基于PLC的雙速電機(jī)電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的雙速電機(jī)電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電梯系統(tǒng)的總體控制方案電梯是現(xiàn)代高層建筑中必不可少的起重運(yùn)輸設(shè)備，本設(shè)計(jì)是采用PLC控制實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行中的各項(xiàng)控制要求。壓縮模型是一個(gè)五層的客貨兩用電梯，采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)動(dòng)力源，通過(guò)交流伺服電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)轎廂的上下運(yùn)行。每一樓層均設(shè)有平層開(kāi)關(guān)、上下行喚起信號(hào)按鈕并設(shè)置有轎廂沖頂、沖底保護(hù)行程開(kāi)關(guān)。運(yùn)行中，轎廂開(kāi)門(mén)，關(guān)門(mén)狀態(tài)有不同的LED顯示并采用七段LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)樓層顯示。電梯模型與主控制器之間采用接插件連接。電梯運(yùn)行狀態(tài)由三檔位鑰匙開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，有司機(jī)，無(wú)司機(jī)或檢修選擇并能按下消防按鈕使電梯進(jìn)入消防狀態(tài)。整個(gè)電梯運(yùn)行程序可分為以下幾個(gè)階段：確定運(yùn)行狀態(tài)確定運(yùn)行方向自動(dòng)關(guān)門(mén)起動(dòng)運(yùn)行停站自動(dòng)開(kāi)門(mén)本設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)的要求如下：有司機(jī)，無(wú)司機(jī)或檢修工作狀態(tài)的要求以上三種狀態(tài)可以通過(guò)三位鑰匙開(kāi)關(guān)選擇以實(shí)現(xiàn)各自的控制要求。其主要區(qū)別是在有司機(jī)工作狀態(tài)下通過(guò)上、下行啟動(dòng)按鈕來(lái)控制電梯。而在無(wú)司機(jī)狀態(tài)下電梯開(kāi)門(mén)后約4—6s自動(dòng)開(kāi)門(mén)，無(wú)需按鈕動(dòng)作。在檢修狀態(tài)可以通過(guò)按鈕實(shí)現(xiàn)電動(dòng)開(kāi)、關(guān)門(mén)。按下帶鎖消防按鈕，電梯進(jìn)入消防工作狀態(tài)。按下超載保護(hù)按鈕或緊停按鈕電梯便進(jìn)入超載保護(hù)狀態(tài)或啟用急停保護(hù)功能。自動(dòng)定向要求在有、無(wú)司機(jī)狀態(tài)利用第一登記指令或召喚信號(hào)所指層樓數(shù)N〔指〕或N〔召〕與轎廂所處的層數(shù)N，〔轎〕進(jìn)展比擬，以此確定電梯當(dāng)前的運(yùn)行方向。假設(shè)N〉N，則電梯上行，反之則下行。在有司機(jī)狀態(tài)下，指令信號(hào)有優(yōu)先權(quán)，即當(dāng)電梯停站時(shí)，從電梯自動(dòng)開(kāi)門(mén)開(kāi)場(chǎng)到自動(dòng)關(guān)門(mén)完畢前，指令信號(hào)優(yōu)先于召喚信號(hào)，在這段時(shí)間內(nèi)，召喚信號(hào)不參與定向控制。轎廂開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)要求電梯平層以后按下開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)按鈕電梯自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)，如果無(wú)人按鈕在延時(shí)一段時(shí)間后電梯自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)。層樓控制要求通過(guò)層樓行程開(kāi)關(guān)能反映并控制轎廂所處的層樓位，可采用七段數(shù)碼管來(lái)顯示。啟動(dòng)運(yùn)行控制要求〔1〕有司機(jī)工作狀態(tài)：在電梯確定運(yùn)行方向后，按下運(yùn)行方向按鈕電梯便按程序自動(dòng)關(guān)門(mén)啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)顯示其運(yùn)行狀態(tài)?！?〕無(wú)司機(jī)工作狀態(tài)：在確定運(yùn)行方向后，只要門(mén)已關(guān)閉電梯便自動(dòng)運(yùn)行并顯示，無(wú)需按方向按鈕。〔3〕檢修工作狀態(tài)：轎廂上下行只能通過(guò)上下行按鈕點(diǎn)動(dòng)完成，同時(shí)轎廂可以在任何位置停留。