電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代生活中，電梯起著非常重要的作用。人們對(duì)電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的進(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn),可編程控制器(PLC)編程采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言,具有控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。電梯實(shí)際上是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律運(yùn)行的,而呼叫是隨機(jī)的,因此電梯是一個(gè)人機(jī)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(jī)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(gè)I/O點(diǎn),輸入32點(diǎn),輸出24點(diǎn)。1電梯設(shè)計(jì)和控制流程1.1電梯的運(yùn)行過(guò)程在轎廂操縱盒上設(shè)有一個(gè)自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)位置時(shí),電梯按照乘客所按的指令信號(hào)自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)打到手動(dòng)檔,有兩種情況:①電梯在運(yùn)行過(guò)程中,則電梯停止運(yùn)行,然后根據(jù)慢上、慢下的信號(hào)來(lái)決定電梯的運(yùn)行方向,電梯根據(jù)慢上、慢下按鈕狀態(tài)來(lái)決定運(yùn)行的斷續(xù)。所有樓層的指令信號(hào)及召喚信號(hào)全部清空,電梯將?？吭诼?、慢下按鈕最后松開(kāi)的位置(不一定在某個(gè)樓層)。②電梯不在運(yùn)行過(guò)程中,即電梯不在運(yùn)行過(guò)程中,而是?？吭谀硞€(gè)樓層,電梯將根據(jù)慢上、慢下的信號(hào)來(lái)決定電梯的運(yùn)行方向,根據(jù)慢上、慢下按鈕狀態(tài)來(lái)決定運(yùn)行的斷續(xù)。1.2電梯?？空窘逃娞菰诿康揭粚訕?在正常情況下),就自動(dòng)地執(zhí)行開(kāi)關(guān)門(mén)程序,乘客可以自行出入電梯,當(dāng)電梯慢速平層時(shí),曳引機(jī)完全停止后,門(mén)電機(jī)動(dòng)作,自動(dòng)開(kāi)門(mén),當(dāng)門(mén)開(kāi)到位時(shí),轎門(mén)開(kāi)到位開(kāi)關(guān)動(dòng)作(轎門(mén)開(kāi)到位開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,門(mén)機(jī)電路關(guān)斷),門(mén)電機(jī)停止。當(dāng)電梯?？繕菍娱_(kāi)門(mén)后,門(mén)開(kāi)到位后經(jīng)過(guò)約6s的延時(shí),門(mén)電機(jī)向相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)門(mén)關(guān)到位時(shí),轎門(mén)關(guān)到位開(kāi)關(guān)動(dòng)作(轎門(mén)關(guān)到位開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,門(mén)機(jī)電路關(guān)斷),門(mén)電機(jī)停。在一般的情況下,電梯?？空鹃_(kāi)門(mén)后約6s后又自動(dòng)關(guān)門(mén)。在延時(shí)過(guò)程中當(dāng)乘客按下關(guān)門(mén)按鈕時(shí)電梯就立即關(guān)門(mén)。當(dāng)門(mén)在未關(guān)閉時(shí)或已被關(guān)閉的時(shí)候,如果按開(kāi)門(mén)按鈕,則門(mén)又再開(kāi)啟。在開(kāi)關(guān)門(mén)的同時(shí)還對(duì)應(yīng)著該召喚信號(hào)清除。1.3電梯減速啟動(dòng)的過(guò)程當(dāng)有向下或向上的啟動(dòng)信號(hào),定時(shí)器1工作,經(jīng)過(guò)0.5s后正式啟動(dòng)(時(shí)間可以自己定義),電梯開(kāi)始以變頻器內(nèi)部設(shè)定的慢速曲線啟動(dòng)。最終達(dá)到慢速。當(dāng)電梯啟動(dòng)的時(shí)候,定時(shí)器2開(kāi)始工作,經(jīng)過(guò)1.3s(時(shí)間可以自己定義)電梯開(kāi)始以變頻器內(nèi)部設(shè)定的加速曲線啟動(dòng)。最終達(dá)到中速。當(dāng)電梯走到呼叫的樓層時(shí),高速計(jì)數(shù)器同預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較,如果達(dá)到預(yù)設(shè)值,則進(jìn)行慢速運(yùn)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(yùn)行,直至慢速,最后?？空九_(tái)。由于PLC本身的時(shí)間延遲和電機(jī)及電磁制動(dòng)器的延遲導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路被關(guān)斷后電機(jī)還能運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,高速計(jì)數(shù)器還能計(jì)數(shù),故預(yù)設(shè)值應(yīng)設(shè)定一個(gè)數(shù)據(jù)范圍而非具體的數(shù)值。1.4電梯控制板啟動(dòng)轎廂按鈕和樓層按鈕在以下情況下不能用:限速器開(kāi)關(guān)打開(kāi);自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)打到了手動(dòng)檔;電梯出現(xiàn)故障被修復(fù),電梯重新啟動(dòng)自動(dòng)執(zhí)行電梯清零程序;電梯警鈴啟動(dòng);急停按鈕開(kāi)啟;直駛開(kāi)關(guān)開(kāi)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(mén)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(yùn)行方向和轎廂所在的樓層,乘客可以通過(guò)這些來(lái)獲知電梯運(yùn)行情況。只有當(dāng)轎廂?？康侥硺菍悠脚_(tái),轎廂指示燈才相應(yīng)地被點(diǎn)亮。只要轎廂沒(méi)達(dá)到下一個(gè)樓層,轎廂指示燈就一直保持原樣。不管轎廂是否在下一個(gè)樓層?？?只要一達(dá)到其樓層平臺(tái),相應(yīng)的轎廂指示燈就被點(diǎn)亮。另外,從方向箭頭指示燈可以看出電梯運(yùn)行情況及趨勢(shì),乘客可以根據(jù)該指示燈來(lái)決定是否搭坐電梯,如果限速器開(kāi)關(guān)打開(kāi),電梯警鈴啟動(dòng);急停按鈕開(kāi)啟,則這兩種指示燈一閃一閃的,表示電梯當(dāng)前不能運(yùn)行。