【導(dǎo)讀】本文介紹一種電梯PLC控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是高層建筑。中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。它靠電力，拖動一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑。的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動，在人們生活中起著舉足輕重的作用。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動機(jī)、繼電。器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。

　　

【正文】 按鈕 SB38 轎頂慢下按鈕 QS1 電梯照明總閘刀開關(guān) 25 第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 門拖動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 門拖動系統(tǒng)原理 門機(jī)控制系統(tǒng)中 PLC 是核心控制部件，負(fù)責(zé)進(jìn)行邏輯判斷和控制。微型變頻器是系統(tǒng)中速度控制部件，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加減速控制。旋轉(zhuǎn)編碼器是位置檢測部件，通過它把電機(jī)運(yùn)行情況反饋給 PLC。 門機(jī)系統(tǒng)開門、關(guān)門指令由電梯主拖動控制系統(tǒng) PLC 產(chǎn)生， 當(dāng)門機(jī)控制系統(tǒng)中的 PLC 收到由電梯主拖動控制系統(tǒng) PLC 發(fā)來的開門或關(guān)門指令時(shí)， PLC 進(jìn)行邏輯判斷，首先確認(rèn)電梯不在運(yùn)行狀態(tài)，滿足開關(guān)門條件時(shí)、就向變頻器發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)命令， 控制門電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通過變頻器上的按鍵可對參數(shù)方便地進(jìn)行設(shè)置，如加速度值、減速度值及最大輸出頻率、最大速度等，通過合理設(shè)置參數(shù)值可改善電機(jī)運(yùn)行性能。 門拖動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 開門指令 條件具備 邏輯位置？ 控制電機(jī)運(yùn)行 第二速度運(yùn)行 完全打開？ 系統(tǒng)設(shè)置初始化 Y Y Y Y N N N 關(guān)門指令 條件具備 邏輯位置？ 控制電機(jī)運(yùn)行 第二速度運(yùn)行 關(guān)門到位？ Y Y Y N N N 結(jié)束 開始 26 61 門機(jī)拖動控制系統(tǒng)軟件流程圖 門機(jī)控制系統(tǒng)中的 PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)中的一個(gè)下位機(jī)， 僅完成具體的開、 關(guān)門動作，是否具備開門、關(guān)門條件由電梯主拖動控制系統(tǒng) PLC 來判斷。因此說其任務(wù)比較單一， 相應(yīng)軟件也比較簡單，流程圖如圖 61 所示。 (1)開門過程。當(dāng)電梯主拖動控制系統(tǒng) PLC 向門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出開門指令時(shí)， 門機(jī)控制系統(tǒng)中的 PLC 首先判定電梯應(yīng)處于停止運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)開門條件具備時(shí)， 向變頻器發(fā)送運(yùn)行命令， 門電機(jī)快速運(yùn)行， 電機(jī)運(yùn)行過程中旋轉(zhuǎn)編碼器將脈沖反饋給門機(jī) PLC，門機(jī) PLC 對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，在門機(jī) PLC 的存貯器中設(shè)定有減速點(diǎn)值。當(dāng)兩者相等時(shí)門機(jī) PLC 控 制變頻器使電機(jī)減速，直至電梯門完全打開。當(dāng)開門過程中門機(jī)控制系統(tǒng)又收到關(guān)門指令時(shí)，門機(jī) PLC 控制電機(jī)作反方向運(yùn)行，同時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器反向計(jì)數(shù)。 (2)關(guān)門過程。