電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計

電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計

在現(xiàn)代生活中，電梯起著非常重要的作用。人們對電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動了電梯技術(shù)的進步。隨著PLC和交流調(diào)速(VVVF)控制在電梯領(lǐng)域廣泛使用,電梯控制更加復(fù)雜?，F(xiàn)在的電梯控制多采用可編程控制器來實現(xiàn),可編程控制器(PLC)編程采用易學(xué)易懂的梯形圖語言,具有控制靈活方便、抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等特點。電梯實際上是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律運行的,而呼叫是隨機的,因此電梯是一個人機交互式的控制系統(tǒng),單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的,電梯的控制系統(tǒng)采用的是隨機邏輯方式控制。此電梯控制采用的是松下FP1-C40加E16模塊。一共是56個I/O點,輸入32點,輸出24點。1電梯設(shè)計和控制流程1.1電梯的運行過程在轎廂操縱盒上設(shè)有一個自動/手動開關(guān)。當開關(guān)打到自動位置時,電梯按照乘客所按的指令信號自動運行。當打到手動檔,有兩種情況:①電梯在運行過程中,則電梯停止運行,然后根據(jù)慢上、慢下的信號來決定電梯的運行方向,電梯根據(jù)慢上、慢下按鈕狀態(tài)來決定運行的斷續(xù)。所有樓層的指令信號及召喚信號全部清空,電梯將停靠在慢上、慢下按鈕最后松開的位置(不一定在某個樓層)。②電梯不在運行過程中,即電梯不在運行過程中,而是?？吭谀硞€樓層,電梯將根據(jù)慢上、慢下的信號來決定電梯的運行方向,根據(jù)慢上、慢下按鈕狀態(tài)來決定運行的斷續(xù)。1.2電梯停靠站教育電梯在每到一層樓(在正常情況下),就自動地執(zhí)行開關(guān)門程序,乘客可以自行出入電梯,當電梯慢速平層時,曳引機完全停止后,門電機動作,自動開門,當門開到位時,轎門開到位開關(guān)動作(轎門開到位開關(guān)導(dǎo)通,門機電路關(guān)斷),門電機停止。當電梯?？繕菍娱_門后,門開到位后經(jīng)過約6s的延時,門電機向相反的方向運轉(zhuǎn)。當門關(guān)到位時,轎門關(guān)到位開關(guān)動作(轎門關(guān)到位開關(guān)導(dǎo)通,門機電路關(guān)斷),門電機停。在一般的情況下,電梯?？空鹃_門后約6s后又自動關(guān)門。在延時過程中當乘客按下關(guān)門按鈕時電梯就立即關(guān)門。當門在未關(guān)閉時或已被關(guān)閉的時候,如果按開門按鈕,則門又再開啟。在開關(guān)門的同時還對應(yīng)著該召喚信號清除。1.3電梯減速啟動的過程當有向下或向上的啟動信號,定時器1工作,經(jīng)過0.5s后正式啟動(時間可以自己定義),電梯開始以變頻器內(nèi)部設(shè)定的慢速曲線啟動。最終達到慢速。當電梯啟動的時候,定時器2開始工作,經(jīng)過1.3s(時間可以自己定義)電梯開始以變頻器內(nèi)部設(shè)定的加速曲線啟動。