停站控制要求〔1〕指令信號(hào)停站：電梯運(yùn)行中，當(dāng)?shù)竭_(dá)已登記層樓時(shí)，該層樓行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作并起作用，電梯就立即停站?！?〕召喚信號(hào)停站：電梯上行時(shí)，順向召喚信號(hào)從低到高逐一停站，而與運(yùn)行相反的向下召喚信號(hào)登記并保存，在完成上行最后一個(gè)指令或召喚信號(hào)后，電梯下行并按已登記的下行信號(hào)從高到低逐一停站。反向召喚信號(hào)停站的處理原則是：只出現(xiàn)一個(gè)反向召喚信號(hào)，如電梯停在基站，三樓有召喚下行則電梯能在三樓停站。如果有多個(gè)反向召喚信號(hào)則最遠(yuǎn)反向召喚信號(hào)可以停站，其他信號(hào)被登記保存，在電梯反向運(yùn)行中逐一執(zhí)行⑷。指令信號(hào)的登記與消除要求指令信號(hào)的登記：當(dāng)按下除停站外的*層樓按鈕時(shí)，此指令信號(hào)被登記。指令信號(hào)的消除：電梯運(yùn)行并到達(dá)*層樓，該層指令信號(hào)消除。召喚信號(hào)的登記與消除要求召喚信號(hào)的登記：當(dāng)按下除停站外*層樓召喚按鈕時(shí)，此信號(hào)應(yīng)被登記。召喚信號(hào)的消除：當(dāng)電梯到達(dá)*層樓時(shí)，該層與電梯運(yùn)行方向一致的登記信號(hào)即被消除。指令專(zhuān)用功能在有司機(jī)工作狀態(tài)下，按下指令專(zhuān)用按鈕，電梯不應(yīng)答召喚信號(hào)，電梯只能根據(jù)指令信號(hào)停站，但召喚信號(hào)被登記。消防工作狀態(tài)功能當(dāng)按下消防工作狀態(tài)按鈕，電梯立即去除所有指令和召喚信號(hào)，立即關(guān)門(mén)返回基站，到達(dá)基站后恢復(fù)指令功能。超載保護(hù)功能按下此按鈕，表示電梯超載，轎廂制止關(guān)門(mén)并不能運(yùn)行，同時(shí)超載指示燈亮，直至超載消除方能正常運(yùn)行。緊停功能當(dāng)電梯出現(xiàn)意外故障時(shí)，如轎廂沖頂或沖底，該停站未停站時(shí)，管理人員應(yīng)立即按此按鈕使電梯停頓運(yùn)行。交流雙速電機(jī)交流電動(dòng)機(jī)具有構(gòu)造緊湊、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)方式控制，線路簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，因此目前仍在電梯上經(jīng)常使用。交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法主要是通過(guò)改變極對(duì)數(shù)的不同而得到不同的速度。由電機(jī)學(xué)原理可知，對(duì)于交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式如下:n6°孔1s)〔3.1〕p式中：n交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速〔r/mi〕；f交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子供電頻率〔1/s〕；1p交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；s——轉(zhuǎn)差率。從上式可見(jiàn)，改變磁極數(shù)就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電梯用的交流電動(dòng)機(jī)有單速、雙速及三速；雙速的磁極對(duì)數(shù)一般為：4級(jí)和16極，6極和24極，少數(shù)也有4極和24極或6極和36極血圖3.1為4/2極的雙速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接線示意圖。圖〔a〕將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U1、V1、W1三個(gè)接線端接三相交流電源，而將定子繞組的U2、V2、W2三個(gè)接線端懸空，三相定子繞組接成三角形。此時(shí)每相繞組中的①、②線圈串聯(lián)，電流方向如圖〔a〕中箭頭所示，電動(dòng)機(jī)以四極運(yùn)行為低速。假設(shè)將電動(dòng)機(jī)定子繞組的三個(gè)接線端子U1、V1、W1連在一起，而將U2、V2、W2接三相交流電流，則原來(lái)三相定子繞組的三角形線即變?yōu)殡p星形接線，此時(shí)每相繞組的①、②r?<—U1線圈相互并聯(lián)，電流方向如圖〔b〕中箭頭所示，于是電動(dòng)機(jī)便以兩r?<—U1(b)雙星形接線圖3.14/極雙速電動(dòng)機(jī)三相定子繞組接線示意圖圖3.2所示是交流雙速電梯的一種拖動(dòng)線路，該電路采用一級(jí)串聯(lián)電抗啟動(dòng)，二級(jí)電阻電抗減速。