PLC在電梯教學模型控制系統中的應用

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工業(yè)自 DOI 10 3969 j issn 1009 9492 2012 11 013 PLC在電梯教學模型控制系統中的應用 殷勤 潘斌 中山職業(yè)技術學院 廣東中山828404 摘要 選用三菱FX2N一64MR D型PLC 將一臺4層站教學用電梯模型作為控制對象 設計該電梯的電氣控制系統 根據電梯 的運行及控制要求 詳述了可編程控制器在電梯控制系統中的硬件組成和軟件設計方法 關鍵詞 PI C 電梯 控制系統 中圖分類號 TP273 文獻標識碼 B 文章編號 1009 9492f2012 11 0049 04 Research on Elevator Model for Teaching Purpose Control System Applied of PLC YIN Oin PAN Bin 1 Dept of Mechanical and Electrical Engineering Zhongshan Polytechnic Zh0ngshan528404 China Abstract The application of FX2N 64MR D series PI C designed tile four story elevator control system Based 0Il the actual operation and the control requirements of elevator introduced the hardware and the software design method of the control system using PLC contro1 er Key words PLC elevator model control system 0引言 目前大部分高校都需要PLC教學實驗平 臺 以加強學生理論聯系實際的能力 為此設 計了一種四層PLC控制的電梯教學模型 本文 詳細闡述了該電梯模型控制系統的硬件構成 以及軟件實現的流程 該模型將PLC與變頻器 等控制技術結合起來用于電梯控制系統中 通 過完成電梯控制系統各模塊的程序設計 可幫 助了解和掌握電梯的結構及電梯控制原理 提 高電梯電氣故障檢修與排除的能力 1電梯模型的PLG控制系統 四層四站電梯模型的電氣控制系統 主要是 指對電梯曳引機和門機的啟動 停止 運行方向 的控制 以及對每層站顯示 層站召喚 轎內指 令 安全保護等指令信號進行管理 電梯控制系統的功能與性能直接決定著電梯 的自動化程度和運行性能 可編程序控制器 PLC 是以微處理器為核心的工業(yè)控制器 它的 基本結構由CPU 輸入輸出 I 0 模塊 存儲 器 編程器等組成 它應用于電梯控制系統具有 以下特點 1 編程方便 易懂好學 2 抗干擾 能力強 可靠性高 3 構成應用系統靈活簡便 4 安裝維護方便等 1 1電梯模型對控制系統的要求 電梯控制系統主要由以下幾個部分組成 轎 內操縱箱模塊 控制柜模塊 召喚盒模塊 層站 位置顯示裝置 平停層裝置 換速 平層裝置 端站強迫換速開關 限位開關和端站極限位置保 護開關 選層器 井道底坑檢修箱 轎頂檢修 箱 機房電源箱等 因此 為了與真實電梯控制系統相接近 該 模型電梯在各層設上 下呼梯按鈕 設有內指令 按鈕 開 關門按鈕 該模型電梯設有方向指示 燈 電梯當前層信號指示燈 手動伯動檢修開 關 檢修上行 下行按鈕 轎門開 關到位開關 風 扇及照明開關 限速器 門安全觸板 急停 上 下限位 警鈴安全開關 如圖1所示 該模型電梯的總體控制要求如下 開始時 收稿日期 2012 05 16 l I 49 I l j I 一一 J 自動化 圖1 四層四站電梯模型 電梯自動運行至基站 當有內呼梯信號到來時 電梯響應該呼梯信號 到達該樓層時 電梯停止 Y Nl 電梯在2樓 F 電梯在3樓 執(zhí)行上行程序 堡 蘭 樓有信號 廣1 執(zhí)1J 任廳 l N 停止 4樓有信號 執(zhí)行上行程序 停止I 釜墨 二 IN 停止 運行 電梯門打開 延時后自動關門 當有外呼 梯信號到來時 電梯響應該外呼信號 到達該樓 層時 電梯停止運行 電梯門打開 延時后自動 關門 當電梯完成全部順向指令后 應能自動換 向 應答相反方向的信號 在電梯運行過程中 電梯上升 或下降 途中 任何反方向下降 或 上升 的外呼梯信號均不響應 電梯具有最遠反 向外呼梯響應功能 電梯未平層或電梯運行時 開門按鈕和關門按鈕均不起作用 平層且電梯停 止運行后 電梯門自動打開 按關門按鈕電梯門 關閉 電梯總體控制結構框圖如圖2所示 1 2 PLC的選擇及l(fā) O口分配 根據該四層四站電梯模型的總體控制要求 根據表1計算出I O點數及輸出點數 并考慮總點 上電 初始化 I 電梯復位 二二 平層開關有信號 嗎 執(zhí)行 行流程與下行流 穗相反 樓平 有信號 3樓停 調開 門程 