最終達到中速。當電梯走到呼叫的樓層時,高速計數(shù)器同預(yù)設(shè)值進行比較,如果達到預(yù)設(shè)值,則進行慢速運行,即從中速調(diào)到慢速,電梯按變頻器內(nèi)部設(shè)定的減速曲線運行,直至慢速,最后?？空九_。由于PLC本身的時間延遲和電機及電磁制動器的延遲導(dǎo)致驅(qū)動電路被關(guān)斷后電機還能運轉(zhuǎn)一段時間,高速計數(shù)器還能計數(shù),故預(yù)設(shè)值應(yīng)設(shè)定一個數(shù)據(jù)范圍而非具體的數(shù)值。1.4電梯控制板啟動轎廂按鈕和樓層按鈕在以下情況下不能用:限速器開關(guān)打開;自動/手動開關(guān)打到了手動檔;電梯出現(xiàn)故障被修復(fù),電梯重新啟動自動執(zhí)行電梯清零程序;電梯警鈴啟動;急停按鈕開啟;直駛開關(guān)開啟。一旦出現(xiàn)以上情況,相應(yīng)的按鈕背光燈一閃一閃的,表示該按鈕不能用。1.5設(shè)置電梯教育監(jiān)控設(shè)施電梯廳門外和轎廂操縱盒上設(shè)有方向箭頭指示燈及轎廂指示燈,表示電梯的運行方向和轎廂所在的樓層,乘客可以通過這些來獲知電梯運行情況。只有當轎廂停靠到某樓層平臺,轎廂指示燈才相應(yīng)地被點亮。只要轎廂沒達到下一個樓層,轎廂指示燈就一直保持原樣。不管轎廂是否在下一個樓層?？?只要一達到其樓層平臺,相應(yīng)的轎廂指示燈就被點亮。另外,從方向箭頭指示燈可以看出電梯運行情況及趨勢,乘客可以根據(jù)該指示燈來決定是否搭坐電梯,如果限速器開關(guān)打開,電梯警鈴啟動;急停按鈕開啟,則這兩種指示燈一閃一閃的,表示電梯當前不能運行。1.6電梯運行算法重在化電梯運行算法是一臺電梯最核心的部分,它決定了電梯的工作效率及它的節(jié)能性,在大多數(shù)情況下,電梯呼叫及指令信號比較多,并且時間上也挨得緊,電梯運行算法必須慎重考慮。集選控制算法是將轎廂內(nèi)指令與廳外召喚等各種信號集中進行綜合分析處理的高度自動控制算法。該算法所實現(xiàn)的功能包括:對轎廂指令、廳外召喚登記;停站延時自動關(guān)門起動運行;同向逐一應(yīng)答;自動平層自動開門;順向截梯;自動換向反向應(yīng)答;自動應(yīng)召服。集選控制算法程序流程如圖1所示,主要通過以下步驟實現(xiàn)。(1)電梯的停在三樓電梯檢測轎廂的位置,如果有比轎廂位置高的樓層召喚,電梯向上運行,反之,如有比它低的樓層召喚,就向下運行。需要說明的是:電梯在正常情況下,一般停在某個樓層。假設(shè)電梯一開始便停靠在三樓,如果這時有人在一樓按了召喚按鈕,而只相隔了零點幾秒,在四樓又有人按了召喚按鈕,這時電梯會向一樓運行。即使三樓離四樓近,但由于一樓的人比四樓的人搶先一步,所以電梯向下運動。如果一樓和四樓的人同時按,則看誰的電信號先被登記。(2)層限制號一旦電梯運轉(zhuǎn),它的運動方向決定樓層召喚的優(yōu)先權(quán),處于優(yōu)先權(quán)的樓層就進入順向截梯,處于召喚劣勢就進入逆向召喚。(3)電梯向勢單元的非來停接如果電梯在向一樓運動的過程中,二樓有人按了召喚按鈕,則電梯向二樓靠攏,但前提是轎廂必須還沒有到達二樓之前,一旦進入二樓停層的范圍,即使按了此按鈕,電梯并不立即執(zhí)行停層的動作。只是將信號放到信號寄存器。(4)下層減速器的不利處理所有處于召喚劣勢(可以跟指層燈的數(shù)字比較)的召喚信號都被存入信號寄存器。