自動(dòng)生產(chǎn)線兩層式升降電梯的自動(dòng)化設(shè)計(jì)

1、自動(dòng)生產(chǎn)線兩層式升降電梯的自動(dòng)化設(shè)計(jì)作者：崔天龍一、 前言隨著變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)的發(fā)展，工廠中的自動(dòng)化生產(chǎn)線也越來(lái)越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車間和場(chǎng)地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應(yīng)的物件提升裝置。以前在工廠中經(jīng)?？匆?jiàn)一些升降機(jī)械，這些升降機(jī)械很多由工頻電機(jī)直接帶動(dòng)運(yùn)行，電氣控制部分一般都很簡(jiǎn)單，多數(shù)采用人工手動(dòng)控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問(wèn)題，如啟動(dòng)停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)作不可靠，自動(dòng)化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無(wú)法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等?；谶@些問(wèn)題使得這些升降機(jī)械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國(guó)內(nèi)

2、這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無(wú)法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線配套使用，也無(wú)法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動(dòng)作方式和工作順序。應(yīng)用西門子S7-200 PLC和西門子MM420變頻器組成的升降電梯控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以完成對(duì)升降電梯自動(dòng)運(yùn)行的智能化控制和管理，可以根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)需要和具體工藝要求自動(dòng)調(diào)整升降方向和速度快慢。也可以在變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)將發(fā)生故障的電機(jī)切換到工頻狀態(tài)應(yīng)急工作，系統(tǒng)設(shè)有西門子TP170A觸摸屏，可以向工作人員提示設(shè)備的狀態(tài)和故障信息。整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，應(yīng)用范圍廣，可以在多個(gè)行業(yè)與國(guó)內(nèi)外各型生產(chǎn)線配套使用。二、自動(dòng)升降電梯機(jī)械系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)概述1 自動(dòng)升降電梯機(jī)械系統(tǒng)

3、的組成：自動(dòng)升降電梯的機(jī)械系統(tǒng)由電梯入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)，轎箱內(nèi)部吊籃傳輸機(jī)構(gòu)，轎箱升降機(jī)構(gòu)，電梯廳門安全機(jī)構(gòu)和升降電機(jī)安全抱閘機(jī)構(gòu)組成。電梯入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)用于將生產(chǎn)線上的產(chǎn)品向電梯內(nèi)或電梯外傳送。轎箱內(nèi)部吊籃傳送機(jī)構(gòu)用于將產(chǎn)品傳入或傳出轎箱。轎箱升降機(jī)構(gòu)用于提升電梯轎箱或下降電梯轎箱。電梯廳門安全機(jī)構(gòu)用于在電梯轎箱升降過(guò)程中關(guān)閉電梯井廳門入口，防止安全事故發(fā)生。升降電機(jī)安全抱閘機(jī)構(gòu)用于在電梯轎箱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)抱住升降電機(jī)主軸，防止電梯轎箱在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生上下滑動(dòng)，避免由此而產(chǎn)生的安全事故。2 自動(dòng)升降電梯的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成：自動(dòng)升降電梯的自動(dòng)控制系統(tǒng)由程序邏輯控制器PLC，外部光電傳感器，觸

4、摸屏，變頻驅(qū)動(dòng)器，聲光報(bào)警燈和檢修手動(dòng)盒等元?dú)饧M成。程序邏輯控制器PLC采集外部輸入點(diǎn)的輸入信號(hào)，如啟動(dòng)停止信號(hào)，各個(gè)光電傳感器的狀態(tài)信號(hào)，各限位開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)，人機(jī)界面上的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)邏輯判斷和運(yùn)算后輸出相應(yīng)輸出信號(hào)，控制電氣系統(tǒng)中的相應(yīng)交流接觸器和變頻器動(dòng)作。來(lái)完成將一層樓的產(chǎn)品自動(dòng)的轉(zhuǎn)移到另外一層樓的生產(chǎn)線上。3 自動(dòng)升降電梯的工作原理和控制要求：自動(dòng)升降電梯的工作狀態(tài)分為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和檢修操作狀態(tài)，兩個(gè)工作狀態(tài)相互獨(dú)立彼此分開(kāi)。當(dāng)升降電梯處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，要求檢修操作盒的所有按鈕無(wú)效，同樣當(dāng)設(shè)備處于檢修狀態(tài)下時(shí)要求來(lái)自系統(tǒng)外部的控制信號(hào)無(wú)效，此時(shí)系統(tǒng)只能通過(guò)檢修手動(dòng)盒點(diǎn)動(dòng)檢修。

