电梯自动控制系统 电梯自动控制系统的设计研究

来源:自然科学 发布时间:2019-03-12 05:36:16 点击:

  摘要:电梯作为高层建筑的运输工具,随着日益增多的高层建筑快速发展。而电梯的控制系统在电梯运行中起到关键的作用,为了解决传统电梯自控系统中线路复杂、容易出现故障、维修困难的问题,本文讨论了电梯系统的控制要求、硬件配置和软件设置,分析了PLC控制电梯模型的程序设计的整个过程,具有编程简单、抗干扰强等优点,使得电梯在运载过程中安全方便,可控灵活性高。
  关键词:PLC 电梯模型 系统配置
  
  目前电梯控制系统的电气拖动系统分类较多,按照拖动方式、控制方式分为交流单数感应电动机开环直接启动电梯拖动系统,交流双速电机电梯拖动系统、交流氮素电机电梯拖动系统,直流电动机全闭环调速拖动系统,轿内手柄、按钮开关控制的电梯电气控制系统,轿外、轿内外按钮开关控制的电梯电气控制系统,信号、集选、两台并联控制的电梯电气控制系统及群控电梯电气控制系统。电梯的控制系统也经历了由简单到复杂的过程。
  一、电梯控制系统介绍
  1、系统的控制要求
  电梯控制系统也称为指令按钮,是轿内指令和层站的召唤控制。乘客进入轿厢后按下目的层按钮,即通过指令登记运算执行,到达目的层,然后清除指令,按钮熄灭。假设模拟40 cm的四层电梯设备,即每层10 cm。电梯控制系统采用随机逻辑控制,即轿厢和楼层的按钮信号是随机的,电梯的运行根据该呼叫信号进行行程控制,在顺序逻辑控制的基础上,根据信号的输入做出反应,控制相应状态的电梯运行。
  试验采用发光管和LED灯对应按钮显示,每层设置检测轿厢位置的检测开关装置,这样便于观察电梯运行方向和所在楼层显示,对应电梯的呼叫信号也在开关的指示灯上显示。同时为了电梯运行的安全,系统设置故障保护、反向运行锁定。
  2、PLC与系统的硬件配置
  PLC不同于传统的继电器控制,它是一种工业控制的微机。试验选择的Fx1N 型PLC有如下特点:
  (l)FX1N配置包括主机单元,主机采用小型化基本单元FX1N -40MR;PLC通过扩展I/0接口与外部设备相连,共有30个地址,输入/输出设备灵活对应,14个输入点和16个输出点;还可以扩展A/D、D/A模块和其它特殊功能模块。
  (2)FX1N丰富的指令系统与试验装置的控制功能相结合,指令执行速度快。包括27个基本指令,89个功能指令。
  (3)FX1N PLC可用电气元件对于系统进行控制,继电器、定时器、计数器和寄存器进行辅助。
  (4)对于FX1N PLC的编程工具,可以使用个人计算机,专业编程软件FXGP_WIN-C进行,或者用编程器进行编辑,修改不同形式的用户程序、梯形图、指令表;可以根据需要打印的程序和系统实时进行监控。可以直观看到各个电子器件的数值变化,为用户进行程序调试带来了极大的方便。
  该控制系统的硬件配置如图l所示。
  
  二.软件的设计及特点
  1、根据流程图进行编程设计,其中PLCI、O分配表如下:
  输入继电器 信号名称 输出继电器 线圈名称
  X000 一层检测开关 Y002 电机正转
  X001 二层检测开关 Y003
  X002 三层检测开关 Y004 电机反转
  X003 四层检测开关 Y005
  X004 一层上行请求
  X005 二层上行请求
  X006 三层上行请求
  X007 四层上行请求
  X010 一层下行请求
  X011 二层下行请求
  X012 三层下行请求
  X013 四层下行请求
  X014 轿厢上限位
  X015 轿厢下限位
  
  2、软件设计特点
  (1)根据电梯运行方向和轿厢所处位置,采用同向就近。顺序逻辑控制过程为:向上方运动时,轿厢发出向上的呼叫信号,则对应继电器的状态为1,但如果其他层同时发出呼叫信号,假设此时轿厢所处一楼X000=1,则电梯上升通过M0、M1、M2控制,电梯接收到向上信号时,M0接上,到达二层,M0断开,轿厢开启,然后关闭,M1接通,达到三层,M1断开,轿厢门开启,关闭,M2接通,到达四层,M2断开。
  (2)根据电梯方向运行实现随机逻辑控制。不同楼层发出同向运行信号,或者反向运行信号,当电梯向上运行接近某楼层检测开关,如果该楼层发出同向运行信号,则在该楼层减速直至停止;如果没有信号,则继续运行,直至达到目的层;如果反向,到达目的层后,停止重新下一逻辑运行。
  (3)通过软件控制,硬件借口输出以LED或发光管显示,利用行程判断所运行位置,用BCD码输出。
  (4)PLC根据随机逻辑控制的要求,运用控制规律对电机进行控制,比如可以发出正反运行方向的制动信号,终止电梯故障的控制信号。
  (5)系统中为了确保长期运行,采用内部辅助继电器装置。
  三、部分梯形图和指令表
  (1)楼层呼叫信号
  
  (2)电机正反转控制及保护
  
  该实验系统,着重于三菱FX系列PLC指令控制系统,设计基本指令、计数指令和定时指令,可以与PLC控制项目有关的程序进行模拟调试。实验程序不唯一,可以在实验教学里作为补充,可以有达到满足多种内容的实验程序。对于控制开关的逻辑控制、电机的控制、中断控制和数值运算等PLC控制程序有良好的训练作用,该系统运行状况良好,因此,在教学和科研上具有一定的推广作用。
  参考文献
  [1]郁汉琪,电气控制与可编程序控制器应用技术[M],南京:东南大学出版社,2003。
  [2]张桂香,电气控制与PLC应用[M],北京: 化学工业出版社,2003。
  [3]王也仿,可编程序控制器应用技术[M],北京: 机械工业出版社,2001。�

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