等到電梯優(yōu)先權(quán)結(jié)束,開放優(yōu)先權(quán),然后轉(zhuǎn)到它們的優(yōu)先權(quán)處理。(5)電梯啟示溫度清除優(yōu)先權(quán)有人在一樓按了召喚按鈕當電梯向下運行,只有等一樓的召喚信號被消除了這個向下的優(yōu)先權(quán)才被消除。需要說明:召喚信號的消除并不等于這個優(yōu)先權(quán)的消除,只有等到該樓層平臺開門之后再關(guān)門(門關(guān)緊后)就能將優(yōu)先權(quán)清除。一旦優(yōu)先權(quán)被清除,如果信號寄存器有信號,則經(jīng)過0.2s之后電梯立即開放向上為優(yōu)先,即上面的電梯樓層按鈕優(yōu)先處理。處于劣勢的信號則被放入寄存器,如此反復(fù),還有一種情況,如果一個優(yōu)先權(quán)被清除,而信號寄存器中又沒有信號,則經(jīng)過0.2s之后,電梯開放向上和向下優(yōu)先權(quán),結(jié)果等同于電梯初始運行。轎廂內(nèi)的指令按鈕與樓層的召喚按鈕實現(xiàn)的功能是一樣的,所以它們的優(yōu)先等級是一樣的。2電梯緊急逃逸狀態(tài)流程筆者對電梯的PLC程序進行開發(fā),經(jīng)過多次對PLC程序的修改,實現(xiàn)了電梯所具有的功能,電梯運行正?！，F(xiàn)通過狀態(tài)流程圖加以詳細說明,后面流程圖中的“XX=1、XX=0”分別表示XX導(dǎo)通、XX關(guān)斷?！?”表示與運算,“+”表示或運算。現(xiàn)對緊急逃逸狀態(tài)流程進行詳細說明,其它的如自動開關(guān)門狀態(tài)流程、電機加減速實現(xiàn)的狀態(tài)流程等限于篇幅,就不一一列舉了。如圖2是電梯緊急逃逸流程圖,一旦警鈴啟動,就自動執(zhí)行此程序。以下是具體說明。(1)正常運行電梯無故障,電梯正常運行。(2)t14、s13警鈴按鈕(X34)被按住持續(xù)1s(由TMX14定時1s),T14導(dǎo)通,Y36(警鈴驅(qū)動)導(dǎo)通,警鈴啟動。電梯立即取消所有指令信號和召喚信號,并且向最近的樓層平臺。(3)所有樓層的指針都是尖銳的T14將R60導(dǎo)通,R60導(dǎo)通,T23、T24以0.5s的周期關(guān)斷和導(dǎo)通,用T23、T24作為開關(guān)來導(dǎo)通和關(guān)斷樓層指示燈。(4)電梯的檢測能力當自動/手動按鈕關(guān)斷(XC=0),X30(限速器開關(guān))導(dǎo)通,X35(急停開關(guān))關(guān)斷,X17導(dǎo)通時,電梯進行實時檢測,到哪個樓層的時間最短,就向該樓層?？?。(5)電梯停止繼續(xù)運行電梯上升時,電梯進行實時檢測,當發(fā)現(xiàn)到下層較近,內(nèi)部繼電器R34導(dǎo)通,電梯停止立即反向運行。到下一層停止。反之,電梯下降時,電梯進行實時檢測,當發(fā)現(xiàn)到上層較近時R35導(dǎo)通,電梯停止立即反向運行。到上一層停止。否則就到下一層停止。(6)移動方向保持不變?nèi)绨l(fā)現(xiàn)到上層較近,內(nèi)部繼電器R34、R35關(guān)斷,電梯繼續(xù)上升,到上一層停止。(7)出發(fā)時電梯實時檢測,如到最近樓層,則將R34、R35關(guān)斷,或是將內(nèi)部繼電器R28導(dǎo)通,使YD關(guān)斷,電機停止。(8)恢復(fù)電梯停止后,如果R60關(guān)斷(修復(fù)后重新運行程序),則電梯恢復(fù)正常,執(zhí)行一樓清零