5、在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)要求升降機(jī)能夠?qū)⒁粚訕堑漠a(chǎn)品自動(dòng)的傳送到另外一層樓的生產(chǎn)輸送帶上，并自動(dòng)返回到出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)工作周期。這個(gè)過(guò)程當(dāng)中要求PLC能根據(jù)外部生產(chǎn)線的速度自動(dòng)調(diào)節(jié)升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。要求升降機(jī)的轎箱能夠準(zhǔn)確平層，能夠判斷進(jìn)出口堵塞情況的發(fā)生，能夠自動(dòng)的連續(xù)點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)，以自動(dòng)消除進(jìn)出口的堵塞現(xiàn)象，減少不必要的停機(jī)發(fā)生。同時(shí)要求升降系統(tǒng)能夠多樓層多順序的傳送運(yùn)行，能根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整傳送方向。要求系統(tǒng)有可靠的安全保護(hù)，能避免設(shè)備安全事故的發(fā)生。要求設(shè)備具有應(yīng)急運(yùn)行功能，減少因設(shè)備故障造成的生產(chǎn)線停機(jī)。在操作上要求通過(guò)人機(jī)界面能夠方便地修改參數(shù)，記錄生產(chǎn)情況和報(bào)警信息，要求在觸摸屏上復(fù)位報(bào)警和點(diǎn)動(dòng)

6、功能。能夠設(shè)置管理人員密碼，能夠記錄生產(chǎn)批次和生產(chǎn)數(shù)量，具有歷史數(shù)據(jù)查詢功能。三、自動(dòng)升降電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 自動(dòng)升降電梯機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：自動(dòng)升降電梯的傳輸機(jī)構(gòu)分為入口輸送帶，出口輸送帶和電梯轎箱吊籃傳送帶。分別與各樓層的生產(chǎn)線輸送帶連接。圖11為：自動(dòng)升降電梯入口輸送帶與吊籃輸送帶和生產(chǎn)線輸送帶的組合。圖11其中電梯入口輸送帶采用工業(yè)輸送帶，生產(chǎn)線輸送帶采用皮帶式輸送帶，加置皮帶張緊裝置，入口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。電梯轎箱吊籃傳送帶采用鏈條傳動(dòng)多個(gè)金屬輸送輥組成的輥道式傳送帶，機(jī)械結(jié)構(gòu)牢靠，抗撞擊能力強(qiáng)，正反轉(zhuǎn)動(dòng)作可靠，其作用是連接電梯入口傳送帶或出口傳送帶。圖12為：電梯轎箱吊

7、籃內(nèi)送輥道式輸送帶示意圖。圖12圖13為：自動(dòng)升降電梯出口輸送帶與吊籃輸送帶和生產(chǎn)線輸送帶的組合。圖13其中電梯出口輸送帶采用工業(yè)輸送帶，生產(chǎn)線輸送帶采用皮帶式輸送帶，加置皮帶張緊裝置，出口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。而電梯轎箱吊籃內(nèi)送輥道式輸送帶則與電梯升降機(jī)構(gòu)組合，在各樓層之間上下運(yùn)動(dòng)，輸送貨物。圖14為：升降電梯的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)。對(duì)重裝置未畫出圖14升降電梯的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)由升降電機(jī)，電動(dòng)抱閘，鏈條和升降部分組成。圖15是電梯升降機(jī)構(gòu)與電梯井架的組合。對(duì)重裝置未畫出圖15在自動(dòng)升降電梯吊籃內(nèi)，吊籃輸送機(jī)構(gòu)與電梯升降機(jī)構(gòu)的組合如圖16所示。對(duì)重裝置未畫出圖16自動(dòng)電梯吊籃輸送機(jī)構(gòu)和1F入口傳送帶