此過程和開門類似，當(dāng)電梯控制柜向門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門指令時(shí)， 門機(jī)控制系統(tǒng)中的 PLC 首先判定是否具備關(guān)門條件，具備條件時(shí)向變頻器發(fā)送運(yùn)行命令， 門電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)門機(jī) PLC 中的計(jì)數(shù)脈沖和門機(jī) PLC 的存貯器中設(shè)定的值相等時(shí)，門機(jī) PLC 控制變頻器使電機(jī)進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換， 完成關(guān)門過程。當(dāng)關(guān)門過程中因?yàn)橛腥伺鲎舶踩|板或按動開門按鈕時(shí)，電梯控制系統(tǒng)會向門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送 開門指令，此時(shí)門機(jī)將停止關(guān)門過程，進(jìn)入開門過程。 具體梯形圖程序見附圖 。 軟件調(diào)試 在調(diào)試該部分軟件時(shí)，調(diào)整門機(jī) PLC 存貯器中的值是關(guān)鍵，它直接關(guān)系著門電機(jī)運(yùn)行情況，通過合理設(shè)置數(shù)值既能保證不出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象和關(guān)門、開門不到位情況，又能保證開、關(guān)過程的快速性和平穩(wěn)性。由于整個(gè)運(yùn)行區(qū)間比較短，通過幾次數(shù)據(jù)調(diào)整，并結(jié)合變頻器參數(shù)的調(diào)整，能達(dá)到非常滿意的效果。 小結(jié) 實(shí)際應(yīng)用中，我們把該門機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)小控制箱，放在轎廂上面，既節(jié)省地方又方便調(diào)試，調(diào)試時(shí)僅需更改少數(shù)幾個(gè)參數(shù) 即可。電機(jī)運(yùn)行能達(dá)到快速起動，速度切換比較平穩(wěn)，制動位置準(zhǔn)確。該系統(tǒng)在使用中，效果非常好，性能很穩(wěn)定。 主拖動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主拖動控制系統(tǒng)原理 27 電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進(jìn)行控制 的 ，系統(tǒng)采用集選 控制 ， 即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。 轎廂的位置由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送 主拖動系統(tǒng) PLC 的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制 ， 同時(shí) 每層樓設(shè)置一個(gè) 光電 開關(guān)用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。電梯的運(yùn)行方向及電梯所在的樓層 的 顯示，采用 LED 發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度 ，主拖動系統(tǒng) PLC 能對轎廂的加、減速以及制動進(jìn)行有效的控制 ， 根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實(shí)現(xiàn)。 主拖動系統(tǒng) PLC 根據(jù) 邏輯控制 的要求，可向變頻器發(fā)出正向、反向運(yùn)行 ， 減速及制動信號，再由變頻器根據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來控制電機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)， 主拖動系統(tǒng) PLC 向變頻器發(fā)出 故障 信號。 變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向 信號，依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動電動機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)，控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運(yùn)行過程中，變頻器能夠自動計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運(yùn)行 ,在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度來調(diào)整平層精度。 主拖動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 電梯運(yùn)行循環(huán)過程為：選層 —— 自動定向 —— 起動 —— 加速運(yùn)行 —— 快慢速切換 —— 平層 —— 停車 —— 開門 —— 關(guān)門。 這一規(guī)律是編制程序的依據(jù)，主拖動控制系統(tǒng) 軟件流程圖見圖 62。具體梯形圖程序詳見附圖 。 程序設(shè)計(jì)說明 用于檢測并保持各層站及轎箱內(nèi)的呼叫信號，決定運(yùn)行的終點(diǎn)。