嗎 l l l I 序 樓平辰 有信號 2樓停 調開 門程 嗎 l l l I 厚 竺蘭 竺蘭 二 蘭 壁 復位等待 l 圖2 電梯模型控制系統總體結構框圖 I l 50 I I 一所一一層一一層一 一所一一層一一層一 T 殷 勤 等 PLC在電梯教學模型控制系統中的應用 工業(yè)自 數留有余量 因此選用三菱FX2N一64MR D型 PLC 即32點輸入和32點輸出 共64點 同時列 出了I O及內部輔助繼電器等的地址分配表 如表 1所示 以便進行梯形圖的設計 表1 四層四站電梯模型PLC的I 0信號分配 輸入裝置 輸入繼電器 輸出裝置 輸出繼電器 SB101一僂內指令 x0 HL101 Y0 SB102 樓內指令 xl HL102 Y1 SB103 樓內指令 x2 HL103 Y2 SB104四樓內指令 x3 HL104 Y3 SB201一樓上外呼X4 HL201 Y4 SB202二樓上外呼X5 HL202 Y5 SB302二樓下外呼X6 HL302 Y6 SB203三樓上外呼X7 HL203 Y7 SB303三樓下外呼X10 HL303 Y10 SB304四樓下外呼X11 HL304 Y11 SQ4Ol一樓感應器x12 HL1ll Yl2 SQ4O2 樓感應器x13 HL2l1 Yl3 SQ4O3三樓感應器x14 多段速指令1 YI4 SQ4O4四樓感應器x15 多段速指令2 YI5 SB171慢上按鈕XI6 正轉運行 停止 YI6 SB18 1慢下按鈕XI7 反轉運行 停止 Y17 SA41 1轎頂檢修開關X20 HL5O1 Y20 上限位開關X21 HL502 Y21 下限位開關X22 HIJ503 Y22 門鎖開關x23 HL5O4 Y23 直駛開關X24 KM1 Y24 開門按鈕SB82 X27 KM2 Y25 關門按鈕SB83 X30 KM3 Y26 轎門開到位開關SA822 X31 KM4 Y27 轎 關到位開關SA833 X32 KM5 Y3O 門觸板SA851 SA852 X33 KA82 Y31 超載開關X34 KA83 Y32 圖3是FX2N一64MR型PLC的基本單元外形 基本單元由內部電源 內部CPU 內部輸入輸出 接口及程序存儲器 RAM 組成 其中動作指示 燈1有5個 分別為P0WER一電源指示燈 RuN一運行指示燈 BATT V一電池電壓下降指示 燈 PROG E一程序出錯指示閃爍燈及CPU E CPU出錯指示燈 1 動作指示燈2 DIN導軌裝卸 子3 輸 動作指示燈 4 輸出用裝卸式端子5 夕 圍設備接線插座蓋板6 面板 蓋7 電源 輔助電源 輸入信號用裝卸式端子8 輸 入指示燈9 安裝孔 4個 10 擴展設備接線插座板 圖3 FX2N一64MR基本單元外形圖 1 3 I O接口電路的設計 I O電路表示PLC與操縱箱 井道以及控制柜 其他電器問的連接 根據輸入信號的作用和輸出 類型進行I O口的地址分配 將重要的開關 觸點 輸入信號排列在前面 負載電壓類型和等級相同 的輸出合為一組 利用同一公共輸出點 為減少系統的輸入點 軟件設計時根據不同 的控制功能 盡量采用模塊化設計 具體模塊可 分為 內指令模塊 外呼模塊 指層模塊 安全 電路模塊 開關門模塊等 模塊間不是完全獨 立 由于PLC采用循環(huán)掃描方式 要注意各指令 間和模塊間的時序關系 以保證程序按設計功能 運行 將廳 轎門鎖開關 不同處位的檢修開關 只做一個點輸入 將作用相同的開關并聯輸入 PLC 如開門按鈕和安全觸板開關 分配地址 后 畫出I O接口線路圖如圖4所示 1 4電梯模型PLC控制系統的軟件設計 利用PLC指令 根據模塊化設計思想 完成 各控制功能的梯形圖設計 包括 1 內指令信 號控制電路I O地址分配圖和梯形圖 2 廳召 喚控制電路I O地址分配圖和梯形圖 3 層樓 控制電路I O地址分配圖和梯形圖 4 自動定 一 門安 門安 K 圖4 I O接口電路的硬件接線圖 向控制電路I 0地址分配圖和梯形圖 5 開關 門控制電路I 0地址分配圖和梯形圖 6 指令 專用 超載警鈴電路I 0地址分配圖和梯形圖 2結束語 設計出了滿足四層電梯模型控制要求的PLC 控制系統 能實現電梯廳外呼叫 轎箱內選層 樓層及方向指示 開關門 轎廂井道內的上下平 層 檢修上下行 電梯上下限位開關 門安全觸 板開關 急停開關 其他安全保護開關等功能 該控制系統適用于四層電梯的控制 為PLC的教 學實訓 畢業(yè)設計提供了控制對象 進一步強化 學生的實際工程意識 在功能上該系統有良好的 擴展性 能進行I 0口的擴展 將來經過適當的 修改和擴展 可適用于更高層的電梯模型 也可 以增加通信的接口 實現多梯并聯集選控制 達 到高效運送貨物和乘客的目的 參考文獻 1 劉寧芬 電梯控制技術 Z 中山職業(yè)技術學院 2009 第一作者簡介 殷勤 男 1981年生 廣西柳州人 碩 士 講師 研究領域 電梯結構分析及數值計算 已發(fā)表 論文8篇 g L 移7匆 0 l 0 麓0 一 I j 9 I 1 l 1 一一 I 1