8、的組合如圖17所示。對(duì)重裝置未畫出圖17自動(dòng)電梯吊籃輸送機(jī)構(gòu)和2F出口傳送帶的組合如圖18所示。對(duì)重裝置未畫出圖182 自動(dòng)升降電梯的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成：可以根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況，來(lái)設(shè)計(jì)上述各輸送帶和電梯升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率大小。本設(shè)計(jì)中采用電梯輸入口，電梯輸出口和吊籃電機(jī)都為0.75KW的三相交流鼠籠式電機(jī)，設(shè)計(jì)電梯升降機(jī)構(gòu)電機(jī)為1.5KW三相交流鼠籠式電機(jī)。各個(gè)電機(jī)功率可以根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)電梯入口，電梯出口和吊籃內(nèi)輸送帶電機(jī)時(shí)，要求將這三處的輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率設(shè)計(jì)為一樣大小。這樣設(shè)計(jì)的目的在于，因?yàn)樯惦娞菰谝欢侵g來(lái)回運(yùn)動(dòng)運(yùn)送產(chǎn)品，但一二樓的入口傳送帶和出口傳送帶的工作

9、狀態(tài)為二選一。即當(dāng)其中一個(gè)輸送帶的電機(jī)處于工作狀態(tài)下，另外一臺(tái)電機(jī)則處于停止的狀態(tài)。這樣就可以使用一臺(tái)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)樓層電梯入口或出口的輸送電機(jī)，以達(dá)到減少硬件設(shè)備的投入。吊籃內(nèi)輸送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率盡量選擇和電梯出入口輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)同等功率，這樣做的目的在于減少變頻器和輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)差別，方便設(shè)計(jì)，同時(shí)也方便安裝、調(diào)試和以后的設(shè)備檢修與維護(hù)。電梯升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率容量根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量、升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率和安全系數(shù)來(lái)確定。所有升降電梯上使用的變頻器選用西門子MM420系列通用型變頻器。升降電梯變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖21所示。PLC3#2#1#圖21圖21中

10、1、2和3為西門子MM420系列變頻器，、和分別為自動(dòng)升降電梯1樓入口輸送帶電機(jī)、二樓出口輸送帶電機(jī)、轎箱吊籃輸送帶電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)。PLC為西門子S7-200 226CPU，112為交流接觸器。所有的變頻器和交流接觸器工作狀態(tài)都由PLC集中控制完成，同時(shí)為了避免工頻正反轉(zhuǎn)輸出時(shí)發(fā)生短路事故，在工頻正反轉(zhuǎn)輸出的交流接觸器上實(shí)施電氣和機(jī)械互鎖的安全措施。為了避免變頻器輸出時(shí)和工頻輸出短接，或者為了避免1變頻器輸出時(shí)和電機(jī)同時(shí)的電，在各個(gè)交流接觸器之間加設(shè)電氣互鎖和必要得機(jī)械互鎖。當(dāng)升降電梯處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，當(dāng)電梯在1樓時(shí)由1變頻器向電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。當(dāng)電梯在二樓時(shí)由

11、1變頻器向電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。2變頻器向電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電梯在一樓時(shí)正轉(zhuǎn)，在二樓時(shí)反轉(zhuǎn)。3變頻器向電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電梯上升時(shí)正轉(zhuǎn)，下降時(shí)反轉(zhuǎn)。交流接觸器的的互鎖狀態(tài)如下：交流接觸器1、2機(jī)械電氣互鎖，交流接觸器3、4機(jī)械電氣互鎖，交流接觸器5、6機(jī)械電氣互鎖，交流接觸器8、9機(jī)械電氣互鎖，交流接觸器11、12機(jī)械電氣互鎖。同時(shí)交流接觸器組1、2和交流接觸器組3、6電氣互鎖，交流接觸器3、6電氣互鎖，交流接觸器4、5電氣互鎖，交流接觸器7和交流接觸器組8、9電氣互鎖，交流接觸器10和交流接觸器組11、12電氣互鎖。詳細(xì)的互鎖組合和互鎖意義如表21所示。第一組交流接觸

12、器第二組交流接觸器互鎖狀態(tài)注釋含義12機(jī)械電氣互鎖防止工頻正反轉(zhuǎn)短路二選一34機(jī)械電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通二選一56機(jī)械電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通二選一89機(jī)械電氣互鎖防止工頻正反轉(zhuǎn)短路二選一1112機(jī)械電氣互鎖防止工頻正反轉(zhuǎn)短路二選一1、23、6電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通四選一78、9電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通三選一1011、12電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通三選一36電氣互鎖防止變頻同時(shí)接通二選一45電氣互鎖防止工頻同時(shí)接通二選一表21圖21中交流接觸器1、2、4的組合目的為了當(dāng)1變頻器發(fā)生故障時(shí)或者設(shè)備處于檢修狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)工頻驅(qū)動(dòng)的方式應(yīng)急運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，而且保留了電機(jī)的正反轉(zhuǎn)功

