四層電梯教學(xué)模型ＰＬＣ控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉　明

摘要：本文針對(duì)PLC及電梯教學(xué)的需要，介紹了由PLC控制的自我設(shè)計(jì)的四層電梯模型的構(gòu)成、設(shè)計(jì)要求、編程方法及程序等。對(duì)電梯模型采用PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，并通過(guò)實(shí)際教學(xué)的應(yīng)用，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)方面具有較好的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電梯模型 PLC控制 程序設(shè)計(jì)

0 引言

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樓群建筑不斷增多，電梯在當(dāng)今社會(huì)的生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為樓群建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。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是不能滿(mǎn)足控制要求的，因此，大部分電梯控制系統(tǒng)都采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器（PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1 四層電梯模型

結(jié)合教學(xué)的需要，我們研發(fā)設(shè)計(jì)了四層電梯模型，該電梯模型基本上反映了電梯的結(jié)構(gòu)和使用功能，效果直觀，可操作性好；選用功能較強(qiáng)的PLC作為控制單元，符合我國(guó)當(dāng)前中低速電梯控制系統(tǒng)的實(shí)際情況。同時(shí)，該模型為電梯技術(shù)教學(xué)提供了較理想的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使用者可以直觀地驗(yàn)證其程序編輯的正確性，便于理解電梯控制的邏輯關(guān)系。

2 可編程序控制器（PLC）

可編程序控制器為（Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC），是在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC具有可靠性高、適應(yīng)面廣、抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、對(duì)環(huán)境要求低、與其他裝置配置連接方便等特點(diǎn)。在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位。

3 四層電梯模型PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)目的 ①實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制；②制作、完善教學(xué)教具；③加強(qiáng)教師教學(xué)教研水平；④更好的為教學(xué)服務(wù)。

3.2 設(shè)計(jì)要求

3.2.1 電梯上行設(shè)計(jì)要求：①當(dāng)電梯停于1f或2f，3f呼叫時(shí)，則上行，到3f的行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉；②當(dāng)電梯停于1f，2f呼叫，則上行，到2f的行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉；③當(dāng)電梯停于1f，2f，3f同時(shí)呼叫，電梯上行到2f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)上行到3f行程開(kāi)關(guān)控制停止；④當(dāng)電梯停于1f，3f，4f同時(shí)呼叫時(shí)，電梯上行到3f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)上行到4f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑤當(dāng)電梯停于1f，2f，4f同時(shí)呼叫時(shí)，電梯上行到2f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)上行到4f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑥當(dāng)電梯停于1f，2f，3f，4f同時(shí)呼叫時(shí)，電梯上行到2f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)上行到3f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)上行到4f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑦電梯停于2f，3f和4f同時(shí)呼叫，電梯上行到3f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)上行到4f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑧當(dāng)電梯停于1f或2f或3f時(shí)，4f呼叫，則上行到4f行程開(kāi)關(guān)控制后停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉。

3.2.2 電梯下行設(shè)計(jì)要求 ①當(dāng)電梯停于4f或2f，3f呼叫時(shí)，則下行，到2f的行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉；②當(dāng)電梯停于4f，3f呼叫，則下行，到3f的行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉；③當(dāng)電梯停于4f，2f，3f同時(shí)呼叫，電梯下行到3f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)下行到2f行程開(kāi)關(guān)控制停止；④當(dāng)電梯停于4f，3f，1f同時(shí)呼叫時(shí)，電梯下行到3f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)下行到1f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑤當(dāng)電梯停于4f，2f，1f同時(shí)呼叫時(shí)，電梯下行到2f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)下行到1f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑥當(dāng)電梯停于4f，3f，2f，1f同時(shí)呼叫時(shí)，電梯下行到3f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)下行到2f，行程開(kāi)關(guān)控制停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)下行到1f行程開(kāi)關(guān)控制停止；⑦當(dāng)電梯停于4f或3f或2f時(shí)，1f呼叫，則下行到1f后停止，同時(shí)，轎廂門(mén)與廳門(mén)打開(kāi)，3秒后，轎廂門(mén)與廳門(mén)關(guān)閉。

3.2.3 電梯呼叫、上行或下行均需信號(hào)指示。

3.2.4 在電梯運(yùn)行過(guò)程中，轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信號(hào)均不響應(yīng)；如果某反向呼梯信號(hào)前方再無(wú)共它呼梯信號(hào)，則電梯響應(yīng)該呼梯信號(hào)。

3.2.5 電梯具有最遠(yuǎn)反向呼梯響應(yīng)功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

我們?cè)O(shè)計(jì)的四層電梯模型，基本上反映了電梯的結(jié)構(gòu)和使用功能，效果直觀，可操作性好；在該模型上采用了PLC控制，基本上可應(yīng)用于真實(shí)電梯中，因而在電梯工程實(shí)踐中，可基本脫離現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，事先編制出符合要求的控制軟件，以達(dá)到提高實(shí)際調(diào)試的成功率，運(yùn)行在不同的方式下，實(shí)現(xiàn)諸多操縱方式的模擬，克服了教學(xué)模型功能單一，僅以演示為目的的局限性，為教學(xué)和科研提供了較理想的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有實(shí)用和推廣價(jià)值。

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