圖3.2交流雙速電梯電機(jī)的主電路圖中交流雙速電機(jī)電梯主電路的工作原理如下：?jiǎn)?dòng)時(shí)，串入電抗*Q，進(jìn)展降壓?jiǎn)?dòng)；經(jīng)一段時(shí)間后，1C接觸器接通，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入固有特性運(yùn)轉(zhuǎn)。減速時(shí)，KC斷開(kāi)，MC接通，慢速繞組串入阻抗*J和電阻R運(yùn)行，延時(shí)一定時(shí)間后，2C接通，短接R，電動(dòng)機(jī)串入電抗*J運(yùn)行；再延時(shí)一段時(shí)間后，3C接通，電動(dòng)機(jī)慢速運(yùn)行，直到$?；?斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停頓運(yùn)轉(zhuǎn)。電梯系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電氣控制線路電梯的控制線路主要有：轎內(nèi)指令線路、門(mén)廳召喚線路、定向選層線路、啟動(dòng)運(yùn)行線路、平層線路、指層線路、開(kāi)關(guān)門(mén)線路、平安保護(hù)線路。這些線路之間的關(guān)系如圖5.1所示。圖5.1交流雙速電梯電氣控制線路的組成框圖用這些控制線路可以構(gòu)成各種運(yùn)行方式：有司機(jī)/無(wú)司機(jī)控制、集選運(yùn)行、下行集選運(yùn)行、消防運(yùn)行、并聯(lián)運(yùn)行、檢修運(yùn)行等。硬件選擇PLC的選型PLC的種類(lèi)非常繁多，不同種類(lèi)之間的功能設(shè)置差異很大，這既給PLC機(jī)型的挑選提供了十分廣闊的空間，同時(shí)也帶來(lái)了一定的難度。機(jī)型選擇的根本原則應(yīng)是在功能滿足要求的前提下，力爭(zhēng)最好的性價(jià)比，并有一定的升級(jí)空間?？紤]到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)只有4層，且開(kāi)關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC中整體式比模塊式的價(jià)格廉價(jià)，體積也小，但是在設(shè)計(jì)活動(dòng)中，經(jīng)常碰到一些估計(jì)的指標(biāo)，在設(shè)計(jì)活動(dòng)中需要進(jìn)展局部調(diào)整，另外模塊式PLC排除故障所需時(shí)間短；我們估算輸入輸出接比擬多；由于考慮到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)只有4層，考慮到工廠造價(jià)，我們采用離線編程的方式，以減小軟硬件的開(kāi)銷(xiāo)。根據(jù)PLCI/（節(jié)點(diǎn)使用原則，即留出20%---30%的【/。點(diǎn)以做擴(kuò)展時(shí)使用，4層電梯有32個(gè)輸入信號(hào)，27個(gè)輸出信號(hào)，為節(jié)省費(fèi)用，到達(dá)預(yù)期的效果，本系統(tǒng)選用PLC型號(hào)為三菱F*2——128MR，這種機(jī)型的I/O點(diǎn)數(shù)分別為64,其編輯指令超過(guò)10條，有20步的程序內(nèi)存，并配有相應(yīng)的編程軟件MEDOC，不但可通過(guò)手持編輯器對(duì)其編輯，而且還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)展編輯。F*2系列是三菱公司1991年推出的一種整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式小型PC，它的執(zhí)行速度為0.48us步，其編程指令超過(guò)1條，有2K步RAM的程序容量。編程設(shè)備有手執(zhí)式簡(jiǎn)易編程〔F*-20P-E〕，圖形編程器〔GP-80E*-E〕。此外，還有利用編程軟件MELSEC-MEDOC，F(xiàn)*MING在個(gè)人計(jì)算機(jī)上進(jìn)展編程。電機(jī)選型大量應(yīng)用于電梯的是雙速電動(dòng)機(jī)，分為雙速雙繞組鼠籠式或線繞式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)兩種。鼠籠式電機(jī)目前較多地使用于額定速度不大于1m/s的國(guó)產(chǎn)雙速電梯上。這種電動(dòng)機(jī)在定子每一槽內(nèi)放兩個(gè)獨(dú)立繞組極數(shù)為4/16或6/24,速比為4:1,適用于0.5~1m/s的電梯。雙速雙繞組繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，除了定子繞組外，轉(zhuǎn)子中也嵌入高速繞組和低速繞組，通過(guò)整流子與外部電阻相連。這種構(gòu)造的電機(jī)在降低發(fā)熱和提高效率方面均優(yōu)于鼠籠式電機(jī)，但相對(duì)的本錢(qián)也高。