13、能。同理交流接觸器1、2、6的組合，交流接觸器8、9的組合，交流接觸器11、12的組合目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)工頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)、和正反轉(zhuǎn)。3 自動(dòng)升降電梯自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成：自動(dòng)升降電梯的工作狀態(tài)分為自動(dòng)狀態(tài)和維修工作狀態(tài)，這兩種工作狀態(tài)互相獨(dú)立、彼此分開(kāi)，目的在于確保控制回路的輸出的唯一性，避免發(fā)生類似雙線圈輸出的情況，杜絕事故的發(fā)生。整個(gè)升降電梯自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成由核心控制元件PLC、空氣開(kāi)關(guān)、電機(jī)馬達(dá)開(kāi)關(guān)、交流接觸器、觸摸屏、開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈、報(bào)警器和外部光電傳感器等元部件組成。其中由面板旋鈕開(kāi)關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開(kāi)關(guān)選擇整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過(guò)狀態(tài)安全繼電器的得電或失電來(lái)區(qū)分自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)

14、行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)PLC的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，PLC輸出端子上無(wú)輸出電壓。馬達(dá)開(kāi)關(guān)作用為當(dāng)系統(tǒng)指令電機(jī)以工頻方式工作時(shí)，起到保護(hù)電機(jī)的作用。人機(jī)界面能夠方便操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備工作狀態(tài)，記錄生產(chǎn)產(chǎn)量和班產(chǎn)批次等歷史數(shù)據(jù)。報(bào)警燈由多級(jí)柱裝燈塔組成，不同顏色代表不同意義。設(shè)備外部設(shè)有多個(gè)光電傳感器，向PLC傳輸外部狀態(tài)信號(hào)，指示自動(dòng)電梯的工作狀態(tài)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的安全部分的緊急停止按鈕擁有最高的設(shè)備輸出中止權(quán)，即無(wú)論在手動(dòng)還是自動(dòng)狀態(tài)下，只要緊停按鈕被按下，設(shè)備都會(huì)立即停止任何動(dòng)作。電梯井除了在高處和低

15、處安裝了感應(yīng)電梯吊籃位置的光電傳感器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機(jī)械式的行程限位開(kāi)關(guān)，確保電梯轎箱不發(fā)生沖頂和撞底的事故。在1樓電梯進(jìn)口輸送帶和2樓電梯出口輸送帶上分別安裝有1個(gè)光電傳感器，用來(lái)檢測(cè)運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品。在轎箱吊籃內(nèi)輸送帶上安裝有2個(gè)光電傳感器，用來(lái)檢測(cè)運(yùn)輸產(chǎn)品的進(jìn)出情況。由于生產(chǎn)線的情況決定了在自動(dòng)升降電梯的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要設(shè)立主控制柜，和現(xiàn)場(chǎng)分控制箱。在主控制柜內(nèi)安裝所有空開(kāi)，馬達(dá)開(kāi)關(guān)，PLC，觸摸屏，塔式報(bào)警燈等元?dú)饧诂F(xiàn)場(chǎng)分控制箱上安裝自動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)停止旋鈕開(kāi)關(guān)。手動(dòng)檢修操作盒采用移動(dòng)式手持盒，所有手動(dòng)按鈕相互連鎖，并且都為點(diǎn)動(dòng)按鈕。圖31為主控制柜面板布置。鑰匙旋鈕開(kāi)

16、關(guān)圖31圖32為現(xiàn)場(chǎng)控制箱面板布置。圖32圖33為檢修點(diǎn)動(dòng)盒外觀圖。圖33圖34為主控制柜外觀圖。檢修控制盒插座圖34圖35為2樓現(xiàn)場(chǎng)分控制箱外觀檢修控制盒插座圖35四、自動(dòng)升降電梯自動(dòng)運(yùn)行工藝流程的設(shè)計(jì)1 自動(dòng)升降電梯的外部傳感器設(shè)置：如圖11和13所示，在電梯1樓入口傳送帶和電梯2樓出口傳送帶上，分別安裝有檢測(cè)產(chǎn)品的光電傳感器PS1、PS4。如圖12所示，在電梯轎箱內(nèi)吊籃輸送帶上安裝有兩個(gè)光電傳感器SP2、SP3。如圖17所示。在電梯井架機(jī)構(gòu)內(nèi)安裝有高位和低位光電傳感器SP5、SP6。2 自動(dòng)升降電梯的停止?fàn)顟B(tài)位：兩層式自動(dòng)升降電梯的工作停止?fàn)顟B(tài)位有兩個(gè)，分別為一樓停止位和二樓停止位。如圖

