dá)該樓層熄滅指示燈后，通道內(nèi)的數(shù)據(jù)才可能在輸出時(shí)發(fā)生改變。這樣就確保了PLC在讀取呼梯信號(hào)時(shí)，始終按照程序段的排列順序來(lái)讀取。另外由于電梯是用來(lái)運(yùn)載乘客的。 因此，它的運(yùn)行的可靠性要求很高。用一個(gè)啟動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕來(lái)控制電梯的起停!在按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，系統(tǒng)立即上電，電梯處于待命狀態(tài)。而電梯在運(yùn)行過(guò)程中按下停止按鈕時(shí)， 電梯不會(huì)馬上停下來(lái)，因程序中設(shè)置了等待、延時(shí)環(huán)節(jié)，當(dāng)轎廂內(nèi)的最后一位乘客走出轎廂后，程序中的等待部分動(dòng)作將所有呼梯按鈕鎖定（此時(shí)按下任何呼梯按鈕都為無(wú)效），并使轎廂下降到一樓，經(jīng)自動(dòng)開門和延時(shí)關(guān)門之后啟動(dòng)十秒定時(shí)部分（若在這十秒內(nèi)有人按下轎廂內(nèi)的開門按鈕電梯仍會(huì)開門），延時(shí)時(shí)間到動(dòng)作。將系統(tǒng)電源切斷，此時(shí)電梯才被真正關(guān)斷。針對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容編寫出相應(yīng)的程序后，將各個(gè)環(huán)節(jié)編寫的程序合理的聯(lián)系在一起，即得到一個(gè)滿足控制要求的系統(tǒng)程序。
PLC概述
2.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展
1968年美國(guó)通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。
1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國(guó)通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。
20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。
自從第一臺(tái)PLC出現(xiàn)以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等也相繼開始研制PLC，并得到了迅速的發(fā)展。目前，世界上有200多家PLC廠商，400多品種的PLC產(chǎn)品，按地域可分成美國(guó)、歐洲、和日本等三個(gè)流派產(chǎn)品，各流派PLC產(chǎn)品都各具特色，如日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型PLC性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜，在世界市場(chǎng)上占用重要地位。著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日本的三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）公司、歐姆龍（OMRON）公司，德國(guó)的AEG公司、西門子（Siemens）公司，法國(guó)的TE（Telemecanique）公司等。
在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國(guó)外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-B公司等。
從近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，在世界范圍內(nèi)PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷量、用量高居工業(yè)控制裝置榜首，而且市場(chǎng)需求量一直以每年15%的比率上升。PLC已成為工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置。
2.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)包括：
1 、中央處理器（CPU）
中央處理器（CPU）又稱中央處理單元，是PLC的核心和“大腦”，整個(gè)PLC在CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下有序地工作。CPU的功能是按照一定的規(guī)律和要求讀入被控對(duì)象及相關(guān)各量的工作狀態(tài)，然后按照用戶編制的程序的要求讀入被控對(duì)象及相關(guān)各量的工作狀態(tài)，然后按照用戶編制的程序的要求進(jìn)行相應(yīng)的處理，最后把形成的控制信號(hào)送至輸出部件以控制受控對(duì)象。PLC的控制作用就是通過(guò)CPU執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