曳引電機(jī)的型號(hào)，根據(jù)電梯設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)選擇，轎廂載重量為10—15kg,運(yùn)行速度在1m/s以下?？紤]到本錢(qián)的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)采用YTD—225S型鼠籠式電機(jī)，額定功率為15/3.5kW,轉(zhuǎn)速為15/375,由接于輸出端Y、Y01的開(kāi)關(guān)門(mén)接觸器線圈KM1、KM2得失電對(duì)電機(jī)MD進(jìn)展控制，實(shí)現(xiàn)電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)過(guò)程。內(nèi)存容量估計(jì)用戶的程序和數(shù)據(jù)都保存在內(nèi)存之中，對(duì)所需的內(nèi)存容量要有一個(gè)估算，估計(jì)的太小則會(huì)造成編程和使用的困難，估計(jì)得太大又會(huì)浪費(fèi)資源。我們一般會(huì)從下面幾個(gè)因數(shù)來(lái)估計(jì)內(nèi)存大?。簝?nèi)存利用率：所謂內(nèi)存利用率，就是一個(gè)程序段中的節(jié)點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器碼所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值。對(duì)于同一個(gè)程序而言，高利用率可以降低內(nèi)存的使用量，還可以縮短掃描時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。開(kāi)關(guān)量輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)：一般系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)量輸入與輸出的比為6：4,根據(jù)經(jīng)歷公式，可以算出所需內(nèi)存的字?jǐn)?shù)：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量〔輸入+輸出〕總點(diǎn)數(shù)*10=590模擬量輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)：對(duì)于模擬量的處理需要用到數(shù)字傳送和運(yùn)算的功能，這局部指令的內(nèi)存利用率比擬低，因此需要更多的內(nèi)存容量。下面是一般情況下的經(jīng)歷計(jì)算公式：只有模擬量輸入時(shí)：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*1=4模擬量輸入/輸出共存時(shí)：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*2=8所占內(nèi)存約為40KB，但是考慮到實(shí)際情況，在本系統(tǒng)控制過(guò)程中不存在此種情況。程序編程質(zhì)量：由于本人是初學(xué)者，缺乏實(shí)踐經(jīng)歷，以及對(duì)機(jī)器和編程語(yǔ)言掌握不深，寫(xiě)出來(lái)的程序比擬冗長(zhǎng)，因此在選內(nèi)存容量時(shí)，我多留了些容量。由此，估算為10余條程序，而F*2---128MR編輯指令超過(guò)10條，有20步的程序內(nèi)存，根本上滿足了要求，PLC選型正確。輸入輸出模塊和電源的選：PLC輸入模塊的功能主要是檢測(cè)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可處理的電平信號(hào)。輸入模塊的類(lèi)型選用交流形式的，由于信號(hào)的傳送距離比擬近，信號(hào)選用低電壓形式，低壓又分為5v,12v,24v,6（和68v,從可靠性角度考慮，我選用24v作為電平信號(hào)電壓。PLC輸出模塊的功能主要是將內(nèi)部輸出電平，在輸出前轉(zhuǎn)換為可匹配外部負(fù)載設(shè)備的控制信號(hào)。晶閘管輸出模塊比擬適合于開(kāi)關(guān)頻率高，電感性和低功率因數(shù)的負(fù)載設(shè)備，其缺點(diǎn)是價(jià)格高，過(guò)載能力差。而繼電器輸出模塊的優(yōu)點(diǎn)是使用電壓*圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，并且價(jià)格較低，但是它的壽命不長(zhǎng)，而且響應(yīng)速度慢，達(dá)不到我們?cè)O(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)反響速度的要求，因此我們選用晶閘管輸出模塊。電梯系統(tǒng)的曳引電機(jī)的工作電壓選用交流220v,轎箱門(mén)開(kāi)關(guān)控制電機(jī)的工作電壓我們選用交流220v，指示燈工作電壓都選用24v。