【導讀】速增加，電梯的使用量也隨之急劇增加。為滿足高校實驗教學對電梯技術的需要，本文研究了六層電梯模型的設計方法。電梯監(jiān)控系統(tǒng)同樣是電梯技術的熱點。它為電梯維修保養(yǎng)單位和電梯使用單。位對電梯的集中管理提供了一種強有力的手段。它能提供電梯運行狀態(tài)，及時獲。無齒曳引變頻驅動方案和可靠的PLC控制方案。無齒輪電梯用低速大轉矩永磁同。國內在這方面的應用尚處于起步階段。而在我國實際工程設計中，PLC由。硬件實現(xiàn)方式和特點，從而完成了整個控制系統(tǒng)的硬件選型與設計。用中最被人們重視的就是安全問題，所以對電梯的各種保護環(huán)節(jié)重點進行了設計。本課題控制系統(tǒng)軟件的設計分兩部分進行。一方面是下位機PLC用戶程序的。作，完成了控制系統(tǒng)的組態(tài)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視軟件設計。

　　

【正文】 。電梯控制系統(tǒng)始終實時顯示轎箱所在樓層。 電梯超載和防夾人控制程序 電梯超載控制程序 電梯超載保護的控制程序如圖 41 所示。超載故障發(fā)生時， KP 常開觸點閉合會使 X010常開觸點閉合，導致超載輔助繼電器 M12為 ON。將 M12常閉觸點互鎖關門繼電器 Y006線圈路徑， M12常開觸點接通開門繼電器 Y005路徑?？傊娞萃ㄟ^ PLC 的內部輔助繼電器 M12 實現(xiàn)了超載開門（亦即超載不關門）不運行并且報警提示的功能。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 20 防夾人控制程序 電梯模型的防夾人及開門控制程序如圖 41 所示。 關于門的其它控制程序（皆如圖 41 所示。） （ 1）電梯自動關門。司機工作方式 SA1 斷開， X017 處于 OFF 狀態(tài)，這時是無司機工作狀態(tài)。這時 X017 常閉觸點閉合，曳引電動機停止運行后，無論 Y040 還是 Y041 常閉觸點都一定閉合， T3 開始計時， 6s后 T3 常開觸點閉合使 Y006 為 ON且自保。 （ 2）電梯手動關門。 T3計時未到的情況下，教廂內人員可以按動 PLC 輸入接口的 X012 端子接的 SB2 關門按鈕，可以馬上實現(xiàn)關門按鈕關門功能 。 （ 3）關閉電梯時關門。下班關閉電梯時，電梯到達一層后，用鑰匙開關轉動SQ20 最終會使 M15繼電器為 ON，從而實現(xiàn)下班自動關門的功能。 （ 4）啟動電梯時開門。上班啟動電梯時，用鑰匙開關轉動 SQ20 會使 M16 繼電器為 ON， M16常開觸點閉合會使 Y005為 ON 并且自保， Y005控制開門繼電器 KA5得電，實現(xiàn)上班送電開門開放電梯的功能。 圖 41 超載和防夾人程序 （ 5）到達目標層站平層時自動開門。電梯到達目標層站平層時， 恰好 電梯 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 21 一層停的速度為零，因而變頻器的輸出也為零。由于變頻器的輸出為零時，其輸出端子 2 27 之間內部導通，由于 27 和 PLC 的輸入 COM 連接， 25和 PLC 的X022 輸入端子連接，所以變頻器的輸出為零時 X022 為 ON。由上分析，變頻器的輸出為零時， Y007常閉觸點閉合和 M14常開觸點閉合會使開門繼電器 Y005為 ON，開門繼電器 KA5 得電吸合，實現(xiàn)到站零速平層?？勘чl開門。 電梯本層開門。電梯在一層到六層時，對應 M600 到 M605 分別為 ON。當非檢修狀態(tài)時，電梯靜止不動時， M Y0 Y041 常閉觸點閉合。 靠時， M600 為 ON，如果一層廳里有人按動上行呼梯按鈕 SB12，則對應的X034 為 ON,結果是 M19 為 ON。同理，如果電梯正在二層?？?