可編程序控制器在四層電梯模型上的應用

王德華

【摘 要】本文介紹了四層教學電梯模型的結構特點、操作功能及PLC控制軟件的設計思想，提出具有一定推廣價值并適用于高層電梯控制程序設計的編程方法。

【關鍵詞】PLC；電梯；模塊化程序；遞推功能

0.引言

我們學院自1997年在廣東省第一個開辦電梯安裝維修專業(yè)以來，隨著新技術的應用和發(fā)展，教學的需要，我們自行設計、安裝一臺采用PLC控制的四層電梯教學模型。該設計既考慮實際電梯的操作功能，又兼顧了電梯教學演示的需要。

1.電梯模型的結構特點

（1）該模型為四層金屬支架結構，支架內安裝轎廂升降運動的“T”字鋼軌、配重升降運動的槽鋼導軌和各種檢測接近開關的基板，正表面安裝各層的呼叫按鈕及樓層指示數碼管的控制箱。

（2）該模型用一臺雙速交流電動機（變速比為24/6）作為拖動電機，電機拖動由減速器（變比為1/50）、絞輪、轎廂、配重構成的定滑輪組作升降運動，實現(xiàn)電梯的升降控制。

（3）每層樓廳設置了供乘客呼喚電梯的按鈕，顯示電梯停靠位置的七段數碼管和運行方向指示燈，基站安裝了消防開關和基站鎖。

（4）轎內呼叫控制箱，控制面板由進入轎廂的乘客控制，并具有下列特點：①顯示功能。包括：門廳呼叫顯示、運行方向顯示、電梯?？课恢蔑@示。②控制按鈕。包括：內呼選擇按鈕、直駛按鈕、檢修時慢上慢下按鈕、開關門按鈕。③選擇開關。包括：手動/自動選擇開關、檢修開關、消號開關、急停開關等等。

2.電梯模型的操作功能

（1）手動方式，主要用于有司機操作的電梯控制及電梯的維護檢修。

（2）自動方式，這是電梯的主要工作方式，具有下列功能：

1）廳外呼叫信號定向，電梯原地待命，根據廳外呼叫決定上行，還是下行。

2）順向呼叫截梯，逆向呼叫記憶。呼叫信號的方向與電梯運行方向一致時，電梯到層?？坎⑾枺艚行盘柕姆较蚺c電梯運行方向相反時，則先記憶這一呼叫信號，待反向運行時，電梯到層才平層消號。

3）最遠程逆向截梯。當門廳有兩個或兩個以上的逆向呼叫時，電梯運行過程中，則直接駛上最遠的逆向呼叫樓層?？坎⑾?，而非最遠的逆向呼叫則要待電梯反向運行時才響應。

4）反向招喚電梯，當電梯只有一個逆向呼叫時，則電梯響應這一呼叫信號，到達該層后平層消號。

5）轎內呼叫優(yōu)先于門廳呼叫。電梯轎廂內的乘客通過轎廂內操作面板選擇目標樓層號，系統(tǒng)在當前的行進方向一致的前提下，優(yōu)先廂內呼叫的選層要求。

3.PLC選型及I/O分配

電梯的邏輯控制由軟件完成，我們選用了日本三菱公司的FX2N系列的PLC，電梯模型控制輸入點為36點，輸出為24點，考慮到預留一定的I/O余量，進一步豐富電梯模型功能的需要，因此，選用FX2N-80MR型可編程序控制器。

（1）FX2N-80MR基本單元輸入繼電器編號為X0-X7，X10-X17，X20-X27，X30-X37，X40-X47，共40點；輸出繼電器編號為Y0-Y7，Y10-Y17，Y20-Y27，Y30-Y37，Y40-Y47，共40點。

（2）I/O地址分配表見表1，表2。

表1 FX2N-80MR輸入地址分配表

表2 FX2N-80MR輸出地址分配表

4.PLC控制軟件的設計

電梯電梯運行過程的PLC控制流程圖如圖1所示

圖1

電梯模型的PLC控制，從總體上看，具有隨機離散控制的特點。在梯形圖設計時，依據電梯工作中不同的工作過程，劃分成若干個功能模塊，構成模塊化程序。通過這樣的劃分，使梯形圖的結構更為清淅，可讀性更強，程序結構如圖2所示。由于整體程序結構較為復雜，因此，本文僅對2個重要的具有創(chuàng)意功能模塊梯形圖的設計方法進行說明。

圖2

4.1基站鎖控制程序模塊

梯形圖如圖3所示：

圖3

圖中觸點說明：X16為手動/自動轉換開關，X4為一樓平層開關，X26為基站鎖開關。功能說明：電梯控制系統(tǒng)的啟動： 當鑰匙開關置“開”（X26=ON）的位置時，（M51=ON，Y36=ON），接通控制系統(tǒng)主回路的電源，系統(tǒng)啟動，電梯門自動打開（Y35=ON），指示電梯位置的數碼管發(fā)光（基站顯示“1”，Y14、Y15=ON），電梯可以運行，電梯以何種工作方式運行（手動、自動、檢修），則由進入廂內的乘客自行選擇。電梯控制系統(tǒng)的關閉：只有當手動/自動轉換開關處于手動位置（X16=ON），消號開關閉合（X24=ON），轎廂在基站（X4=ON）的狀態(tài)時，鑰匙開關置“OFF” （X26=OFF），廳門、轎廂門自動關閉（Y40=ON），關門到位（X37=ON）后延時一定時間（時間可調），控制系統(tǒng)主回路電源斷開（Y36=OFF）后，才能使電梯處于關閉停車狀態(tài)。這樣就可以避免電梯正在運行時，基站有人擅自扭動鑰匙開關引起電梯斷電，乘客被困現(xiàn)象的發(fā)生，保證乘客的人身安全。

4.2電梯運行方向控制模塊

圖4

電梯有上升、下降二個運行方向，本文采用遞推的方法設置電梯運行方向信號標志。電梯運行到達該層平層后是否繼續(xù)前行，就要依據方向信號的輸出情況來決定。若方向輸出信號標志有輸出，則表明電梯到達該層（順向截梯平層）平層后繼續(xù)前行，反之，電梯到層后平層待命。以上行運動方向信號控制加以說明：圖4所示梯形圖中，當二樓有上呼信號時，電梯從一樓上升到二樓平層后，是否繼續(xù)向上前行，就依據M100是否保持輸出，如果運行方向標志有輸出，就說明電梯還需繼續(xù)上行，反之亦然。其余各層如此類推，從而實現(xiàn)電梯運行方向信號的控制。

5.結論

PLC控制的四層電梯教學模型，外觀結構、可視效果良好，能較好地滿足教學演示的要求，其控制軟件的設計也體現(xiàn)PLC功能豐富、編程和調試方便靈活的特點。電梯模型的研制成功，對改善電梯專業(yè)教學質量和PLC應用技術的開展起到一定的促進作用。

【參考文獻】

[1]姚融融，周小蓉，陸銘，袁正明編著.電梯原理及邏輯排故.西安電子科技大學出版社，2004，3.

[2]三菱可編程序控制器FX2N使用手冊.