電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)的要求本設(shè)計(jì)中電梯控制系統(tǒng)的要求如下：電梯運(yùn)行到位后具有自動(dòng)和手動(dòng)開(kāi)、關(guān)門(mén)的功能。利用指示燈顯示廳外呼叫信號(hào)、廳內(nèi)指令信號(hào)和電梯到達(dá)樓層信號(hào)。能自動(dòng)判別電梯運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)呼叫的指示信號(hào)。電梯能在一定條件下進(jìn)展起動(dòng)、加速和換速。具有故障和斷電時(shí)自動(dòng)抱閘保護(hù)、門(mén)鎖防夾保護(hù)、手動(dòng)自動(dòng)報(bào)警功能。地址分配表5.1確定I/O接點(diǎn)數(shù)及地址分配表輸入編號(hào)輸入名稱輸出編號(hào)輸知名稱*0手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕Y0開(kāi)門(mén)輸出*1手動(dòng)關(guān)門(mén)按鈕Y1關(guān)門(mén)輸出*2開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)Y2上行接觸器*3關(guān)門(mén)行程開(kāi)關(guān)Y3下行接觸器*4有/無(wú)司機(jī)操作方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)Y4快速接觸器*5上平層感應(yīng)器觸點(diǎn)Y5慢速接觸器*6門(mén)區(qū)感應(yīng)器觸點(diǎn)Y6上行方向指示燈*7下平層感應(yīng)器觸點(diǎn)Y7下行方向指示燈*010轎內(nèi)五層指令按鈕Y010轎內(nèi)五層指示燈*011轎內(nèi)四層指令按鈕內(nèi)四層指示燈Y011轎*012轎內(nèi)三層指令按鈕內(nèi)三層指示燈Y012轎*013轎內(nèi)二層指令按鈕內(nèi)二層指示燈Y013轎*014轎內(nèi)一層指令按鈕內(nèi)一層指示燈Y014轎*015門(mén)廳四層上召喚按鈕廳四層上召喚指示燈Y015門(mén)表5.1確定I/O接點(diǎn)數(shù)及地址分配表〔續(xù)表〕輸入編號(hào)輸入名稱輸知名稱輸出編號(hào)*016門(mén)廳三層上召喚按鈕三層上召喚指示燈Y016門(mén)廳*017門(mén)廳二層上召喚按鈕二層上召喚指示燈Y017門(mén)廳*020門(mén)廳一層上召喚按鈕一層上召喚指示燈Y020門(mén)廳*021門(mén)廳五層下召喚按鈕Y021門(mén)廳五層下召喚指示燈-*022門(mén)廳四層下召喚按鈕Y022門(mén)廳四層下召喚指示燈*023門(mén)廳三層下召喚按鈕Y023門(mén)廳三層下召喚指示燈*024門(mén)廳二層下召喚按鈕Y024門(mén)廳二層下召喚指示燈*025五樓上行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)Y025門(mén)廳五層指示燈*026四樓上行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)Y026門(mén)廳四層指示燈*027三樓上行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)Y027門(mén)廳三層指示燈*030二樓上行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)Y030門(mén)廳二層指示燈*031一樓上行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)Y031門(mén)廳一層指示燈*032五樓下行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)Y034超載報(bào)警*033四樓下行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)*034三樓下行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)*035二樓下行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)*036一樓下行樓層感應(yīng)觸點(diǎn)*037超載信號(hào)輸入*040上強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)*041下強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)*042司機(jī)上行選擇按鈕*043司機(jī)下行選擇按鈕所用輔助繼電器和時(shí)間繼電器編號(hào)分配如下表:表5.2輔助繼電器和時(shí)間繼電器編號(hào)及地址分配表編號(hào)名稱名稱編號(hào)M1—M1045—1層樓層感應(yīng)中間繼電器M135門(mén)鎖中間繼電器M112—M1165—1層指層中間繼電器