PLC中的CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與一般微型計(jì)算機(jī)的CPU大致相同。PLC的功能越強(qiáng)、檔次越高、其CPU的運(yùn)算速度也越快，指令功能越強(qiáng)。
2、存儲(chǔ)器
PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器用于存放系統(tǒng)管理程序和用戶編制的程序，可以通過(guò)編程器將程序?qū)懭氪鎯?chǔ)器中并進(jìn)行修改。
3、輸入部件
PLC的輸入部件是用戶通過(guò)輸入裝置送給PLC的信號(hào)與PLC的CPU之間的接口。輸入部件接收有輸入裝置（如開關(guān)、按鈕、繼電器觸點(diǎn)、傳感器等）發(fā)出的信號(hào)，并把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。
PLC的輸入部件可代替繼電接觸控制系統(tǒng)中的一些輸入設(shè)備。用戶的輸入裝置可與PLC輸入部件中的輸入端子相連接，PLC一般為用戶的輸入裝置提供24V的直流電源，因此，PLC對(duì)用戶輸入裝置的特性（如電路的輸出方式、電流等）有一定的要求。
4、輸出部件
PLC的輸出部件是CPU與受控對(duì)象之間的接口，它把CPU生成的用于控制受控對(duì)象的數(shù)字信號(hào)狀環(huán)衛(wèi)受控對(duì)象能夠接受的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的裝置（如繼電器線圈、指示燈等）。PLC的輸出部件可以代替繼電接觸控制系統(tǒng)中的一些輸出設(shè)備。
PLC輸出部件中的輸出電路通常有繼電器輸出、雙向晶閘管輸出和晶體管輸出三種型式，每種型式的輸出單元都具有一定的性能和對(duì)其驅(qū)動(dòng)對(duì)象的要求（電壓、電流、與PLC的接線方式等）。
5、電源部件（或電源模塊）
PLC的電源部件或電源模塊用來(lái)把單向交流電轉(zhuǎn)換成直流電供PLC使用。電源部件是整體式PLC的一個(gè)組成部分，而電源模塊則是獨(dú)立的單元。
6、編程器
編程器是PLC不可缺少的重要外部設(shè)備，是人機(jī)對(duì)話的窗口。它主要用于用戶程序的輸入和調(diào)試，并可以來(lái)監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)、顯示錯(cuò)誤信息等。
通常，一臺(tái)PLC可以配置幾種不同檔次的編程器。最簡(jiǎn)單的編程器是類似于計(jì)算器的手持簡(jiǎn)易編程器，最高級(jí)的則可是配有與PLC轉(zhuǎn)換接口的微型計(jì)算機(jī)。
交流雙速電梯的基本工作原理
3.1交流雙速電梯的主電路
圖2－01是XPM交流雙速電梯的主電路圖。
圖中，M1為YTD系列電梯專用型雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)；KM1、KM2為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速或低速運(yùn)行；KM5為起動(dòng)加速接觸器；KM6、KM7、KM8為減速制動(dòng)接觸器，用以調(diào)整電梯制動(dòng)時(shí)的加速度；L1、L2與R1、R2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路中的電抗與電阻，與KM5——KM8配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的加減速控制。當(dāng)KM1或KM2與KM3通電吸合時(shí)，電梯將進(jìn)行上行或下行起動(dòng)，延時(shí)后KM5通電吸合，切除R1、L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后， KM3斷電釋放，KM4通電吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為低速接收，串入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且KM6——KM8依次通電吸合，用來(lái)控制制動(dòng)過(guò)的強(qiáng)度，提高停車制動(dòng)時(shí)的舒適感；至平層位置時(shí)，接觸器全部斷電釋放，機(jī)械抱閘，電梯停止運(yùn)行。在檢修狀態(tài)時(shí)，電梯只能在低速接法下點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。
3.2 主要電氣設(shè)備
１、曳引電動(dòng)機(jī)