17、17和圖18所示。下面圖41為自動(dòng)電梯一樓停止位的局部放大圖。圖41圖42為自動(dòng)電梯2樓停止位的局部放大圖。圖423 自動(dòng)升降電梯自動(dòng)運(yùn)行步驟設(shè)計(jì)：自動(dòng)升降電梯將產(chǎn)品從一樓箱二樓輸送，在返回一樓。整個(gè)控制程序采用步進(jìn)控制編寫。具體步驟如下。1 第一步：1樓生產(chǎn)線使能，系統(tǒng)判斷吊籃位置（PS5/PS6），傳送第一件貨物進(jìn)入吊籃。同時(shí)傳送第二件貨物到1樓進(jìn)口輸送帶上等待下一傳送周期(PS1被第二件貨物擋住后停止前行)。（吊籃電機(jī)正轉(zhuǎn)）2 第二步：判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降（吊籃入口光電傳感器PS2是否由貨物擋住），向上舉升貨物至二樓。（升降電機(jī)正轉(zhuǎn)）3 第三步：判斷二樓出口輸送帶是否堵塞（PS4是否

18、被擋住）,向電梯外輸送貨物。（吊籃電機(jī)反轉(zhuǎn)）4 第四步：判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降（吊籃入口光電傳感器PS2是否由貨物擋住），向下返回1樓。（升降電機(jī)反轉(zhuǎn)）5 下一周期開(kāi)始！根據(jù)以上四步步進(jìn)控制順序設(shè)計(jì)PLC主要輸入輸出點(diǎn)如表31和表32所示。輸入點(diǎn)編號(hào)注釋I1.0自動(dòng)運(yùn)行I1.1檢修運(yùn)行I1.2系統(tǒng)啟動(dòng)I1.3系統(tǒng)停止I0.3緊急停止I0.41#變頻器故障I0.52#變頻器故障I0.63#變頻器故障I2.01樓入口光電傳感器PS1I2.1轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器PS2I2.2轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器PS3I2.32樓出口光電傳感器PS4I2.4電梯井高位傳感器PS5I2.5電梯井低位傳感器PS6I0.

19、7外部生產(chǎn)線使能PS0表31注：表中主要輸入點(diǎn)元?dú)饧趫D11、圖13和圖21中查找對(duì)應(yīng)。輸出點(diǎn)編號(hào)注釋Q0.01變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.11變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q0.32變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.42變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q0.63變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.73變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q1.1交流接觸器3工作Q1.2交流接觸器6工作Q1.3交流接觸器7工作Q1.4交流接觸器10工作Q1.5抱閘電磁鐵機(jī)構(gòu)松閘表32注：表中主要輸出點(diǎn)元?dú)饧趫D21中查找對(duì)應(yīng)。1、2、3變頻器輸出方式與交流接觸器3、6、7、10的組合對(duì)應(yīng)電機(jī)、的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如表33所示。輸出點(diǎn)組合注釋Q0.0、Q1.11樓輸送帶電機(jī)正轉(zhuǎn)（電機(jī)）Q0.3 、Q1.3吊籃電機(jī)正

20、轉(zhuǎn)（電機(jī)）Q0.6 、Q1.4升降電機(jī)正轉(zhuǎn)（電機(jī)）Q0.1、Q1.22樓輸送帶電機(jī)反轉(zhuǎn)（電機(jī)）Q0.4 、Q1.3吊籃電機(jī)反轉(zhuǎn)（電機(jī)）Q0.7、Q1.4升降電機(jī)反轉(zhuǎn)（電機(jī)）表33在步進(jìn)順序的設(shè)計(jì)上，為了避免因?yàn)檎`擋光電傳感器而發(fā)生設(shè)備誤動(dòng)作，應(yīng)該選擇西門子S7-200 PLC中專門的順控繼電器S來(lái)編寫升降電梯的步進(jìn)程序。步進(jìn)程序主要步驟如下圖43所示。圖43步進(jìn)程序主要步驟程序編寫如下圖44所示。圖44注：這里為了能使表達(dá)更為清楚，步進(jìn)順序間的轉(zhuǎn)換沒(méi)有加時(shí)間延時(shí)。在實(shí)際程序編寫中為了使設(shè)備在轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)更加平穩(wěn)，應(yīng)該注意步進(jìn)轉(zhuǎn)換之間的時(shí)間延時(shí)。其語(yǔ)句為：LD M1.0 A M2.0 A 0.7