，則 M601 為 ON，此時二樓廳中有按上呼按鈕 SB13，可使 X036 為 ON，而此時正好選的方向是向上，M8為 ON，最終結果是 M19為 ON。以此類推，凡是電梯正在某層，而此層的廳正有順向呼梯信號，則 M19 為 ON，它能夠接通 Y005 的電路。也即是說， M19 是本層?？繒r的開門信號。 測取每層減速點的程序 計數(shù)方式 電梯是通過計算輸入脈沖數(shù)檢測轎廂位置，從而測取各層減速點。相對計數(shù)方式是采用相對坐標計數(shù)，每次從平層點開始計數(shù)到下一個平層點，然后高速計數(shù) 器復位，每一層都從 0 開始計數(shù)，樓層對應的脈沖數(shù)存放于一個數(shù)據(jù)寄存器中，將數(shù)據(jù)寄存器減去一個對應減速距離的脈沖數(shù)，剩下的脈沖數(shù)給另一個數(shù)據(jù)寄存器作為計數(shù)器的設定值。當計數(shù)器的位元件為 ON 時，表示到達了樓層減速點。這種計數(shù)方式的特點是每層的換速點對應的脈沖數(shù)都相同。 本電梯模型采用了相對計數(shù)方式來測取各層減速點。相關程序見圖 42 所示。 平層信號 在 PLC 的 X005 處接有光電開關 SQ5 的常開觸點，當電梯轎廂不在平層位置時，光電開關處于“吸合”狀態(tài)，其常開觸點閉合， X005為 ON狀態(tài)，當轎廂平層時， SQ5處于 “釋放”狀態(tài)， X005為 OFF， 326步程序中 X005常閉觸點閉合使 M418為 ON。通過上升沿微分輸出指令 PLS和下降沿微分輸出指令 PLF得出 M418對應的單脈沖上升沿 M200 和單脈沖下降沿 M201?？傊?， M200 為 ON表示轎廂進入平層，M201 為 ON 表示轎廂離開平層。 空間位置繼電器的程序設計 數(shù)據(jù)傳送指令 MOV在轎廂處于一層時將數(shù)據(jù) 0送給數(shù)據(jù)寄存器 D200 和 D306，在轎廂處于六層時將數(shù)據(jù) 5送給數(shù)據(jù)寄存器 D200 和 D306。 INC和 DEC為加一和減一指令，在電梯向上運行期間過一個平層點 D200中 的數(shù)加一，向下運行期間過一無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 22 個平層點 D200中的數(shù)減一，這樣電梯在一層到二層期間 D200中的數(shù)據(jù)是 0，二層到三層期間 D200 中的數(shù)據(jù)是 1，以此類推，在五層到六層期間 D200 中的數(shù)據(jù)為5。 通過對 D200 使用解碼指令 DECO，目標操作數(shù)設為 M300，可知道電梯在一層到二層期間 M300 狀態(tài)是 ON，二層到三層期間 M301 狀態(tài)是 ON，以此類推，在五層到六層期間 M305 狀態(tài)是 ON。我們把 M300～ M305 分別叫 1～ 6 層的空間位置繼電器。 樓層高的測取及傳送 （ 1）樓層高的測取 在電梯快速運行之前，應該將 PLC 的輸入 端子 X014 和線號 200 的 COM 短接，控制電梯自下而上運行一次，讓 PLC 做一次自學習，使旋轉編碼器輸出的脈沖存入預定的通道里，作為正常運行時 PLC 實現(xiàn)測距和控制減速的依據(jù)。自學習成功后應該將 X014 和線號 200 的 COM之間的短接線拆除。 在程序中 X014的常開觸點控制主控指令 MC，在 PLC自學習期間程序執(zhí)行主控觸點 M101 和主控復位指令 MCR 之間的程序，這部分程序在電梯正常工作期間由于X014 為 OFF 就不會執(zhí)行了。 利用空間位置繼電器 M300～ M305，結合平層時的信號 M418，主控指令 MC 與主控復位指令 MCR 之間的程序可以將計數(shù)器在一層平層到二層平層期間計的脈沖數(shù)送給數(shù)據(jù)寄存器 D201，二層平層到三層平層期間計的脈沖數(shù)送給數(shù)據(jù)寄存器D202，以此類推，五層平層到六層平層期間計的脈沖數(shù)送給數(shù)據(jù)寄存器 D205，這些數(shù)據(jù)寄存器的實質是各自反應了樓層的高度。 （ 2）樓層高的傳送 在電梯的正常運行期間，利用空間位置繼電器 M300～ M305，結合電梯上下運行繼電器 Y040 和 Y041，將 D201～ D205 中的數(shù)據(jù)視電梯的位置分別傳送給數(shù)據(jù)寄存器 D300。也就是說，轎廂在一二層期間將 D201 的數(shù)據(jù)傳送給 D300，轎廂在二三 層期間將 D202 的數(shù)據(jù)傳送給 D300，以此類推，轎廂在五六層期間將 D205 的數(shù)據(jù)傳送給 D300。總之， D300中的數(shù)據(jù)永遠表示的是目前轎廂所在的樓層高對應的脈沖數(shù)。 計數(shù)器的設置 程序中使用高速計數(shù)器，又稱為中斷計數(shù)器，它的計數(shù)不受掃描周期的影響，但其最高計數(shù)頻率受輸入響應速度和全部高速計數(shù)器處理速度這兩個因素限制，此處用了一個計數(shù)器 C237，其計數(shù)最高頻率 10KHz。 （ 1）計數(shù)方向設置 各種高速計數(shù)器均為 32位雙向計數(shù)器， C237為無啟動 /復位輸入端的一相一無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 23 計數(shù)高速計數(shù)器，它對一相脈沖計數(shù)，故只有 一個脈沖輸入端，計數(shù)方向由程序決定。 C237 計數(shù)方向由特殊輔助繼電器 M8237 的狀態(tài)決定， M8237 為 ON 時，減計數(shù)； M8237 為 OFF 時，加計數(shù)。 （ 2）設定值的設置 D300 中的脈沖由于轎廂所在的樓層不同而數(shù)據(jù)不同，為了使不同樓層的減速距離相同，將 D300 中的數(shù)據(jù)用 SUB 指令減去一個特定值 H（程序中設置為 1000，在實際調試中根據(jù)具體情況加以調整）后剩下的數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)寄存器 D310，再將D310 作為 C237 的設定值。這樣，當計數(shù)器 C237 的當前值和設定值相同時， C237位元件變?yōu)?ON，意味著轎廂離平層位 置正好是 H 對應的距離，實質是表示轎廂到達了樓層的減速點。 各層減速點的測取 在一層平層時將 0 傳送給數(shù)據(jù)寄存器 D306。 M99 通過上升沿微分輸出指令取自 C237 的上升沿。在電梯上升期間 M99 為 ON 通過 INC 加一指令給 D306 中內容加一，反之，在電梯下降期間 M99 為 ON 通過 DEC 減一指令給 D306 中內容減一。通過 DECO解碼指令對 D306的內容解碼，可以知道電梯在一層時 M600為 ON，從一層上升到距離二層平層 H的距離時（此時 M99為 ON 一個周期）， D306 中的數(shù)值變?yōu)?，從而 M600變?yōu)?OFF,M601變?yōu)?ON，以此類推，在 M604由 ON變?yōu)?OFF、 M605由OFF變?yōu)?ON 意味著電梯到了六層減速點了。總之， M600～ M605 中只有一個能夠為ON，狀態(tài)的轉換發(fā)生在各層的減速點處。 M600 由 OFF 變?yōu)?ON 意味著到了一層的減速點（只有一處）， M601 由 OFF 變?yōu)?ON 意味著到了二層的減速點（上下各一處），以此類推， M604 由 OFF 變?yōu)?ON意味著到了五層的減速點（上下各一處）， M605 由 OFF 變?yōu)?ON 意味著到了六層的減速點（只有一處）。