齒輪曳引機(jī)為電梯的提升機(jī)構(gòu)，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電磁制動(dòng)器（也稱電磁抱閘）、減速器及曳引輪組成。
２、自動(dòng)門機(jī)
用來(lái)完成電梯的開門與關(guān)門。電梯的門有廳門和轎門。只有當(dāng)電梯停靠在某層站時(shí)，此層廳門才允許開啟；也只有當(dāng)廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許起動(dòng)運(yùn)行。檢修狀態(tài)時(shí)，可以在不關(guān)門狀態(tài)下運(yùn)行。
3、層樓指示燈
層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎廂內(nèi)轎門的上方，用以指示電梯的運(yùn)行方向幾電梯所處的位置。
4、呼梯盒
呼梯盒也叫召喚按鈕箱或外呼盒，用以在每層站召喚電梯�；九c頂站只有一只按鈕，中間層站由上呼與下呼兩個(gè)按鈕組成。按鈕下帶有呼梯記憶燈，燈亮?xí)r表示呼梯信號(hào)已被接收并記憶。滿足呼梯要求時(shí)，呼梯記憶燈將熄滅�；镜暮籼莺猩希в需�匙開關(guān)，供司機(jī)開關(guān)電梯。
4、操縱箱
操縱箱安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)及乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作指令。操縱箱上設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕、上下行起動(dòng)按鈕、開關(guān)門按鈕、急停按鈕、電梯運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)以及風(fēng)扇、照明、層樓指示燈的控制開關(guān)。
6、平層及開門裝置
該裝置由上下平層感應(yīng)器及開門感應(yīng)器KR6、KR7組成。上行時(shí)，KR6首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)；電梯開始減速，至KR7插入隔磁鐵板時(shí)發(fā)出開門及停車信號(hào)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械抱閘。下行時(shí)，KR7首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)；至KR6插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出開門及停車信號(hào)。
7、停層裝置
如圖2－02所示，在電梯的井道內(nèi)每層站裝有一只感應(yīng)器，當(dāng)轎廂運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)層站時(shí)，其上隔層鐵板插入對(duì)應(yīng)的感應(yīng)器內(nèi)，以此檢測(cè)電梯所處的位置。
圖2－02
8、安全窗、安全鉗、限速器、限位開關(guān)、強(qiáng)迫換速開關(guān)、極限開關(guān)
電梯的轎廂頂部開有安全窗，供緊急情況下疏散乘客，當(dāng)安全窗打開時(shí)，電梯不允許運(yùn)行。安全鉗是為防止電梯曳引鋼繩斷裂及超速運(yùn)行的機(jī)械裝置，用以在上述情況下將轎廂夾持在導(dǎo)軌上。限速器是用以檢測(cè)電梯運(yùn)行速度的機(jī)械裝置，當(dāng)電梯超速運(yùn)行時(shí)，限速器動(dòng)作，帶動(dòng)安全鉗使電梯停止運(yùn)行。以上三種裝置的動(dòng)作通過(guò)其相應(yīng)開關(guān)來(lái)檢測(cè)。當(dāng)電梯運(yùn)行至上、下極限位置時(shí)仍不停車，上下限位開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出停車信號(hào)，若仍不能停車，將壓下上、下強(qiáng)迫停止開關(guān)，強(qiáng)制電梯停止運(yùn)行；若還不能停車，將通過(guò)機(jī)械裝置帶動(dòng)極限開關(guān)SQ0動(dòng)作，切斷電梯曳引電機(jī)的電源，以達(dá)到停車的目的，避免電梯出現(xiàn)沖頂與蹲底事故。
便于對(duì)電梯的PLC控制系統(tǒng)分析，列出XPM電梯的電氣元件如表2-2所示。
表2-2 XPM五層五站電梯電氣元件表
元件符號(hào) 名稱及作用 元件符號(hào) 名稱及作用
KM1 上行接觸器 1HL~5HL 1~5層層樓指示燈
KM2 下行接觸器 6HL~7HL 上行、下行指示燈
KM4 低速接觸器 HL6、HL7 操縱箱上下行指示記憶燈
KM5 起動(dòng)加速接觸器 HL8 1樓外呼記憶燈
KM6-KM8 制動(dòng)減速接觸器 HL9 2樓上呼記憶燈
KM9 開門接觸器 HL10 2樓下呼記憶燈