在沒有任何呼叫信號的情況下，只要有任何一個(gè)信號按鈕按下，無論是上行還是下行呼叫，該按鈕所在的層站即為運(yùn)行終點(diǎn)。由電梯所處的當(dāng)前位置與終點(diǎn)比較，即可確定出運(yùn)行方向。在已有呼叫信號的情況下，若再有呼叫按鈕按下，則根據(jù)巳確定的運(yùn)行方向和已有的全部呼叫確定終點(diǎn)。 用于控制電梯行走、平層。由速度控制子模塊、確定停車位置子模塊、平層動作子 模塊構(gòu)成。停車位置子模塊根據(jù)運(yùn)行方向、按鈕呼叫狀態(tài)、終點(diǎn)與當(dāng)前位置判定運(yùn)行的前方層站是否需要停車。若在換速點(diǎn)之前，運(yùn)行方向的下一個(gè)層站 28 有與運(yùn)行方向同向的呼叫信號，或者下個(gè)位置為終點(diǎn)，則停車位置子模塊發(fā)出下一個(gè)位置停車信號。運(yùn)行模塊在轎門關(guān)門且未執(zhí)行開／關(guān)門模塊時(shí)，檢測到運(yùn)行方向的上升沿開始執(zhí)行；在已有運(yùn)行方向，剛執(zhí)行完開／關(guān)門模塊時(shí)開始執(zhí)行。執(zhí)行運(yùn)行模塊時(shí)先松閘，平層結(jié)束停穩(wěn)后抱閘。 29 司 機(jī) 狀 態(tài) ？ 消 防 信 號 ？ 呼 梯 信 號 電 梯 運(yùn) 行 到 減 速 點(diǎn) ？ 檢 修 狀 態(tài) ？ 指 定 層 站 ？ 開 始 自 學(xué) 習(xí) 檢 修 狀 態(tài)司 機(jī) 狀 態(tài)消 防 信 號NNNNYNYYYY開 關(guān) 門 控 制結(jié) 束平 層 換 速 圖 62 主拖動控制系統(tǒng)軟件流程圖 30 （ 1）關(guān)門 1）下班關(guān)閉電梯關(guān)門斷電。 管理人員或司機(jī)通過一樓外召喚按鈕 SB17 把電梯召回基站。電梯到達(dá)基站后， PLC 機(jī)的軟繼電器 M600? ?Y050? ? 電梯位置顯示裝置經(jīng)譯碼電路后數(shù)碼管顯示 1 字。 用專用鑰匙扭動廳外召喚廂上的鑰匙開關(guān) SA5， KA2? ? KA2? ? 準(zhǔn)備切斷轎內(nèi)照明電路。 KA2? ? 準(zhǔn)備切斷系統(tǒng)的通電電路。 KA2 ? ? X017? ? M15 ? ? Y006 ? ? KA5 ? ? 實(shí)現(xiàn)下班關(guān)門，門關(guān)妥KA1? ?X006? ? 經(jīng)額定時(shí)間 T1? ? M500、 M15? ? Y004? ，實(shí)現(xiàn)下班關(guān)閉電梯關(guān)門斷電。 2）轎內(nèi)關(guān)門按鈕 SB3 或轎頂關(guān) 門按鈕 SB4 關(guān)門。 管理人員或檢修人員按下 SB3 或 SB4 時(shí)， SB3 或 SB4? ， X014? ， Y006? ，KA5? ??實(shí)現(xiàn)關(guān)門按鈕關(guān)門。 3）無司機(jī)狀態(tài)下，電梯平層?？块_門后經(jīng) 6s 自動關(guān)門。 在無司機(jī)狀態(tài)下，電梯平層停靠開門后經(jīng) 6s， 3T ? ? Y006? ? KA5? ??實(shí)現(xiàn)平層停靠開門后經(jīng)預(yù)定時(shí)間自動關(guān)門待命。 4）滿載關(guān)門及直駛功能 當(dāng)電梯稱重達(dá)到滿載設(shè)定值時(shí)，電梯稱重裝置輸出滿載信號， X011? ，Y006? ， KA4? ，實(shí)現(xiàn)滿載關(guān)門。 M18?? Y024— Y047 復(fù)位，外部信號指令消除，實(shí)現(xiàn)直駛。 （ 2）開門 1）上班送電開門開放電梯 司機(jī)或管理人員用專用鑰匙扭動廳外召喚箱上的鑰匙開關(guān) SA5， ?501 和 507 接通 ?KA2? → KA2? ? 轎內(nèi)照明亮。 KA2? ?X017? ? 準(zhǔn)備接通 M500 的吸合電路。 KA2? ? KM3? ? PLC 得電，專用繼電器 M8002? ? M16? ? 經(jīng)預(yù)定時(shí)間2T ? ?M16? 。 Y005? ?KA4? ??實(shí)現(xiàn)上班送電開門開放電梯。 M600? ??電梯位置顯示裝置顯示 1 字。 2）超載開門。 在非檢修狀態(tài)下，電梯超載時(shí) KA3? ? M12? ? Y005? ? KA4? ??實(shí)現(xiàn)超載開門。 31 Y0 Y002 ? ? 蜂鳴器響，超載燈亮，經(jīng)預(yù)定時(shí)間 4T ? ? Y0Y002? ? ??蜂鳴器斷續(xù)響，超載燈閃亮。 3）本層開門。 在非檢修狀態(tài)下，廳外乘用人員按下電梯停靠待命層站廳外召喚箱上的按鈕NSA 上下時(shí)， M19? ?Y005? ?KA4? ??，實(shí)現(xiàn)本層開門。 4）轎內(nèi)開門按鈕 SB1 轎頂開門按鈕 SB2 和安全觸板開門。乘用人員或檢修人員按下 SB SB2，或碰壓安全觸板。 復(fù)位時(shí)， X013? ?Y005? ?KA4? ??實(shí)現(xiàn)開門按鈕或安全觸板開門。 5）平層停靠開門。 電梯到達(dá)準(zhǔn)備前往層站平層時(shí)，恰好電梯的速度為零，因而變頻器的輸出也為零。