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 24 圖 42 檢測減速點程序 電梯上下行控制程序 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 25 設計電梯上下行 控制程序見圖 43 所示。 圖 43 運行控制程序 制動等其它相關程序 電梯制動程序 制動器是電梯的一個重要安全裝置，對主軸起著制動作用。除了安全鉗以外，只有它能夠使工作中的電梯轎廂停止運行，另外它還對轎廂與廳門地坎平層時的準確度起著重要作用。 在硬件電路中可知，接觸器 KM KM2的常開觸點控制著制動器的線圈回路，而模型所選制動器是斷電制動型的，且 KM KM2的線圈分別由 PLC的 Y000和 Y007端口控制，所以制動程序就是如何置位 和如何復位 Y000 與 Y007 的問題。 在 Y040 和 Y041 有一個為 ON且電梯所有門關好 X006 為 ON（檢修情況下門可以開著）的情況下，當變頻器發(fā)出運行信號（ X020 為 ON）時，制動器就應該松閘，即這種情況下就應該將 Y000 和 Y007 置位，以便于電機運行。設計的制動器松閘程序見圖 44所示。 制動器應該在以下情況發(fā)生時進行制動： (1)在檢測到減速信號 M7，如果變頻器發(fā)出零速信號使 PLC的 X022為 ON時； （ 2）由于故障電梯轎廂越過上或下端站后仍繼續(xù)運行，使上或下終端的限位開關（為防止沖頂或蹲底的第二道防線 ）動作時； （ 3）當按下急停按鈕或安全鉗等安全設備動作使中間繼電器 KA1 斷電釋放，從而 PLC的 X007 為 OFF 時； （ 4）非檢修狀態(tài)只要開門（包括廳門）或檢修狀態(tài)下停止運行時； 由以上條件設計的制動程序見圖 44所示。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 26 圖 44 制動程序 Fig 44The Programme of braking 調速及點動程序 正常情況下，如果 Y040 或 Y041 有一個為 ON，電梯關好門，電機就應該以頻率指令 8（此時變頻器的 7 三個端子和 11 接通）運轉，這由 Y04 Y04Y044 全部為 ON 來實現(xiàn)。檢 測到減速信號 M7 后， Y04 Y044 變?yōu)?OFF，僅保持Y042 繼續(xù)為 ON，電機由頻率指令 8 轉為頻率指令 2 減速運轉。當光電開關動作后， M418 為 ON 導致 M70 為 ON，從而 Y042 變?yōu)?OFF。 檢修狀態(tài)下， M3 為 ON，僅僅需要將 Y045 變?yōu)?ON，將變頻器端子 8和端子 11接通，電機以點動頻率運行即可。根據(jù)上述思路，設計的正常情況下調速程序和檢修狀態(tài)下的點動運行程序見圖 45所示。 圖 45 調速及點動程序 減速信號 電梯減速包括正常減速和非正常減速兩種情況。 正常情況下，除了兩個終端層站外，其它中間層站務 必實現(xiàn)電梯的順向截梯、反向不截梯功能，這用廳的上下召喚指令信號燈繼電器和運行方向繼電器M M9 相配合很容易實現(xiàn)。每一層的減速實現(xiàn)由該層的內外信號燈繼電器結合反映轎廂位置的 M600～ M605 來實現(xiàn)。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設計 27 非正常情況下，當電梯出現(xiàn)失控情況，轎廂已經到達頂層或底層而不能減速停車時，轎廂的打板會使上或下的強迫減速開關（為防止沖頂或蹲底的第一道防線），此時電梯必須減速。 樓層顯示程序 電梯在一層時， M600～ M605 中僅 M600 為 ON, 它使 Y033～ Y031 中的 Y031 為ON，而 Y03 Y032 為 OFF；電梯在 二層時， M600～ M605 中僅 M601 為 ON, 它使Y033～ Y031 中的 Y032 為 ON，而 Y03 Y031 為 OFF；電梯在三層時， M600～ M605中僅 M6