21、AN 2.0 OUT Q0.0 OUT Q0.14 升降電梯精確平層的電氣控制設(shè)計(jì)：如圖41和圖42所示，升降電梯吊籃和一樓傳送帶和二樓傳送帶的平層控制上，采用了電梯井高位傳感器PS5和低位傳感器PS6來(lái)控制轎箱的停止（參見(jiàn)圖44升降電機(jī)正轉(zhuǎn)/升降電機(jī)反轉(zhuǎn)）。這里存在一個(gè)問(wèn)題，如果電梯井高位傳感器PS5和電梯井低位傳感器PS6在升降電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生誤動(dòng)作。或者由于光電傳感器的老化、輸出滯后或是由于PLC輸入響應(yīng)滯后等問(wèn)題會(huì)造成電梯轎箱吊籃停止位置的偏差積累。即吊籃在電梯運(yùn)行一段時(shí)間后其停止位置會(huì)越來(lái)越高或者越來(lái)越低，甚至有可能發(fā)生電梯轎箱沖頂或者撞底事故的發(fā)生。為了解決這個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)在程序中加入高

22、速脈沖計(jì)數(shù)，使用計(jì)數(shù)器來(lái)準(zhǔn)確判斷電梯轎箱的停止位。在硬件配置上需要在升降電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上加配旋轉(zhuǎn)編碼器，如圖45和圖46所示。圖45SIEMENS電機(jī)OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器圖46內(nèi)容說(shuō)明特征旋轉(zhuǎn)編碼器增量型單相高速計(jì)數(shù)器HSC0外部方向控制單相計(jì)數(shù)/運(yùn)行模式4I0.0脈沖計(jì)數(shù)/I0.1方向/I0.2復(fù)位控制字SM37B11111000或16F8初始值SMD380預(yù)制值SMD42根據(jù)一二樓之間距離定表34在程序中通過(guò)調(diào)用中斷號(hào)為12的中斷子程序來(lái)使升降電機(jī)停止正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以達(dá)到轎箱精確平層的目的。在高速計(jì)數(shù)器和旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇和配置上可以靈活掌握，在外部輸入點(diǎn)數(shù)量緊張的情況下，可以采用高速計(jì)數(shù)器內(nèi)部

23、方向控制來(lái)完成增減計(jì)數(shù)。也可以不用增減計(jì)數(shù)，直接在程序中步進(jìn)轉(zhuǎn)換時(shí)復(fù)位高速計(jì)數(shù)器來(lái)完成升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。5 對(duì)升降機(jī)構(gòu)電磁機(jī)械安全抱閘的控制設(shè)計(jì)：升降機(jī)構(gòu)的電磁安全抱閘機(jī)構(gòu)如圖45所示，其工作原理為當(dāng)升降電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)時(shí)電磁抱閘電磁鐵得電松開(kāi)抱閘，使得電梯轎箱可以上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)升降電梯轎箱停止升降時(shí)，抱閘電磁鐵失電抱住升降機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸，固定轎箱防止轎箱向下滑落。電磁鐵設(shè)計(jì)為失電抱住轉(zhuǎn)軸，防止因?yàn)橥ｋ娀蚣蓖０聪聲r(shí)轎箱向下滑落。在抱閘機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上應(yīng)注意足夠的機(jī)械強(qiáng)度和較大的安全系數(shù)。五、自動(dòng)升降電梯安全運(yùn)行的設(shè)計(jì)為了使電梯安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)上必須注意，緊急停止按鈕具有最高級(jí)別的中止功能，通過(guò)安