由于變頻器的輸出為零，??實(shí)現(xiàn)到站零速平層停靠施閘開門。 6）紅外檢測信號開門 關(guān)門過程中，紅外檢測信號發(fā)出，此情況電梯會重新開門。 1）消防回基站功能 本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)控制開關(guān)分別控制 X035 及 X036 的輸入，其功能分別為消防回基站和消防員專用功能。在發(fā)生火災(zāi)的情況下，消防員按動位于基站外的消 防回基站按鈕 SA1，進(jìn)而 X035? ， M90? ，將廳內(nèi)外的上、下召喚信號復(fù)位，即消除內(nèi)外指令信號。 當(dāng)電梯正處于上行時(shí) M10? ?M7? ，達(dá)到換速的目的。當(dāng) X022? ? Y000? 和Y007? ，達(dá)到斷電施閘就近平層的目的， Y053? 電梯下行直到 X004? 時(shí)停靠基站。 當(dāng)電梯處于下行時(shí)， M11? ?Y054? ,電梯下行直到 X004? 時(shí)?？炕?。 當(dāng)電梯處于基站外?？块_門時(shí)， Y006? ? KA5? ,門關(guān)妥 Y054? ,電梯下行。 當(dāng)電梯到達(dá)基站后， M600? ?Y005? ? KA4? ，實(shí)現(xiàn)基站開門待命。 2）消防員專用功能 當(dāng)電梯到達(dá)基站并開門待命后，乘員全部走出電梯，消防員轉(zhuǎn)動SA2 ??????? 901 0 00 3 6 MMX ，并且是全部的外召喚信號復(fù)位，但內(nèi)指令仍然有效，消防員可根據(jù)需要操作。 由電梯稱重裝置檢測到預(yù)先設(shè)定的輕載信號后 X012? ,當(dāng)有轎內(nèi)人員指令時(shí)， M50? 并對其脈沖上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)累計(jì)計(jì)數(shù)小于預(yù)先設(shè)定值時(shí)， D100 及M50 復(fù)位，當(dāng)累計(jì)計(jì)數(shù)大于等于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，轎內(nèi)所有指令復(fù)位。 這一程序在電梯程序中是非常重要的。方向的實(shí)現(xiàn)在程序中是用內(nèi)部輔助繼 32 電器 M4 和 M5 來表示方向， 進(jìn)而 定出電梯的運(yùn)行方向。 小結(jié) 本設(shè)計(jì)電梯主拖動控制系統(tǒng)采用 PLC 控制，有完善的自檢測、自診斷、自保護(hù)功能，因而十分安全可靠。而且本電梯是按照理想的電梯運(yùn)行曲線，通過矢量控制軟件 對電動機(jī)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，因而電梯平穩(wěn)、舒適。 另外，本設(shè)計(jì)采用交流調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速與同規(guī)格的傳統(tǒng)電梯相比，可節(jié)能 40%。 本設(shè)計(jì) 若在實(shí)際電梯工程中能夠得到應(yīng)用，必將取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是專科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整的設(shè)計(jì)出電梯 PLC 控制，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。通過 PLC 控制電梯 ，實(shí)現(xiàn) 電梯的運(yùn)行速度、反映時(shí)間和停層的準(zhǔn)確度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，而對電梯的速度、運(yùn)行狀態(tài)、安全、可靠、消防等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。綜合考慮電梯 PLC 控制系統(tǒng)，能夠達(dá)到“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的要求，這就要求我們的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密、可靠。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 提高了我的意志力和品質(zhì)力，提升了自己的忍耐力，懂得了怎樣緩解壓力， 學(xué)會了獨(dú)立思考、邏輯思維、提出問題、分析問題、解決問題的方法。 這是我們希望看到的，也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但我的收獲卻更加豐富。通過與于老師的溝通和交流，我了解到此系統(tǒng)的適 用條件，此設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，以及各種器件適用性。我的能力也得到了提高，提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無