KM10 關(guān)門接觸器 HL11 3樓上呼記憶燈
SQ5 基站開關(guān) HL12 3樓下呼記憶燈
SQ6 開門到位開關(guān) HL13 4樓上呼記憶燈
SQ7 關(guān)門到位開關(guān) HL14 4樓下呼記憶燈
SQ8 開門調(diào)速開關(guān) HL15 5樓下呼記憶燈
SQ9、SQ10 關(guān)門調(diào)速開關(guān) SA1 運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)
SQ11~SQ15 1~5樓廳門鎖開關(guān) SA2 基站開關(guān)梯鑰匙開關(guān)
SQ16 轎門關(guān)閉到位開關(guān) SQ1 安全窗開關(guān)
SQ17 上限位開關(guān) SQ2 安全鉗開關(guān)
SQ18 下限位開關(guān) SQ3 限速器開關(guān)
SQ19 上行強(qiáng)迫停止開關(guān) SQ4 轎內(nèi)急停開關(guān)
SQ20 下行強(qiáng)迫停止開關(guān) 1KR 一樓感應(yīng)器
SB1 開門按鈕 2KR 二樓感應(yīng)器
SB2 關(guān)門按鈕 3KR 三樓感應(yīng)器
SB3 上行起動(dòng)按鈕 4KR 四樓感應(yīng)器
SB4 下行起動(dòng)按鈕 5KR 五樓感應(yīng)器
SB5~SB9 1~5樓轎內(nèi)選層鈕 6KR 上平層感應(yīng)器
1SB1~4SB1 1~4樓上行外呼鈕 7KR 開門感應(yīng)器
2SB2~5SB2 2~5樓下行外呼鈕 8KR 下平層感應(yīng)器
SQ0 極限開關(guān) SQ 電源開關(guān)
說(shuō)明：根據(jù)電梯的特殊要求，KM1與KM2、KM9與KM10需選用帶機(jī)械互鎖的接觸器。
第4章 可程序控制器的設(shè)計(jì)
4.1輸出電路的設(shè)計(jì)
1、門機(jī)電路、抱閘電路、門鎖及安全運(yùn)行電路
門電動(dòng)機(jī)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可由KM9、KM10控制其正反轉(zhuǎn)。KM9接通時(shí)，電阻R2與電動(dòng)機(jī)電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)關(guān)門，并由SQ9、SQ10與R3一起實(shí)現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。
在電梯上、下行運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。電梯停上運(yùn)行時(shí)，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。故可用KM1、KM2控制抱閘線圈YB的通電與斷電。
將所有廳門、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1，實(shí)現(xiàn)全部門關(guān)閉正常后電梯才能運(yùn)行的控制。將安全開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強(qiáng)迫停止開關(guān)、基站開關(guān)以及熱繼電器觸點(diǎn)FR1、FR2串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運(yùn)行繼電器KA2，只有當(dāng)該KA2吸合時(shí)，才允許PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。這樣可以實(shí)現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。
2、PLC輸入/輸出電路
將電梯運(yùn)行過(guò)程中的各種主令信號(hào)，送入PLC的輸入口構(gòu)成其輸入電路圖。完成電梯運(yùn)行的各種執(zhí)行元件及指示電梯運(yùn)行狀態(tài)的各種指示燈，均要受到PLC輸出口的控制，構(gòu)成其輸出電路。
從上述輸入/輸出電路可知輸入、輸出點(diǎn)分別為32點(diǎn)和30點(diǎn)，故可選擇F1-60MR基本單元和F1-20E擴(kuò)展單元，構(gòu)成其控制系統(tǒng)。
4.2形圖的設(shè)計(jì)
梯形圖的設(shè)計(jì)可以分成幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，然后在將這些環(huán)節(jié)組合在一起，形成完整的梯形圖。
1、開關(guān)門環(huán)節(jié)
電梯的開關(guān)門存在以下幾種情況：
（1）電梯投入運(yùn)行前的開門
此時(shí)電梯位于基站，將開關(guān)電梯鑰匙插入SA2內(nèi)，旋轉(zhuǎn)至開電梯位置，則電梯應(yīng)自動(dòng)開門，乘客或司機(jī)進(jìn)入轎廂，選層后電梯自動(dòng)運(yùn)行。