24、全繼電器的失電態(tài)來(lái)強(qiáng)制斷開(kāi)PLC的所有輸出電源和手動(dòng)檢修盒的控制電源。圖51通過(guò)圖51可以了解到使用安全繼電器ZJ1的失電態(tài)常開(kāi)觸點(diǎn)，可以使得PLC及所有控制輸出電源失去電能。在程序編寫上，通過(guò)緊停按鈕輸入I0.3調(diào)用該點(diǎn)的中斷事件6，快速斷開(kāi)程序中的所有輸出。這樣的雙重保護(hù)確保萬(wàn)無(wú)一失。在安全設(shè)計(jì)上要增加電梯廳門保護(hù)，即如果廳門未關(guān)好，升降機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，如果廳門未打開(kāi)，吊籃輸送裝置不動(dòng)作。這些保護(hù)在程序中添加到每個(gè)步驟中即可，在硬件上可以增加行程限位開(kāi)關(guān)，包括升降機(jī)構(gòu)的上下限位行程開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)和檢修狀態(tài)中只可以二選一，即兩者的控制電源互相獨(dú)立分開(kāi)。手動(dòng)檢修按鈕間互相互鎖，以保證檢修運(yùn)行時(shí)設(shè)備動(dòng)

25、作的唯一性。如圖52所示為手動(dòng)檢修按鈕間的互鎖。圖52六、自動(dòng)升降電梯的設(shè)計(jì)特點(diǎn)在自動(dòng)升降電梯的設(shè)計(jì)中充分考慮了與自動(dòng)化生產(chǎn)線配套的特點(diǎn)，確保安全的設(shè)計(jì)前提，配置了變頻/工頻可選的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)可以由PLC將故障處電機(jī)轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行。在向電梯轎箱吊籃內(nèi)輸送產(chǎn)品物件和向外輸出產(chǎn)品物件時(shí)，可以通過(guò)PLC智能化判斷進(jìn)出口擁堵情況，可以在步進(jìn)主程序中添加自動(dòng)正反轉(zhuǎn)進(jìn)出口電機(jī)程序，這樣可以在生產(chǎn)過(guò)程中減少不必要的停機(jī)次數(shù)，也減少認(rèn)為干預(yù)的次數(shù)，整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度很高。同時(shí)由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變頻和工頻正反轉(zhuǎn)冗余設(shè)計(jì)，可以使得系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)需要將產(chǎn)品從一樓運(yùn)向二樓，也可以把產(chǎn)品從二樓運(yùn)向一樓。

26、在PLC選型上采用西門子S7-200 CPU226，其強(qiáng)大的功能和良好的擴(kuò)展性能，使得自動(dòng)升降電梯可以實(shí)現(xiàn)兩層以上的樓層擴(kuò)展。在硬件上只需要擴(kuò)展PLC模塊和增加交流接觸器的數(shù)量，外部安全元?dú)饧?，和外部感?yīng)元件等即可，不需要增加變頻器數(shù)量。步進(jìn)程序的擴(kuò)展也很方便。工藝流程和樓層增減可以在西門子PLC中完成生產(chǎn)配方，極為方便地完成與多樓層，多種生產(chǎn)工藝配套。強(qiáng)大的通訊功能，設(shè)計(jì)中選用了西門子S7-200 226 PLC，其強(qiáng)大的通訊功能，能使得自動(dòng)電梯設(shè)備可以與生產(chǎn)線設(shè)備很容易地成為一個(gè)整體，成為自動(dòng)化生產(chǎn)線地有機(jī)的一部分。包括變頻器地速度給定，自動(dòng)運(yùn)行，故障時(shí)請(qǐng)求生產(chǎn)線減速或停機(jī)等等功能。人性化地設(shè)計(jì)，設(shè)備采用了TP170A西門子彩色觸摸屏,全中文顯示，方便操作和設(shè)備維護(hù)。強(qiáng)大的后臺(tái)管理功能，可以記錄生產(chǎn)情況和故障情況。七、自動(dòng)升降電梯的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1 安全事項(xiàng)，設(shè)計(jì)始終要把安全放在第一位，這是對(duì)每一個(gè)客戶、每一位有可能接近或接觸到設(shè)備人員的不可推卸的終身責(zé)任。在程序中要注意使用相應(yīng)的中斷處理和相應(yīng)的電器連鎖，在硬件上要采取機(jī)械互鎖、機(jī)械限位、電氣聯(lián)動(dòng)、外部傳感器、安全繼電器等措施和元件來(lái)完成安全設(shè)計(jì)。安全始終貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)，如果一個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)的再精巧，卻存在安全隱患，那設(shè)計(jì)人員難辭其咎。2 智能化的設(shè)計(jì)，自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)要求具有相應(yīng)的智能