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软件工程论文：电梯PLC控制应用系统设计

来源：985论文网添加时间：2020-06-03 15:19

电梯PLC控制应用系统设计

摘要

计算机辅助控制系统设计，利用计算机帮助工程师设计，建模和模拟控制系统；计算机控制系统，即用计算机代替传统的模拟控制器，使之成为控制系统的一部分。由此可见，计算机控制系统的结构设计不仅要分析与连续系统相关的控制理论，还要参考特殊的理论进行研究。电梯是一种常见的运输设备，其行走方向垂直，也是高层建筑中的关键运输设备。使用电力驱动汽车，并将其垂直提升在内部导轨上。电梯可以承载人和货物，这对人们的生活有很大的影响。本文主要分析了电梯控制系统需求方案设计，分析了电梯控制系统总体设计，分析了电梯控制系统实现与测试。

关键词：PLC；电梯控制；电梯运行

引言

近年来，我国经济发展相对较好。电梯作为建筑中的垂直交通工具，与我们的生活息息相关。传统的电梯曳引电动机采用接触器控制，其存在电气元件复杂，电气故障多，功能差，可靠性低，使用寿命短等缺陷。PLC是一种为工业环境服务的电子设备，是以数字操作为支撑的。鉴于各种优点，PLC控制电梯已逐渐禁止继电器控制。由于PLC控制的准确性和效率，既能适应乘客的舒适性，保证精度的平衡，又能节省能源、能源，降低运行成本。因此，PLC控制技术无疑成为电梯行业的热点。

1 电梯控制系统需求方案设计

1.1电梯的构造分析

电梯主要用于承载人或物，配重可以调节电梯电机负载本身的特性，提高电梯运行的安全性。图1-1显示电梯驱动系统的结构。在钢丝绳两端，分配小车或配重系统，钢丝绳悬挂在曳引轮上移动。这是电梯正常运行的有效通道。小车和配重在轴上匀速运行。在不同的楼层，提升机的设计是为了在不同楼层的车站呼叫电梯。梯箱一般安装在离地面1m以外的厅门上。基站与顶站之间只设置一个按钮，而中间站上设计上下独立呼叫按钮。同时在电梯井道的上下两端设置缓冲装置。前者用来冲顶，后者用来蹲底，使电梯平稳运行。轿厢内自动门控制器主要控制电梯门的开启和关闭。电梯门有两种，可以对电梯给出具体的操作说明。显示屏设有并可照亮存储器指示灯)，还包括急停按钮，控制开关，风扇，钥匙开关等。

1.2电梯控制信号响应要求分析

1.如果电梯在同一时间内接收到多个不同的信号，将根据第一个信号调整运行方向，首先调用电梯本身的运行方向；在完成该方向的任务后，将转向下一个运行方向。

2.开始低速运行，直至达到停止点。到达停止层后，电机M1也将启动反向控制，实现自动开门。在这种情况下，大厅内的乘客也可以顺利地乘坐汽车，大厅外的乘客可以移动。如果乘客按下汽车中的SB2按钮，大厅将自动关闭17。如图1-2电梯控制系统流程图所示。

1.3电梯的控制要求分析

每一位在轿厢内，在大堂等候的乘客都应知道电梯的当前位置。因此，电梯位置显示装置分别设置在轿厢和厅内，使乘客了解电梯的运行楼层。除上述外，电梯运行还必须控制位置信号，以适应制动和停车等不同的控制目的。位置信号通常由轴中的磁传感器提供。如果传感器正常插入轿厢磁隔离板，位置信号显示，地板指示也会立即显示。此时，司机或乘客可以按下汽车中的楼层选择按钮来选择他们想要到达的楼层，这就是内部选择信号。如果按钮成功按下，系统将立即记住信号，同时照亮指示灯。大厅外等待电梯的人也可以按下上下按钮，这是一个外部呼叫信号。这种信号也需要记住。同时大厅内的上下指示灯点亮。符合要求的信号也会自动消除。在自动运行的情况下，乘客可以根据内部选择或外部呼叫信号确定电梯的方向和停在哪个车站。通常，电梯按照先上后下的原则，按顺序分配乘客。在明确运行方向后，中间的任何反向呼叫都不会得到满足，电梯只会在到达该方向的终点后决定返回第四点。控制系统详细结构图如图1-3所示。

2 电梯控制系统总体设计

2.1电路硬件部分设计

2.1.1基本电路设计

1.拖动电路设计

设计电路选择驱动电路和交流双速电梯。其中M3代表高速运行接触器，km4代表低速运行接触器，RL和R2是定子电路上产生的电阻。通过在m3和kms-km8之间传输，可以控制电机的加速和减速。

（1）当KM1或km2接通电源并与KM3连接时，电梯可以启动或关闭。如果有延迟，可以打开和关闭KMS的电源，RL，L1可以短路，这时，电梯上或下。

（2）在电梯收到系统发出的停止命令后，KM3将立即关闭和释放，而KM4可以分别打开和关闭，延迟到KM6、KM7和KM8，并控制制动过程的整体强度以提高乘客的舒适性。

（3）当达到水平位置时，如果切断电源，接触器将完全放电。此时，如果刹车锁定，电梯将完全停止。

（4）在维修期间，电梯只能在低速连接下运行。详细的牵引电路设计如下图2-1所示。

图2-1 电梯拖动电路

2.开关门安全运行电路

所有电机都是单独激励的直流电机。无论是km9还是km10都可以控制它们的正旋转和负旋转。

（1）KM9连接后，电阻R2可以与电枢并联。此时，电流可以从电枢的左端缓慢地流向右端，电机开始向前旋转以执行断开动作。在SQ8被按下后，部分R2成功短路，然后可以打开门进行速度调整（减速）。