（2）電梯檢修時(shí)的開關(guān)門
檢修狀態(tài)下，開關(guān)門均為手動(dòng)狀態(tài)，由開關(guān)門按鈕SB1、SB2實(shí)施開門與關(guān)門。
（3）電梯自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)的開門
電梯在停層時(shí)，至平層位置，M140接通，電梯應(yīng)開始開門。
（4）電梯關(guān)門過(guò)程中的重新開門
在電梯關(guān)門的過(guò)程中，若有人或物夾在兩門的中間，需重新開門，現(xiàn)通過(guò)開門按鈕實(shí)施重新開門。大多數(shù)電梯現(xiàn)采用光幕或機(jī)械安全觸板進(jìn)行檢測(cè)，自動(dòng)發(fā)送重新開門信號(hào)，以達(dá)到重新開門的目的。
（5）呼梯開門
電梯到達(dá)某層站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將�？吭谠搶诱敬�，若有人在該層站呼梯，電梯將首先開門。若其他站層有人呼梯，電梯將先定向，并起動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)呼梯樓層時(shí)再開門，此時(shí)的開門按停層開門處理。
開門環(huán)節(jié)的梯形圖如圖2-03所示。
（6）電梯聽用后的關(guān)門
此時(shí)電梯到達(dá)基站，司機(jī)或乘客離開轎廂，電梯自動(dòng)關(guān)門，司機(jī)將開、關(guān)梯鑰匙插入SA2，旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置，電梯的安全回路被切斷，PLC停止運(yùn)行，電梯被關(guān)閉。
（7）電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門
停站時(shí)間繼電器T450延時(shí)結(jié)束時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門。停站時(shí)間未到時(shí)，可通過(guò)關(guān)門按鈕實(shí)現(xiàn)提前關(guān)門。
2、樓層信號(hào)的產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié)
當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生位于該樓層的信號(hào)，以控制指示燈的狀態(tài)，離開該層時(shí)，該樓層信號(hào)應(yīng)被新的樓層信號(hào)（上層或下層）所取代。其梯形圖如圖5－28所示。
3、停層信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)
乘客或司機(jī)通過(guò)對(duì)轎廂內(nèi)操縱盤上1～5層選層按鈕的操作，可以選擇欲去的樓層。選層信號(hào)被登記后，選層按鈕下的指示燈亮。當(dāng)電梯到達(dá)所選的樓層后，停層信號(hào)應(yīng)被消除，指示燈也應(yīng)熄滅。
4、外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)
乘客或司機(jī)在廳門外呼梯時(shí)，呼梯信號(hào)應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達(dá)該樓層時(shí)，且定向方向與目的方向一致時(shí)（基層和頂層除外），呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)應(yīng)被消除。其梯形圖如圖5－29所示。
圖中，按下外呼信號(hào)按鈕時(shí)，相對(duì)應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下的指示燈亮，表示外呼要求已被電梯接收并記憶。電梯運(yùn)行方向與呼梯目的地方向一致時(shí)，至呼梯樓層時(shí)，電梯將停止，呼梯要求已滿足，呼梯信號(hào)被消除。電梯運(yùn)行方向與呼梯目的地方向相反時(shí)，如電梯從一樓向上運(yùn)行（上行），而呼梯要求從二樓向下，若有去三樓以上的內(nèi)選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá)二樓時(shí)（無(wú)二樓上行要求）不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號(hào)不能消除；若三樓以上無(wú)用梯要求，電梯將停在二樓，但呼梯信號(hào)（二下），不能立即消除，待乘客進(jìn)入轎廂，選層（去一樓）后，電梯將下行，則二下呼梯信號(hào)以滿足，呼梯信號(hào)被消除。
5、電梯的定向環(huán)節(jié)