1.6電梯運(yùn)行算法重在化電梯運(yùn)行算法是一臺(tái)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(hào)比較多,并且時(shí)間上也挨得緊,電梯運(yùn)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(hào)集中進(jìn)行綜合分析處理的高度自動(dòng)控制算法。該算法所實(shí)現(xiàn)的功能包括:對(duì)轎廂指令、廳外召喚登記;停站延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén)起動(dòng)運(yùn)行;同向逐一應(yīng)答;自動(dòng)平層自動(dòng)開(kāi)門(mén);順向截梯;自動(dòng)換向反向應(yīng)答;自動(dòng)應(yīng)召服。集選控制算法程序流程如圖1所示,主要通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)。(1)電梯的停在三樓電梯檢測(cè)轎廂的位置,如果有比轎廂位置高的樓層召喚,電梯向上運(yùn)行,反之,如有比它低的樓層召喚,就向下運(yùn)行。需要說(shuō)明的是:電梯在正常情況下,一般停在某個(gè)樓層。假設(shè)電梯一開(kāi)始便?？吭谌龢?如果這時(shí)有人在一樓按了召喚按鈕,而只相隔了零點(diǎn)幾秒,在四樓又有人按了召喚按鈕,這時(shí)電梯會(huì)向一樓運(yùn)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(yùn)動(dòng)。如果一樓和四樓的人同時(shí)按,則看誰(shuí)的電信號(hào)先被登記。(2)層限制號(hào)一旦電梯運(yùn)轉(zhuǎn),它的運(yùn)動(dòng)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(jìn)入順向截梯,處于召喚劣勢(shì)就進(jìn)入逆向召喚。(3)電梯向勢(shì)單元的非來(lái)停接如果電梯在向一樓運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(méi)有到達(dá)二樓之前,一旦進(jìn)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(dòng)作。只是將信號(hào)放到信號(hào)寄存器。(4)下層減速器的不利處理所有處于召喚劣勢(shì)(可以跟指層燈的數(shù)字比較)的召喚信號(hào)都被存入信號(hào)寄存器。等到電梯優(yōu)先權(quán)結(jié)束,開(kāi)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(dāng)電梯向下運(yùn)行,只有等一樓的召喚信號(hào)被消除了這個(gè)向下的優(yōu)先權(quán)才被消除。需要說(shuō)明:召喚信號(hào)的消除并不等于這個(gè)優(yōu)先權(quán)的消除,只有等到該樓層平臺(tái)開(kāi)門(mén)之后再關(guān)門(mén)(門(mén)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(hào)寄存器有信號(hào),則經(jīng)過(guò)0.2s之后電梯立即開(kāi)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(shì)的信號(hào)則被放入寄存器,如此反復(fù),還有一種情況,如果一個(gè)優(yōu)先權(quán)被清除,而信號(hào)寄存器中又沒(méi)有信號(hào),則經(jīng)過(guò)0.2s之后,電梯開(kāi)放向上和向下優(yōu)先權(quán),結(jié)果等同于電梯初始運(yùn)行。轎廂內(nèi)的指令按鈕與樓層的召喚按鈕實(shí)現(xiàn)的功能是一樣的,所以它們的優(yōu)先等級(jí)是一樣的。2電梯緊急逃逸狀態(tài)流程筆者對(duì)電梯的PLC程序進(jìn)行開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)多次對(duì)PLC程序的修改,實(shí)現(xiàn)了電梯所具有的功能,電梯運(yùn)行正?！，F(xiàn)通過(guò)狀態(tài)流程圖加以詳細(xì)說(shuō)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(yùn)算,“+”表示或運(yùn)算?，F(xiàn)對(duì)緊急逃逸狀態(tài)流程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,其它的如自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)狀態(tài)流程、電機(jī)加減速實(shí)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(dòng),就自動(dòng)執(zhí)行此程序。以下是具體說(shuō)明。(1)正常運(yùn)行電梯無(wú)故障,電梯正常運(yùn)行。(2)t14、s13警鈴按鈕(X34)被按住持續(xù)1s(由TMX14定時(shí)1s),T14導(dǎo)通,Y36(警鈴驅(qū)動(dòng))導(dǎo)通,警鈴啟動(dòng)。電梯立即取消所有指令信號(hào)和召喚信號(hào),并且向最近的樓層平臺(tái)。(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(kāi)關(guān)來(lái)導(dǎo)通和關(guān)斷樓層指示燈。(4)電梯的檢測(cè)能力當(dāng)自動(dòng)/手動(dòng)按鈕關(guān)斷(XC=0),X30(限速器開(kāi)關(guān))導(dǎo)通,X35(急停開(kāi)關(guān))關(guān)斷,X17導(dǎo)通時(shí),電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),到哪個(gè)樓層的時(shí)間最短,就向該樓層停靠。(5)電梯停止繼續(xù)運(yùn)行電梯上升時(shí),電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),當(dāng)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(yùn)行。到下一層停止。反之,電梯下降時(shí),電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)到上層較近時(shí)R35導(dǎo)通,電梯停止立即反向運(yùn)行。到上一層停止。否則就到下一層停止。(6)移動(dòng)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(shí)電梯實(shí)時(shí)檢測(cè),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(jī)停止。(8)恢復(fù)電梯停止后,如果R60關(guān)斷(修復(fù)后重新運(yùn)行程序),則電梯恢復(fù)正常,執(zhí)行一樓清零