（2）KM10通电后，电阻R2可以与电机电枢并联。此时，电流将从电枢的右端逐渐流向左端，电机必须开始反转。在sq9被按下后，R3部分也可以被短路以完成关闭速度调整的命令。

（3）当电梯上下工作时，必须打开保持制动YB，并立即给线圈供电。当停止操作时，锁闸必须完全锁定，线圈必须通电。因此，我们可以选择KM1和KM2来控制制动线圈YB的通电和断电。

串联连接所有厅门和轿厢门开关(sq11-sq18)，并控制门锁继电器KA1，以确保在控制电梯正常运行之前关闭不同楼层之间的门。它不仅节省了PLC的输入端口，而且给维护带来了各种便利。

（5）串联连接安全门开关SQ1、限速开关SQ3、安全钳SQ2、汽车紧急停止开关SQ4(包括上下停止开关(SQ19或SQ20)和梯形键开关SA2)，建立安全回路，同时控制继电器ka2，利用ka2对操作口进行触电控制。在ka2成功上电后，PLC可以正常运行。它不仅减少了PLC的输入端口，而且适用于紧急情况下的停止操作。电梯门开闭安全操作回路详细设计见下图2-2所示。

图2-2 电梯开关门安全运行电路

2.1.2电路输入设计

在操作车上，不同的电梯楼层设置各自的楼层选择按钮。七楼专为七楼设计，开闭所操作室需要两个输入。为保证乘客的安全，未正确关门电梯不允许启动。对于设置在车门或厅门处的开关，必须选择限位开关，这需要总共2个输入。为避免在车顶上打孔或蹲位，上下方向必须设置限位，开关输入点总数为13个。传感器应安装在提升机的不同电梯楼层，以了解轿厢的实际楼层。因此，每层必须配备1个传感器，共计7个传感器。为了保证小车能够在压下来的楼层数中对称停放，我们还在小车上加载了两个不同的传感器，即上传感器和下传感器，来感知小车是否停放。如果停止层更精确，两个传感器可以平滑连接，可以选择9个输入点。在实际呼叫中，除顶层和底层外，其他楼层均设有两个不同的呼叫按钮。七楼电梯设计12个按钮。当轿厢无命令运行停止时，必须选择基站输入点，仍有多个不同的输入点，如门锁，维护，自动或上下启动，共计6分。由上图可以看出，输入端点总数为40个。系统电气元件见下表2-1。

表2-1 电梯电器元器件表

1.输入设备的确定

在手术车上，不同的电梯楼层需要设计自己的楼层选择按钮。七楼专为七楼设计，开闭所操作室需要两个输入。为保证乘客的安全，未正确关门电梯不允许启动。对于设置在车门或厅门处的开关，必须选择限位开关，这需要总共2个输入。为避免在车顶上打孔或蹲位，上下方向必须设置限位，开关输入点总数为13个。传感器应安装在提升机的不同电梯楼层，以了解轿厢的实际楼层。因此，每层必须配备1个传感器，共计7个传感器。为了保证小车能够在压下来的楼层数中对称停放，我们还在小车上加载了两个不同的传感器，即上传感器和下传感器，来感知小车是否停放。如果停止层更精确，两个传感器可以平滑连接，可以选择9个输入点。除顶层和底层外，其他楼层均设有两个不同的呼叫按钮。7层电梯，12个按钮，当轿厢无命令运行停止时，必须选择基站输入点，仍有多个不同的输入点，如门锁，维护，自动或上下启动，共计6分。由上图可以看出，输入端点总数为40个。具体PLC控制输入表见下表2-2。

表2-2 PLC控制输入表

2.输出设备的确定

以控制电梯的具体上下方向(即电机本身的前进和后退方向)，必须有两个输出点。为了控制电梯的高，低速，需要多出两个输出点。为了控制加速或三级制动减速，需要四个输出。为了控制门接触器，必须设计两点输出。地面指标必须要求7分输出；电梯运行中的上下指标也需要2分输出。七楼有12个内存指标，而七楼选择的内存指标主要覆盖7个，输出部分必须引入38个输出点。具体PLC控制输出表见下表2-3。

表2-3 PLC控制输出表

2.2系统门控程序设计

2.2.1开门程序控制设计

在投入使用前，打开门后，可以插入钥匙将梯子直接切换到SA2中，旋转到梯子打开的位置，然后中间继电器KA2也可以接通和关闭。其活动触点ka2（1-2）必须完全闭合，并与PLC电源连接，保证PLC的正常运行。检修电梯时，门的开启和关闭代表手动控制，开门按钮SB2可开启和关闭门窗。电梯正常运行时，可按步骤停车开门。停机期间，电梯可重新开启。关门时，如有人不小心夹到，必须重新开门。电梯上升到层站后，如果没有乘客选择使用，将暂时停在层站。如果乘客在这一层的车站呼叫，电梯将尽快打开，以满足客户的需求。如果有人在其他楼层的车站呼叫电梯，电梯将开始定位并打开操作模式。进入呼叫级站，执行命令开门。在这种情况下，门的打开实际上是按照停止地板处理的。在自动运行的情况下，可以打开M10.2的电源，并且可以断开M10.2的动断触点，从而无法打开M10.0的电源，因此不能打开Q1.0的电源，而KM9不能供电，也不能打开门。详细方案实施流程图，如图所示方案实施代码。

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