在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，電梯首先應(yīng)確定運(yùn)行方向，也即定向。電梯的定向只有兩種情況，即上行和下行。電梯在處于待命狀態(tài)下，接收到內(nèi)選和外呼信號(hào)時(shí)，應(yīng)將電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號(hào)進(jìn)行比較，確定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內(nèi)選與外呼對(duì)電梯進(jìn)行順向運(yùn)行的要求沒有滿足的情況下，定向信號(hào)不能消除。檢修狀態(tài)下運(yùn)行方向直接由上行和下行起動(dòng)按鈕確定，不需定向。其梯形圖如圖5－30所示。
圖中，M103及M104在電梯上行及下行的全過(guò)程中，存在不能全程接通的情況，如上行至5樓時(shí)，一旦五樓層樓繼電器M114接通時(shí)，M103則立即斷開，而此時(shí)電梯仍處于上行狀態(tài)，至五樓平層位置時(shí)才能停止。為解決這一問(wèn)題，引入M143～M146，使上行與下行繼電器接通時(shí)間延長(zhǎng)至上行及下行的全過(guò)程。若不使用M143～M146，可能會(huì)發(fā)生下述情況：四樓向下的外呼信號(hào)（不存在其它外呼及內(nèi)選層信號(hào)），使電梯上行，電梯至四樓位置，M113使M103斷開，在電梯至四樓位置到電梯停層開門，乘客進(jìn)入轎廂內(nèi)選五層之間的時(shí)間內(nèi)，一、二、三樓的外呼及內(nèi)選層信號(hào)可以使用電梯在未完成四樓向下的運(yùn)動(dòng)之前定下行方向。
6、自動(dòng)運(yùn)行時(shí)起動(dòng)加速和穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié)
電梯起動(dòng)的條件是：運(yùn)行方向確定，門已關(guān)好。
7、停車制動(dòng)環(huán)節(jié)
電梯在停車制動(dòng)之前，應(yīng)首先確定其停層信號(hào)，即確定要停靠的樓層，應(yīng)根據(jù)電梯的運(yùn)行方向與外呼信號(hào)的位置和轎內(nèi)選層信號(hào)比較后得出。
外呼信號(hào)方向與運(yùn)行方向一致時(shí)，產(chǎn)生外呼所在樓層的停車要求；內(nèi)選層信號(hào)產(chǎn)生欲去樓層的停車要求。滿足停車要求時(shí)，停車信號(hào)應(yīng)被消除。電梯運(yùn)行過(guò)程中，所處的樓層若存在停車要求，則立即產(chǎn)生停車信號(hào)。
停層信號(hào)產(chǎn)生后，與上下平層感應(yīng)器配合，進(jìn)行停車制動(dòng)。停車制動(dòng)之前，應(yīng)先產(chǎn)生停車制動(dòng)信號(hào)，然后由停車制動(dòng)信號(hào)控制接觸器實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)。為解決電梯進(jìn)入平層區(qū)間后才出現(xiàn)的停車信號(hào)致使電梯過(guò)急停車的問(wèn)題，采用微分指令將X510及X511變成短信號(hào)。
將上述情況進(jìn)行綜合，并考慮電梯在檢修狀態(tài)下的運(yùn)行情況，以及限位保護(hù)等問(wèn)題可以得到電梯起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行、停車制動(dòng)的梯形圖如圖5－31所示。
謝辭
本文從擬定題目到定稿，歷時(shí)數(shù)月。在本論文完成之際，首先要向我的導(dǎo)師余炳輝致以誠(chéng)摯的謝意。在論文的寫作過(guò)程中，余老師給了我許多幫助和關(guān)懷。余老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人，在余老師的悉心指導(dǎo)中，我學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)；同時(shí)，在余老師非常忙的時(shí)候能夠抽空指導(dǎo)我完成論文，在此我謹(jǐn)向許老師表示衷心的感謝和深深的敬意！
同時(shí)，我要感謝洛陽(yáng)理工學(xué)院給我授課的每一位老師，正是由于他們傳道、授業(yè)、解惑的教學(xué)精神，讓我學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的哲理，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校洛陽(yáng)理工學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。
另外，衷心感謝我的同窗，在我畢業(yè)論文寫作中，與他們的探討交流使我受益頗多；同時(shí)，他們也給了我很多無(wú)私的幫助和支持，我在此深表謝意！