M140上平層感應(yīng)中間繼電器M123—M1265—2層向下召喚中間繼電器M141門(mén)區(qū)感應(yīng)中間繼電器M105—M1115—1轎內(nèi)指令中間繼電器M142下平層感應(yīng)中間繼電器M117—M1224—1層向上召喚中間繼電器M143快速運(yùn)行中間繼電器M130上行中間繼電器M144換速消除中間繼電器M131下行中間繼電器T03s延時(shí)M132司機(jī)上行中間繼電器T15s延時(shí)M133司機(jī)下行中間繼電器T2快速運(yùn)行斷開(kāi)延時(shí)K4s延時(shí)M134換速中間繼電器電梯控制的程序設(shè)計(jì)〔一〕程序設(shè)計(jì)思路所設(shè)計(jì)的電梯模型共四層，電梯的每一層均有電梯升降指示燈，每層的摟廳均設(shè)有按鈕召喚電梯；電梯內(nèi)部設(shè)有按鈕以便乘客選擇要到達(dá)的樓層，還設(shè)有開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕，方便乘客進(jìn)出電梯。工作中的電梯控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)各種呼梯信號(hào)和當(dāng)前電梯運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)展綜合分析，再確定下一個(gè)工作狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)電梯自動(dòng)控制，要求控制系統(tǒng)具有自動(dòng)定向，順向截梯，反向保號(hào)，外呼指令記憶，停梯銷(xiāo)號(hào)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)，自動(dòng)報(bào)警，手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)，到層指示功能等?！捕持饕绦蛟O(shè)計(jì)流程圖圖五：開(kāi)關(guān)門(mén)程序流程圖開(kāi)關(guān)門(mén)程序流程簡(jiǎn)介：當(dāng)停層信號(hào)到達(dá)時(shí)，電梯停層，門(mén)電機(jī)正轉(zhuǎn)，轎箱門(mén)翻開(kāi)，系統(tǒng)等待開(kāi)門(mén)到位信號(hào)到達(dá)，承受到信號(hào)后，箱門(mén)保持翻開(kāi)延時(shí)狀態(tài)；開(kāi)門(mén)延時(shí)完畢后電梯開(kāi)場(chǎng)關(guān)門(mén)，首先判斷有無(wú)紅外信號(hào)，假設(shè)有，電梯延時(shí)2秒，沒(méi)有信號(hào)則繼續(xù)關(guān)門(mén)，直到關(guān)門(mén)到位，然后響應(yīng)接下來(lái)的信號(hào)。主程序流程圖簡(jiǎn)要介紹：電梯系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)首先判斷，電梯處于哪個(gè)樓層，假設(shè)電梯處于一樓，然后判斷電梯是否有向上召喚信號(hào)，假設(shè)有響應(yīng)信號(hào)，假設(shè)沒(méi)有，則保持電梯門(mén)關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)電梯處于二樓時(shí)，首先判斷電梯處于上升狀態(tài)還是下降狀態(tài)，假設(shè)處于上升狀態(tài)時(shí)，記憶向下呼叫信號(hào)，響應(yīng)上升信號(hào)；假設(shè)電梯處于下降狀態(tài)時(shí)，它將記憶向上呼叫的信號(hào)，響應(yīng)向下呼叫的信號(hào)；假設(shè)無(wú)呼叫信號(hào)存在，電梯則將保持門(mén)畢狀態(tài)。當(dāng)電梯處于三樓時(shí)，首先判斷電梯處于上升狀態(tài)還是下降狀態(tài)，假設(shè)處于上升狀態(tài)時(shí)，記憶向下呼叫信號(hào)，響應(yīng)上升信號(hào)；假設(shè)電梯處于下降狀態(tài)時(shí)，它將記憶向上呼叫的信號(hào)，響應(yīng)向下呼叫的信號(hào)；假設(shè)無(wú)呼叫信號(hào)存在，電梯則將保持門(mén)畢狀態(tài)。當(dāng)電梯處于四樓時(shí)，首先判斷有無(wú)向下呼叫信號(hào)；有向上呼叫信號(hào)，向上運(yùn)行燈亮；沒(méi)有電梯將保持門(mén)畢狀態(tài)。圖六：主程序簡(jiǎn)易圖根據(jù)電梯控制要求，將電梯控制程序分成以下八局部。電梯啟動(dòng)控制電梯通常以快速啟動(dòng)，而在減速時(shí)斷開(kāi)快速繞組，接入慢速繞組。設(shè)置中間繼電器M143來(lái)控制快速接觸器。電梯啟動(dòng)控制的梯形圖如下列圖所示，圖中M135為門(mén)鎖繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)，保證門(mén)關(guān)好前方能啟動(dòng)。