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PLC在电梯控制系统的应用设计
作者：李晓霞
来源：《数字技术与应用》2010年第03期
[摘 要]本文在采用PLC和变频器实现电梯常规控制的基础上,通过对变频器和PLC芯片的合理选择和设计,以及通过PLC程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制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。该系统具有先进、可靠、经济的特色。
[关键词]PLC 电梯 系统软件
[中图分类号]TU857[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0021-01
电梯作为垂直方向的交通工具,在高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺。随着计算机技术和电力电子技术的发展,现代电梯已经成为典型的机电一体化产品。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,第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别,但PLC可靠性高,程序设计方便灵活。本设计就是在用PLC控制变频调速,在不增加硬件设备的条件下,实现电流、速度、位移三环控制。 1 设计思路
通过分析电梯的控制要求,首先选择合适的PLC。PLC 是整个控制系统的核心部件,它对保证系统的技术指标和质量是至关重要的。根据系统要求合理分配I/O接口,编制PLC的I/O地址分配表,并绘制I/O端子接线图,最后编写电梯控制系统的软件,其包括PLC控制软件和上位机控制软件。编制PLC控制软件需要深入了解电梯控制要求与主要控制的基本方法以及系统应完成的动作、自动工作循环的组成和必要的保护等方面,可将电梯控制任务分解为独立的几个部分,利用结构化模块化方法进行编程。 2 PLC控制系统硬件开发
电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC,存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号,向拖动和门机控制系统发出控制信号。 3 系统软件的开发
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3.1 开关门控制
开关门控制程序是按照双开门有/无司机控制来设计的。主要完成电梯的手动开门、无司机状态下的本层开门、电梯运行到达目的层站时的自动开门、手动关门、无司机状态下的自动延时关门、基站外启动时的开关门等功能。
3.2 电梯的内指令外召唤信号的登记消除及显示回路
轿内指令和厅外召唤登记的条件是按下要登记的按钮,若此时电梯处在正常运行状态,而且电梯又不在登记的层楼,则该登记即为有效。轿内指令登记消号的条件是当电梯正常运行至登记楼层时,指令登记即被消号。厅外召唤消号的条件是:当电梯正常运行至厅外召唤的楼层且电梯的运行方向与召唤按钮的方向一致时,厅外召唤即被消号。当在安全回路继电器动作、轿内电锁断开、检修等状态下指令信号不予登记,登记的信号即刻消号。 3.3 电梯的选层定向及反向截梯回路
电梯的定向是综合考虑电梯的运行方式、轿内指令、厅外召唤及电梯所处楼层的位置的基础上,确定电梯的运行方向。选层是在有轿内指令或厅外召唤信号的情况下,电梯应响应哪个信号;电梯即将到达有轿内指令登记或与电梯运行方向相同的厅外召唤信号的楼层时,发出换速信号。在有司机正常运行状态下,由轿内指令及电梯所处的位置来确定电梯的运行方向;在无司机正常运行状态下,厅外召唤信号根据电梯的所处位置来参与电梯的定向。 3.4 呼梯铃控制与故障报警
在司机运行方式下X4为ON,当有厅外召唤时,蜂鸣器发出声音向司机提示有呼梯信号。当某层站有上召唤或下召唤信号时,均使Y7为ON,由站点输出接通呼梯铃。当PLC备用电池电压过低时,特殊功能继电器M8005为ON,利用M8011使蜂鸣器发出周期为0.01S的报警声;按下警铃时利用M8012产生周期为0.1S的报警声;超载时,利用PLC的特殊功能继电器M8013,使蜂鸣器发生周期为1S的报警声。 4 电梯模拟调试与安装
由于客观条件的限制,软硬件开发只能在实验室对电梯程序进行模拟调试。实际输入信号及反馈信号用按钮或开关模拟,输出不用接负载,可由PLC输出端的发光二极管显示负载状态,模拟调试时,按电梯的运行条件,依次设置输入信号,并观察输出正确与否,同时可通过编程器监控内部各点状态,在输入端接上手动按钮而在PLC的输出指示灯上看输出,输入信号完全靠手动来控制。如按下X34是五层楼内呼,如此时电梯不在五层,则对应输出指示灯亮,然后依次通过手动来控制接近开关按钮,到第五层时输出指示灯灭,其它层楼的运行模拟调试同理。
安装调试过程是一个比较复杂且耗时间的过程,首先要确定器件型号,选择器件型号除了要考虑机械设备、电压、电流外,还要考虑经济实用及美观问题。所有的器件都备好后,接下来就
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是安装,主电路及PLC都装在控制柜内,这就要考虑互相干扰的问题,按钮、指示灯或数码显示也按照同样原则接线,所有的元器件都按照一定的编号安装好后,确保无误后,就可以调试了,由于调试过程中,输入输出点比较多,且完成一个动作所涉及的开关、按钮、输出显示也比较多,所以这里不一一说明。 5 结语
对于PLC控制电梯系统,从硬件设计和软件设计方面加以论述和说明,最后对控制系统进行调试验证。采用PLC控制电梯系统,会使得系统性能更加稳定,电梯运行更加平稳,使用维护简单,系统的可靠性高,因而具有良好的经济效益,能达到绿色、节能的要求。
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