最后，向我的親愛的家人和親愛的朋友表示深深的謝意，他們給予我的愛、理解、關(guān)心和支持是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。
學(xué)海無(wú)涯！明天，將是我學(xué)習(xí)的另一個(gè)開始！
附錄 梯形圖
開關(guān)門環(huán)節(jié)
LD Y030
OR Y031
AND X1
OUT M102
自動(dòng)運(yùn)行時(shí)開門禁止
LD X7
AND M71
LD X3
AND X2
ORB
LD M140
LD X3
LD X500
AND Y434
ORB
開門輔助
LD M100
OUT Y430
END
開門
LD X4
AND X2
LD T450
LD X4
LD M101
ANI X2
ORB
ANI X3
ANI X11
ANI M100
OUT M101
LD M101
OUT Y431
END 關(guān)門
層信號(hào)的 產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié)
感應(yīng)器
LD X405
OR M110
ANI X406
OUT M110
LD X406
OR M111
ANI X405
ANI X407
OUT M111
LD X411
OR M114
ANI X410
OUT M114
END
指示燈
LD M110
OUT Y434
LD M111
OUT Y435
LD M112
OUT Y436
LD M113
OUT Y437
LD M113
OUT Y437
LD M114
OUT Y503
END
停層信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)
LD X400
OR M120
ANI M110
OUT M120
LD X401
OR M121
ANI M111
OUT M121
LD X402
OR M122
ANI M112
OUT M122
LD M123
OUT Y536
LD M124
OUT Y537
END
4．外呼信號(hào)的登記與消除環(huán)節(jié)
LD X500
OR M130
ANI M110
OUT M130
LD X501
OR M131
LDI M111
ORI M103
ANB
OUT M136
LD X507
OR M137
ANI M114
OUT M137
LD M130
OUT Y040
LD M131
OUT Y041
LD M132
OUT Y042
LD M133
OUT Y043
LD M134
OUT Y044
LD M135
OUT Y045
LD M136
OUT Y046
LD M137
OUT Y047
END
5.電梯的定向環(huán)節(jié)
LD M121
OR M131
OR M132
ANI M111
ANI M113
OR M124
OR M137
ANI M114
ANI M146
AND X1
OUT M103
LD M103
S M143
LD Y450
R M143
LD M103
OR M143
OUT M144
LD M144
OUT Y531
LD M104
S M145
LD T450
R M145
LD M104
OR M145
OUT M146
LD M146
OUT Y532
END
6．自動(dòng)運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)加速和穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)節(jié)
啟動(dòng)穩(wěn)定
LD M144
AND X0
AND X1
OUT Y030
OUT Y032
OUT T451
LD T451
OUT Y034
LD M146
AND X0
AND X1
OUT Y031
OUT Y032
OUT T451
LD T451
OUT Y034
END
停車信號(hào)
LD M146
AND M110
S M150
LD T 450
S M152
LD T 450
LD M153
AND M113
OUT M105
LD M154
AND M114
OUT M105
LDI M103
ANI M104
OUT M105
END
7，停車制動(dòng)環(huán)節(jié)
制動(dòng)停車
LD X510
PLS M141
LD X511
PLS M142
LD M141
AND M144
LD M142
AND M146
ORB
AND M105
OR M106
LDI X511
ORI M144
ANB
LDI X510
ORI M146
ANB
OUT M106
LDI M106
OUT Y032
LD M106
OUT Y033
LD M106
OUT T452
LD M106
OUT T453
LD M106
OUT T454
LD T452
OUT Y035
LD T453
OUT Y036
LD T454
OUT Y037
END
參考文獻(xiàn)
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