*040和*041分別為上、下強(qiáng)迫換速輸入繼電器，M130和M131分別為上行和下行繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)，Y4和Y5為快速和慢速接觸器°M134為換速繼電器，當(dāng)M134接通時(shí)，中間繼電器M143斷電，輸出線圈Y4斷電，接通慢速接觸器Y5,電動(dòng)機(jī)慢速運(yùn)行。圖5.1電梯啟動(dòng)控制梯形圖電梯開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)控制*0代表手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕，當(dāng)電梯運(yùn)行到位后，閉合*0，使輸出線圈Y0有效，從而驅(qū)動(dòng)開(kāi)門(mén)接觸器，電梯門(mén)被翻開(kāi)，直至門(mén)開(kāi)到位，開(kāi)門(mén)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，即*2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，開(kāi)門(mén)過(guò)程才完畢。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)時(shí)，電梯減速運(yùn)行到平層位置。時(shí)間繼電器T0開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到3秒時(shí)，T0輸出線圈有效，從而翻開(kāi)電梯門(mén)。當(dāng)按下關(guān)門(mén)按鈕時(shí)，觸點(diǎn)*1閉合，輸出線圈Y1有效，從而驅(qū)動(dòng)關(guān)門(mén)接觸器，關(guān)閉電梯門(mén)。自動(dòng)關(guān)門(mén)則借助于時(shí)間繼電器T1，開(kāi)門(mén)到位后經(jīng)過(guò)5秒鐘延時(shí),使T1的觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門(mén)。圖5.2電梯開(kāi)關(guān)門(mén)控制梯形圖電梯換速控制電梯通常以快速啟動(dòng)，而在減速時(shí)斷開(kāi)快速繞組，接入慢速繞組。當(dāng)電梯將要到達(dá)需要停頓的樓層時(shí)，應(yīng)發(fā)出換速信號(hào)，斷開(kāi)快速繼電器，接通慢速繼電器，然后制動(dòng)。當(dāng)電梯到達(dá)頂層或底層時(shí)，無(wú)論有無(wú)轎內(nèi)指令都必須換速。M144為換速消除繼電器。當(dāng)電梯離開(kāi)任一樓層時(shí)，M144接通，斷開(kāi)M134，這時(shí)電梯高速運(yùn)行。M130、M131常閉接點(diǎn)支路為無(wú)方向換速控制，防止由于人為或其它原因使M105~M111全部斷開(kāi)時(shí)，電梯進(jìn)入換速狀態(tài)，以便在最近樓層平層停頓。圖5.3電梯換速控制梯形圖電梯平層控制電梯平層控制的梯形圖中*5、*6、*7分別為上平層感應(yīng)輸入繼電器、門(mén)區(qū)感應(yīng)輸入繼電器和下平層感應(yīng)輸入繼電器。其工作原理為：如果電梯上行超越平層位置，SPG離開(kāi)隔離板，使*5、M140斷開(kāi)，這時(shí)Y3由Y4、M140、M143和Y2的常閉接點(diǎn)和M142的常開(kāi)接點(diǎn)而接通，電梯反向平層，直至M140接通。電梯位于平層位置后，M140、M141和M142均接通，Y2和Y3均斷開(kāi)，進(jìn)展抱閘。T2為延時(shí)斷開(kāi)時(shí)間繼電器，用于快速運(yùn)行斷開(kāi)時(shí)的延時(shí)，保護(hù)電機(jī)繞組。圖5.4電梯平層控制梯形圖電梯的選向控制改變電梯的運(yùn)行方向，實(shí)際上就是改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。要改變?nèi)喔袘?yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只要將其中任意二相電相序交換即可。根據(jù)這一原理，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路如圖6.5所示，上行接觸器SC接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；而當(dāng)*C接通時(shí)，B、C兩相對(duì)換，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。圖5.5電梯正反轉(zhuǎn)控制梯形圖無(wú)論是直流電梯還是交流電梯，都可以通過(guò)接通上、下行接觸器來(lái)改變電梯的運(yùn)行方向，選向控制的梯形圖如下。輸入觸點(diǎn)*042、*043分別為司機(jī)控制的上行選向按鈕、下行選向按鈕，輸出線圈Y2、Y3分別控制電梯上行接觸器S